一种移动音视频直播系统的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其是一种移动音视频直播系统。

背景技术：

随着一些便携手持设备用户的增多，通过手机这样的移动终端设备观看电视节目和视频必将成为一种潮流，移动直播也得到了原来越多人的关注和使用。移动直播一般通过PC机及特定的音视频硬件采集设备作为视频输入，特定的移动终端作为输出并配合服务器来进行音视频直播、音视频录制和流媒体分发等。现有的移动直播系统中服务器对带宽的要求高（否则无法满足大量用户同时并发访问时的带宽要求），硬件成本相对较高。此外，现有的移动直播系统大多只能在统一的平台上进行直播，不能实现跨平台直播，灵活性差，不够方便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种硬件成本低、灵活和方便的移动音视频直播系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种移动音视频直播系统，包括音视频采集端、前端处理模块、直播流服务器、垮台直播模式选择模块和移动终端，所述直播流服务器包括一台源服务器和若干台边缘服务器，所述音视频采集端的输出端与前端处理模块的输入端连接，所述前端处理模块还通过互联网与源服务器连接，所述源服务器还通过内容分发网络分别与若干台边缘服务器连接，所述若干台边缘服务器还均与垮台直播模式选择模块连接，所述垮台直播模式选择模块还与移动终端通讯连接。

进一步，所述音视频采集端包括视频采集单元和音频采集单元，所述视频采集单元的输出端和音频采集单元的输出端均与前端处理模块的输入端连接，所述视频采集单元上还安装有拍摄稳定器。

进一步，所述前端处理模块包括音频编码器、视频编码器和RTMP实现单元，所述音频编码器的输入端与音频采集单元的输出端连接，所述视频编码器的输入端与音频采集单元的输出端连接，所述音频编码器的输出端和视频编码器的输出端均与RTMP协议实现单元的输入端连接，所述RTMP协议实现单元还通过互联网与源服务器连接。

进一步，所述源服务器包括第一通信单元、第一CPU、存储器和分发单元，所述第一通信单元、存储器和分发单元均与第一CPU连接，所述第一通信单元还与通过互联网与前端处理模块连接，所述分发单元还通过内容分发网络与边缘服务器连接。

进一步，所述边缘服务器包括第二通信单元、第二CPU、内存和解码器，所述第二通信单元、内存和解码器均与第二CPU连接，所述第二通信单元还通过内容分发网络与分发单元通讯连接，所述解码器采用GPU。

进一步，所述垮台直播模式选择模块包括切换开关、RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元，所述切换开关的一端与第二CPU连接，所述切换开关的另一端分别与RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元连接，所述RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元还均与移动终端通讯连接。

进一步，所述边缘服务器还包括身份认证单元，所述身份认证单元与第二CPU连接。

进一步，所述视频采集单元采用图像传感器、摄像头或智能手机，所述音频采集单元采用智能手机、耳机、麦克风或拾音器，所述视频编码器采用H.264视频编码器，所述音频编码器采用AVC音频编码器。

进一步，所述视频编码器采用H.264视频编码器，所述音频编码器采用AVC音频编码器，所述边缘服务器通过WiFi无线通信方式、4G移动通信方式、3G移动通信方式、2G移动通信方式、GSM通信方式和蓝牙无线通信方式中任意一种或几种的组合而与移动终端连接。

进一步，所述移动终端采用智能手机、笔记本电脑、平板电脑或电视机顶盒，所述前端处理模块为PC机。

本实用新型的有益效果是：包括音视频采集端、前端处理模块、直播流服务器、垮台直播模式选择模块和移动终端，直播流服务器包括一台源服务器和若干台边缘服务器，基于负载均衡原理，采用若干台对等的边缘服务器来分担来自移动终端的请求信号，解决了大量用户同时并发访问服务器的问题，对服务器的带宽要求不高，硬件成本低；增设了垮台直播模式选择模块，方便用户根据需要灵活选择是否需要进行垮台直播，更加灵活和方便。

附图说明

图1为本实用新型一种移动音视频直播系统的整体结构框图；

图2为本实用新型源服务器、边缘服务器和垮台直播模式选择模块的结构框图。

具体实施方式

参照图1，一种移动音视频直播系统，包括音视频采集端、前端处理模块、直播流服务器、垮台直播模式选择模块和移动终端，所述直播流服务器包括一台源服务器和若干台边缘服务器，所述音视频采集端的输出端与前端处理模块的输入端连接，所述前端处理模块还通过互联网与源服务器连接，所述源服务器还通过内容分发网络分别与若干台边缘服务器连接，所述若干台边缘服务器还均与垮台直播模式选择模块连接，所述垮台直播模式选择模块还与移动终端通讯连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述音视频采集端包括视频采集单元和音频采集单元，所述视频采集单元的输出端和音频采集单元的输出端均与前端处理模块的输入端连接，所述视频采集单元上还安装有拍摄稳定器。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述前端处理模块包括音频编码器、视频编码器和RTMP实现单元，所述音频编码器的输入端与音频采集单元的输出端连接，所述视频编码器的输入端与音频采集单元的输出端连接，所述音频编码器的输出端和视频编码器的输出端均与RTMP协议实现单元的输入端连接，所述RTMP协议实现单元还通过互联网与源服务器连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述源服务器包括第一通信单元、第一CPU、存储器和分发单元，所述第一通信单元、存储器和分发单元均与第一CPU连接，所述第一通信单元还与通过互联网与前端处理模块连接，所述分发单元还通过内容分发网络与边缘服务器连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述边缘服务器包括第二通信单元、第二CPU、内存和解码器，所述第二通信单元、内存和解码器均与第二CPU连接，所述第二通信单元还通过内容分发网络与分发单元通讯连接，所述解码器采用GPU。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述垮台直播模式选择模块包括切换开关、RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元，所述切换开关的一端与第二CPU连接，所述切换开关的另一端分别与RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元连接，所述RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元还均与移动终端通讯连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述边缘服务器还包括身份认证单元，所述身份认证单元与第二CPU连接。

进一步作为优选的实施方式，所述视频采集单元采用图像传感器、摄像头或智能手机，所述音频采集单元采用智能手机、耳机、麦克风或拾音器，所述视频编码器采用H.264视频编码器，所述音频编码器采用AVC音频编码器。

进一步作为优选的实施方式，所述边缘服务器通过WiFi无线通信方式、4G移动通信方式、3G移动通信方式、2G移动通信方式、GSM通信方式和蓝牙无线通信方式中任意一种或几种的组合而与移动终端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述移动终端采用智能手机、笔记本电脑、平板电脑或电视机顶盒，所述前端处理模块为PC机。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

实施例一

针对现有移动直播系统对带宽要求高、硬件成本相对较高和不能实现跨平台直播的缺陷，本实用新型提出了一种新的移动音视频直播系统。如图1所示，该移动音视频直播系统主要包括音视频采集端、前端处理模块、直播流服务器、垮台直播模式选择模块和移动终端。本实用新型利用了负载均衡的原理，将外部移动终端发送来的请求信号均匀分配到对称结构中的某一台边缘服务器上，籍此来快速获取所需的音视频流数据，解决了大量用户并发访问服务的问题，并通过这种集群技术来用最低的成本获得接近于大型主机的性能。

其中，音视频采集端，用于采集音频和视频信号。如图1所示，音视频采集端可进一步细分为视频采集单元和音频采集单元。视频采集单元，用于采集视频信号，可采用现有的图像传感器、摄像头或智能手机来实现。视频采集单元还可以通过安装拍摄稳定器来减少抖动。音频采集单元，用于采集音频信号，可采用现有的智能手机、耳机、麦克风或拾音器来实现。

前端处理模块，用于对采集的视频和音频数据进行编码和封装等前端处理，以便于上传给直播流服务器。前端处理模块可采用PC机来实现。前端处理模块可进一步细分为音频编码器、视频编码器和RTMP实现单元。视频编码器，用于对采集的视频数据进行编码，得到编码后的视频数据。视频编码器可采用现有的H.264视频编码器来实现。音频编码器，用于对采集的音频数据进行编码，得到编码后的音频数据。音频编码器可采用现有的AVC音频编码器来实现。RTMP实现单元，用于对编码后的视频数据和音频数据进行RTMP协议（实时消息传输协议，用于进行实时数据通信）封装，以形成推送给直播流服务器的RTMP数据流。RTMP实现单元可采用现有支持RTMP协议的电路结构来实现。

直播流服务器，用于根据移动终端的请求信号和RTMP数据流进行数据处理（包括解码、身份认证、存储和分发等），以触发相应的控制信号。如图1所示，本实用新型的直播流服务器包括一台源服务器和若干台边缘服务器，n为边缘服务器的台数。

源服务器是直播流服务器的主控制器，用于根据移动终端的请求信号和RTMP数据流进行数据处理（包括接收、存储和分发等）。如图2所示，源服务器包括第一通信单元、第一CPU、存储器和分发单元。第一通信单元，用于接收RTMP数据流。第一CPU，用于根据移动终端的请求信号和RTMP数据流进行数据处理，以触发相应的控制信号。存储器，用于根据第一CPU的控制信号存储RTMP数据流和数据处理的结果等数据。分发单元，用于根据第一CPU的控制信号将第一CPU的数据处理结果等数据（如流媒体数据）分发给边缘服务器。

边缘服务器是直播流服务器的从控制器，用于根据移动终端的请求信号和从源服务器获取的数据进行数据处理（包括存储、解码和身份认证等），以触发相应的控制信号。如图2所示，边缘服务器包括第二通信单元、第二CPU、内存、解码器和身份认证单元。第二通信单元，用于与源服务器进行通信，将移动终端的请求信号发送给源服务器，并从源服务器获取所需的数据。第二CPU，用于根据移动终端的请求信号和从源服务器获取的数据进行数据处理，以触发相应的控制信号。内存，用于存储从源服务器获取的数据以及第二CPU的处理结果数据。解码器，用于解码从源服务器获取的数据。身份认证单元，用于进行用户身份认证，可通过ID卡识别单元、IC卡识别单元、指纹识别单元等现有的电路单元来实现。

移动终端，用于通过WiFi无线通信方式、4G移动通信方式、3G移动通信方式、2G移动通信方式、GSM通信方式和蓝牙无线通信方式与边缘服务器通信，向视频直播流服务器发出请求信号并获取返回的所需数据。

垮台直播模式选择模块，用于选择是否需要进行跨平台直播。如图2所示，跨平台直播模式选择模块可进一步细分为切换开关、RTMP协议（基于TCP的实时消息传输协议）直播单元、RTSP协议（基于UDP的实时传输协议）直播单元和HLS协议（苹果公司定义的用于实时流传输的协议）直播单元。切换开关，可采用继电器或单刀三掷开关来实现。其中，RTMP协议直播单元和RTSP协议直播单元属于非垮台直播单元，适用于实时要求较高或有互动需求等用户不需要垮台直播的场合。HLS协议直播单元属于垮台直播单元，适用于用户需要垮台直播的场合。RTMP协议直播单元、RTSP协议直播单元和HLS协议直播单元均可采用现有技术的相应电路模块来实现。

本实用新型的主要工作过程包括：

（1）采集与上传过程。

采集与上传过程的工作原理为：音视频采集端采集音频和视频数据，并经过前端处理模块进行编码和封装后以RTMP音视频数据流的方式推送给源服务器；接着，源服务器根据推送的RTMP音视频数据流进行处理，将音视频数据存储到源服务器并通过内容分发网络CDN分发给边缘服务器。

（2）用户访问视频直播流服务器过程。

用户访问视频直播流服务器过程的具体过程为：

1）用户通过移动终端向直播流服务器请求直播流数据，并将请求的直播流数据和用户输入的身份认证信息（如指纹、ID卡信号IC卡信号等）一起以请求信号的方式发送给视频直播流服务器；

2）视频直播流服务器的边缘服务器接收到请求信号后，通过第二CPU来验证用户的身份，并在用户身份验证通过后从内存中查找用户请求的直播流数据，若找到请求的直播流数据，则直接将用户请求的直播流数据返回给移动终端；若找不到请求的直播流数据则通过第二通信单元向源服务器查找。

以视频会议为例，其前端处理模块采用本地PC机，通过在视频直播流服务器中增设若干台边缘服务器以适应会议的最大客户访问量，本地PC机将通过摄像头等音视频设备捕获的音视频流以RTMP数据流的形式直接推送至源服务器（用于接收直播流并处理分发给边缘服务器的主服务器，移动终端不访问该源服务器，所以对源服务器的带宽要求不高）；同时源服务器接收到直播流后会将直播流通过CDN分发给边缘服务器（供移动终端访问的边缘服务器，对资源要求不高）；移动终端通过WiFi无线通信方式、4G移动通信方式、3G移动通信方式、2G移动通信方式、GSM通信方式和蓝牙无线通信方式连接至不同的边缘服务器获取所需的直播流数据进行观看。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。