4.2 應(yīng)用軟件

　　服務(wù)器的應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。其主要由WEB服務(wù)器、CGI程序、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)mSQL、視頻調(diào)度與傳輸模塊、存儲(chǔ)管理與調(diào)度模塊、攝像機(jī)控制模塊等幾個(gè)重要部分組成。

　　4.2.1 WEB服務(wù)器與CGI程序

　　WEB服務(wù)器通過(guò)HTTP協(xié)議與監(jiān)控端瀏覽器軟件進(jìn)行信息交互，提供其他應(yīng)用程序模塊的接口以及視頻數(shù)據(jù)瀏覽界面和攝像機(jī)控制界面。此外，它還要對(duì)監(jiān)控端的訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行控制，過(guò)濾監(jiān)控端的請(qǐng)求和控制信息，處理多個(gè)監(jiān)控端的請(qǐng)求和控制的同步和優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。 本系統(tǒng)選擇適合于嵌入式系統(tǒng)的Boa WEB服務(wù)器。Boa是一個(gè)單任務(wù)的HTTP服務(wù)器，支持能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)WEB技術(shù)的CGI技術(shù)，源代碼開放、性能高。同時(shí)服務(wù)器程序本身所占空間很小，因而十分適用于嵌入式系統(tǒng)。 同時(shí)，本系統(tǒng)采用了CGI(公用網(wǎng)關(guān)接口) 來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)WEB技術(shù)，CGI規(guī)定了WEB服務(wù)器調(diào)用其他可執(zhí)行程序(CGI程序)的接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。WEB服務(wù)器通過(guò)調(diào)用CGI程序?qū)崿F(xiàn)和瀏覽器的交互，也就是CGI程序接受瀏覽器發(fā)送給WEB服務(wù)器的信息，進(jìn)行處理，將響應(yīng)結(jié)果再回送給WEB服務(wù)器及瀏覽器。原則CGI程序可以用任何程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫，但是用C語(yǔ)言編寫的CGI程序具有執(zhí)行速度快、安全性高等特點(diǎn)。

4.2.2嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)mSQL

　　在本系統(tǒng)中，用戶信息的存儲(chǔ)，用戶的登錄登出，視頻設(shè)備參數(shù)的存儲(chǔ)與查詢，視頻文件的存儲(chǔ)與查詢等，都需要一個(gè)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)。綜合考慮，本系統(tǒng)使用mSQL(MiniSQL)作為本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。mSQL是一款優(yōu)秀的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，體系結(jié)構(gòu)小巧，占用系統(tǒng)資源少，特別適合在嵌入式Linux系統(tǒng)中使用。同時(shí)，mSQL提供專門的API函數(shù)，使得用C語(yǔ)言編寫的CGI程序可以與mSQL的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎進(jìn)行通信。

　　4.2.3視頻調(diào)度與傳輸模塊

　　視頻調(diào)度與傳輸模塊為監(jiān)控端提供所需的實(shí)時(shí)視頻信息，是服務(wù)器應(yīng)用軟件中最重要的模塊。該模塊根據(jù)所采取的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制協(xié)議與監(jiān)控端建立連接，監(jiān)聽監(jiān)控端的請(qǐng)求；同時(shí)又根據(jù)不同的服務(wù)類型采取相應(yīng)的調(diào)度策略創(chuàng)建視頻流，然后將視頻數(shù)據(jù)分組、打包，發(fā)送到監(jiān)控端，并根據(jù)路由器和監(jiān)控端反饋的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行差錯(cuò)處理和擁塞控制。

　　視頻數(shù)據(jù)的傳輸一般采UDP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，而采用UDP的IP傳送方式有點(diǎn)播、廣播和組播三種，其中組播是服務(wù)器只向特定的用戶組發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，組中的各用戶可以共享這一數(shù)據(jù)包，而組外的用戶卻無(wú)法接收到。本系統(tǒng)采用IP組播方式，采用組播技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn):可以讓服務(wù)器承擔(dān)大量客戶端的視頻數(shù)據(jù)播送要求;由于數(shù)據(jù)包拷貝數(shù)量和發(fā)送目的地址少，大大減少了網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量，從而保證較高的服務(wù)質(zhì)量；減小了視頻數(shù)據(jù)流傳輸?shù)膸捳加?，減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

　　本系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議使用RTP/UDP/IP模型。RTP協(xié)議是一種提供端對(duì)端的實(shí)時(shí)媒體傳輸服務(wù)的協(xié)議，由實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP兩個(gè)部分組成。RTP用于實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的傳輸，而RTCP則用來(lái)監(jiān)控實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的傳輸。RTP/UDP/IP的方式兼顧了視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與QoS保證。同時(shí)針對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)狀況的不確定性，還可以采取一定的擁塞控制和差錯(cuò)控制策略。

　　4.2.4存儲(chǔ)管理與調(diào)度模塊

　　存儲(chǔ)管理模塊的主要功能是將壓縮和編碼后的視頻信息根據(jù)一定的策略存儲(chǔ)至磁盤中特定的區(qū)域，并將視頻文件信息存儲(chǔ)到嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供檢索與回放，同時(shí)響應(yīng)視頻調(diào)度與傳輸模塊的請(qǐng)求，按照一定的磁盤調(diào)度策略和優(yōu)先級(jí)順序從磁盤中讀取視頻數(shù)據(jù)至內(nèi)存緩沖區(qū)。對(duì)于存儲(chǔ)管理，本系統(tǒng)采用等長(zhǎng)分組存儲(chǔ)策略，即將視頻信息按照時(shí)序關(guān)系分割成若干數(shù)據(jù)單元，這些數(shù)據(jù)單元稱為分組，將每個(gè)分組存儲(chǔ)于一個(gè)大小固定的存儲(chǔ)單元內(nèi)。

　　4.2.5攝像機(jī)控制模塊

　　攝像機(jī)控制模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)的控制。在監(jiān)控端，用戶通過(guò)瀏覽器向WEB服務(wù)器發(fā)送攝像機(jī)控制命令，該控制命令經(jīng)WEB服務(wù)器接受和處理后，再通過(guò)CGI程序發(fā)送給攝像機(jī)控制模塊，然后被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的對(duì)攝像機(jī)控制的硬件操作指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的遠(yuǎn)程控制。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著VOD業(yè)務(wù)的不斷普及，人們對(duì)視頻服務(wù)器的設(shè)計(jì)不斷提出新的要求。有些問(wèn)題值得密切關(guān)注。其一是，當(dāng)系統(tǒng)突然面對(duì)大量的客戶請(qǐng)求時(shí)，必須解決圖像、聲音數(shù)據(jù)流播放的高速、連續(xù)、可靠和同步的問(wèn)題。這就要求視頻服務(wù)器在設(shè)計(jì)時(shí)采用一定的策略來(lái)改善這方面的性能。另一方面是為了進(jìn)一步提高視頻服務(wù)器的服務(wù)用戶數(shù)，節(jié)省視頻服務(wù)器的系統(tǒng)資源，減輕骨干網(wǎng)的流量負(fù)載，可采用多播的方式把那些點(diǎn)播同一節(jié)目且具有相同（相近）路由的用戶統(tǒng)一進(jìn)行服務(wù)。?