專利名稱：基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是通信技術中移動網絡多跳通信和多媒體流傳輸方法的技 術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的指揮調度通信系統(tǒng)一般都是集群式的控制，即是有中心的，通常要 預先架設網絡基礎設施才能使整個系統(tǒng)正常運行。例如，蜂窩移動通信系統(tǒng)要 有基站和移動交換中心等功能設施的支持；無線局域網一般也工作在有接入點 和有線骨干網的模式下。但對于有些特殊的應用場合，有中心的移動通信技術 并不能勝任。例如，戰(zhàn)場上部隊的快速展開和推進、發(fā)生地震或水災等大型災 害后的營救、野外科考、偏遠礦山作業(yè)以及臨時組織的大型會議等，這些場合 的通信就無法依賴于任何可能因災害損毀而失去效用的網絡基礎設施;并且傳 統(tǒng)的指揮調度系統(tǒng)中預先架設的語音網絡會導致在指揮過程中出現只聞其聲、 不見其人的情況，指揮者只能通過前方預先架設的語音信息進行判斷后進行決 策分析，這樣即導致了指揮者下達的命令缺乏準確性、及時性和安全性；同時， 傳統(tǒng)指揮調度系統(tǒng)中的網絡節(jié)點由于移動、RF傳播條件變化、節(jié)點被毀等原 因容易造成網絡結構上的損傷和破環(huán)，也會對所要實施的指揮工作造成巨大的 影響。發(fā)明內容本發(fā)明解決了采用現有的基于集群式移動通信方式的指揮調度系統(tǒng)所帶 來的只能進行語音傳遞和指揮系統(tǒng)不能靈活、快速移動的問題。本發(fā)明的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)由多個移動終端 組成，其特征在于每個移動終端的結構相同，所述多個移動終端采用移動自組 網的形式組成網絡系統(tǒng)，多個移動終端中的任意一個終端可以作為控制終端對 其它移動終端發(fā)送控制命令。本發(fā)明是由多個移動終端自發(fā)組織形成移動自組網，每個移動終端通過多 跳來實現多媒體流的傳輸，根據多媒體信息，向移動終端輸入控制指令對其他 移動終端進行指揮調度。本發(fā)明中的每個移動終端可自動配置并以多跳的方式使移動裝置相互連接，建立既靈活功能又強的移動自組網，因此，這些移動終端不僅能夠實現話 音、視頻等多媒體信息的相互通信，而且還能夠實現控制指令的傳輸，并且可 以準確的采集現場的音頻和視頻信息；在這種分布式組網方式中，移動終端可 以自由而動態(tài)的自組織成任意臨時性網絡拓撲，從而允許指揮者或是移動終端 在無基礎通信設施的環(huán)境中進行無縫的互連互通；該系統(tǒng)支持單播、多播等傳 播方式，本系統(tǒng)的終端具有對等性，所以本系統(tǒng)具有良好的通用性和擴展性， 還避免了由于系統(tǒng)中的網絡節(jié)點移動、RF傳播條件變化、節(jié)點被毀等原因容 易造成的網絡結構上的損傷和破壞等問題。 本發(fā)明優(yōu)點在于1) 具有獨立組網的能力，網絡的布設不依賴于任何預先架設的網絡設施 終端開機后即可快速自動組網。任何單一終端故障不影響整個網絡的運行。2) 系統(tǒng)支持單播和多播兩種傳輸方式，在需要一點對多點控制時，采用 多播方式可以避免單播方式造成的對帶寬和節(jié)點資源的浪費。3) 由于系統(tǒng)中的終端的對等性，所有終端都是同樣的配置，增強的系統(tǒng) 的通用性和可擴展性。


圖1是本發(fā)明的移動終端結構示意圖，圖2是具體實施方式
三所述的移動 終端的結構示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮 調度系統(tǒng)由多個移動終端組成，每個移動終端的結構相同，所述多個移動終端 采用移動自組網的形式組成網絡系統(tǒng)，多個移動終端中的任意一個終端可以作 為控制終端對其它移動終端發(fā)送控制命令。
具體實施方式
二結合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述移動 終端由以下部分組成多媒體單元l，用于根據控制單元3發(fā)出的命令采集多媒體信息，將多媒 體信息進行編碼轉換，使其轉換為多媒體流，再由多媒體單元l發(fā)送給無線收 發(fā)單元2;或對無線收發(fā)單元2發(fā)送的多媒體流進行解碼，輸出多媒體信息；無線收發(fā)單元2，用于根據控制單元3發(fā)出的命令尋找路由，并選擇最佳 路徑，將接收到的多媒體流或控制命令按照選擇好的最佳路徑發(fā)送出去；另外 還能將接收到的由其它移動終端發(fā)送來的多媒體流或控制指令傳送給多媒體 單元1和控制單元3;控制單元3，用于根據接收到的控制指令發(fā)出控制命令給無線收發(fā)單元2， 控制單元3還可用于由接收無線收發(fā)單元2發(fā)送的控制指令或發(fā)送多媒體接收 控制命令給多媒體單元1,還可用于執(zhí)行接收到的控制指令。本系統(tǒng)的工作原理由以下方法步驟實現一、 主動發(fā)送信息的移動終端通過控制單元3發(fā)送要求控制目的移動終端 的控制指令數據包給無線收發(fā)單元2;二、 主動發(fā)送信息的移動終端的無線收發(fā)單元2根據步驟一中所述的控制 指令數據包所包含的目的地址，尋找選擇到達目的移動終端的最優(yōu)路由；三、 步驟一中所述的控制指令數據包按照步驟二獲得的最優(yōu)路由采用多跳 的方式向目的移動終端傳遞控制命令；四、 目的移動終端通過它的無線收發(fā)單元2將接收到中間移動節(jié)點轉發(fā)的 控制指令數據包發(fā)送到控制單元3，然后啟動其多媒體單元l;五、 目的移動終端的多媒體單元l對視頻、音頻信息進行采集并進行編碼， 最終形成多媒體數據包發(fā)送到目的移動終端的控制單元3;六、 目的移動終端的控制單元3發(fā)送要求發(fā)送步驟五獲得的多媒體數據包給主動發(fā)送信息的移動終端的數據包給目的移動終端的無線收發(fā)單元2;所述 無線收發(fā)單元2尋找選擇返回到達主動發(fā)送信息的移動終端的最優(yōu)路由；七、 步驟五獲得的多媒體數據包按照步驟六獲得的最優(yōu)路由發(fā)送給主動發(fā)送信息的移動終端；八、 主動發(fā)送信息的移動終端通過它的無線收發(fā)單元2接收步驟七所述的 多媒體數據包，并將所述多媒體數據包發(fā)送給主動發(fā)送信息的移動終端的多媒 體單元l進行解碼，進而獲得音頻信息和視頻信息進行顯示播放。操作者可以在主動發(fā)送信息的移動終端觀察到目的移動終端反饋回來的 視頻信息和音頻信息，然后根據實際情況發(fā)送指揮控制命令給目的移動終端， 如果需要獲得阿絡中其它移動終端的信息，采用上述辦法發(fā)送控制命令給相應的被控制對象的移動終端就可以了。由于本發(fā)明每次發(fā)送信息之前，都能夠獲 得多條到達目的節(jié)點的路由，所以當其中一條傳遞信息失敗的時候，可以立即 更換為另一條路由傳遞相關信息，還由于本發(fā)明獲得的多條路由中沒有相同的 中間節(jié)點，所以不會由于一個節(jié)點的損壞而導致多條路由失敗，進而提高了數 據傳輸的可靠性。
具體實施方式
三、本實施方式與實施方式二所述的基于移動自組網的多媒 體分布式指揮調度系統(tǒng)的不同之處在于，所述多媒體單元l由拾音器l-l、播音器l-2、攝像頭l-3、顯示屏1-4、多媒體編碼器l-5、多媒體解碼器l-6、多 媒體服務器1-7和多媒體客戶端1-8組成；其中拾音器l-l，用于采集音頻信息，并將采集到的音頻信息發(fā)送給多媒 體編碼器l-5;攝像頭1-3，用于采集視頻信息，并將采集到的視頻信息發(fā)送給多媒體編 碼器1-5;多媒體編碼器l-5，用于設置編碼用的多媒體參數，所述多媒體參數包括 信息編碼的方式、碼流類型、圖像參數、視頻格式、視頻分辨率、視頻傳輸速 率、視頻幀速率、視頻流類型以及音頻模式和音頻速率，還用于根據設置的多 媒體參數對接收到的視頻信息和音頻信息進行編碼形成多媒體流，還用于將所述多媒體流發(fā)送給多媒體服務器1-7;多媒體服務器1-7,用于設置多媒體客戶端1-S的IP地址和端口號，并將 接收到的多媒體流發(fā)送到多媒體客戶端1-8;多媒體客戶端1-8，用于接收多媒體流，并將所述多媒體流發(fā)送給多媒體 解碼器1-6;多媒體解碼器1-6，用于設置視頻音頻的格式和類型，還用于對從多媒體 客戶端l-8發(fā)送來的多媒體流進行解碼形成視頻信息和音頻信息；還用于將解 碼后獲得的音頻信息和視頻信息分別發(fā)送給播音器l-2和顯示屏1-4;播音器l-2，用于輸出接收到的音頻信號；顯示屏l-4，用于輸出接收到的視頻信息。所述無線收發(fā)單元2由Wi-Fi無線網卡2-1、路由控制模塊2-2組成；其 中Wi-Fi無線網卡2-1，用于將路由控制模塊2-2傳來的數據包轉化成無線信號并發(fā)送；還用于通過天線接收有效信號并將其轉化為數據包發(fā)送給路由控制 模塊2-2進行處理；路由控制模塊2-2用于接收多媒體單元1或控制單元3傳來的數據包，還 用于根據所述數據包的信息尋找、維護到達目的地址的路由，并選擇最佳路由 發(fā)送所述數據包；還用于判斷Wi-Fi無線網卡2-1接收到的數據包所包含的目 的地址是否與本地地址相同，如果不相同，則將數據包轉發(fā)給相鄰的其它移動 終端，如果相同，則接收所述數據包并將其發(fā)送至多媒體單元1或控制單元3。所述控制單元3由控制指令客戶端3-l、控制指令服務器3-2、控制指令 輸入裝置3-3、控制指令執(zhí)行裝置3-4組成；所述控制指令輸入裝置3-3，用于接收外部輸入的控制指令，并將所述控 制指令發(fā)送給控制指令客戶端3-1;控制指令客戶端3-1，用于設置控制指令服務器3-2的IP地址和端口號， 還用于根據接收到的控制指令向控制指令服務器3-2發(fā)送數據包；控制指令服務器3-2，用于接收控制指令客戶端3-1發(fā)送來的數據包，還 用于根據所述數據包的內容，發(fā)送控制指令給控制指令執(zhí)行裝置3-4;控制指令執(zhí)行裝置3-4，用于根據接收到的控制指令，分別發(fā)送控制命令 給無線收發(fā)單元2、多媒體單元1 。
具體實施方式
四、本實施方式與實施方式二或三的不同之處在于，所述無 線收發(fā)單元2尋找路由的方法是采用基于AODV協議的路由尋找選擇方法， 它的具體過程為主動發(fā)送信息的移動終端以廣播的形式向其相鄰的所有移動終端發(fā)出一 個包含目的移動終端信息的路由請求數據包，每個接到路由請求數據包的移動 終端尋找路由的過程為，a、 接收到路由請求數據包的移動終端判斷本地地址是否是目的地址，如果是，則所述移動終端為目的移動終端，執(zhí)行步驟C;如果不是，執(zhí)行步驟b;b、 接收到路由請求數據包的移動終端判斷所述數據包是否是重復接收的數據包，如果是，則丟棄所述數據包；如果不是，執(zhí)行步驟c;c、 目的移動終端將本地地址加入到每一個接收到的路由請求數據包后， 按照所述每一個路由請求數據包的發(fā)送路由反向回應一個路由應答數據包給主動發(fā)送信息的移動終端；在每條反向路由上的中繼移動終端將本地地址加入 到該路由應答數據包；d、主動發(fā)送信息的移動終端接收到路由應答數據包后，從數據包中讀取 出完整的路由信息，并根據所述完整的路由信息給目的移動終端發(fā)送反饋信 息，主動發(fā)送信息的移動終端獲得一條通往目的移動終端的完整路由；經過多個相鄰移動終端的轉發(fā)，主動發(fā)送信息的移動終端能夠獲得多條通 往目的移動終端的路由，即在主動發(fā)送信息的移動終端和目的移動終端之間建 立了多條完整的路由。本實施方式中所采用的路由控制采用改進AODV協議，使終端獲得多條到 達目的終端的路由，并且獲知整條路由上所有中繼終端，以確保所有移動終端 采用相對有效的，穩(wěn)定的路由進行通信;本系統(tǒng)支持單播和多播兩種傳輸方式， 在需要一點對多點控制時，采用多播方式可以避免單播方式造成的對帶寬和節(jié) 點資源的浪費；由于系統(tǒng)中的移動終端的對等性，所以本系統(tǒng)具有良好的通用 性和擴展性，還避免了由于系統(tǒng)中的網絡節(jié)點移動、RF傳播條件變化、節(jié)點 被毀等原因容易造成的網絡結構上的損傷和破壞等問題。
權利要求
1、基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)，它由多個移動終端組成，其特征在于每個移動終端的結構相同，所述多個移動終端采用移動自組網的形式組成網絡系統(tǒng)，多個移動終端中的任意一個終端可以作為控制終端對其它移動終端發(fā)送控制命令。
2、 根據權利要求1所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)，其特征在于所述移動終端由以下部分組成多媒體單元(1)，用于根據控制單元(3)發(fā)出的命令采集多媒體信息， 還用于將多媒體信息進行編碼轉換為多媒體流發(fā)送給無線收發(fā)單元(2);還用 于將接收到的無線收發(fā)單元(2)發(fā)送的多媒體流進行解碼并輸出；無線收發(fā)單元(2)，用于根據控制單元(3)發(fā)出的命令尋找路由，并選 擇最佳路徑，還用于將接收到的多媒體流或控制命令按照選擇好的最佳路徑發(fā) 送出去；還用于將接收到的由其它移動終端發(fā)送來的多媒體流、控制指令分別 傳送給多媒體單元(1)和控制單元(3);控制單元(3)，用于根據接收到的外部控制指令發(fā)出控制命令給無線收發(fā) 單元(2)，還用于根據接收到的無線收發(fā)單元(2)發(fā)送的控制指令，發(fā)送控 制指令給多媒體單元(1)，還可用于執(zhí)行接收到的控制指令。
3、 根據權利要求2所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)， 其特征還在于所述多媒體單元(1)由拾音器(1-1)、播音器(1-2)、攝像頭(1-3)、顯示屏(1-4)、多媒體編碼器(1-5)、多媒體解碼器(1-6)、多媒體 服務器(1-7)、多媒體客戶端(1-8)組成；其中拾音器(1-1)和攝像頭(1-3)用于采集視頻和音頻信息，并將采集 到的信息發(fā)送給多媒體編碼器(1-5);多媒體編碼器(1-5)用于設置信息編碼的方式、碼流類型、圖像參數、 視頻格式、視頻分辨率、視頻傳輸速率、視頻幀速率、視頻流類型以及音頻模 式和音頻速率，根據設定的多媒體參數對視頻和音頻進行編碼；多媒體服務器(1-7)用于設置多媒體客戶端(1-8)的IP地址和端口號，將編碼過的多媒體流發(fā)送到多媒體客戶端(1-8);多媒體客戶端(1-8)，用于接收多媒體流，并將所述多媒體流發(fā)送給多媒體解碼器(1-6);多媒體解碼器(1-6),用于設置視頻音頻的格式和類型，還用于對從多媒 體客戶端(1-8)發(fā)送來的多媒體流進行解碼形成視頻信息和音頻信息；還用 于將解碼后獲得的音頻信息和視頻信息分別發(fā)送給播音器(1-2)和顯示屏 (1-4);播音器(1-2)和顯示屏(1-4)分別用于顯示解碼過的視頻信息、播放解 碼過的音頻信息。
4、 根據權利要求2所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)， 其特征還在于所述無線收發(fā)單元(2)由Wi-Fi無線網卡(2-1)、路由控制模 塊(2-2)組成；其中Wi-Fi無線網卡(2-1)用于將路由控制模塊(2-2)傳來 的數據包轉化成無線點信號，再通過天線發(fā)送出去；或者通過天線接收有效的 信號并將其轉化為數據包傳給路由控制模塊(2-2)進行處理；路由控制模塊(2-2)用于接收多媒體單元(1)和控制單元(3)傳來的 數據包并為其尋找、維護到達目的地址的路由，并選擇最佳路由將數據包發(fā)送 出去；或將Wi-Fi無線網卡(2-1)接收到的數據包進行判斷，若該終端非目 的地址，則將數據包轉發(fā)給臨近的其他移動終端，反之，則接收這些數據包并 將其發(fā)送至多媒體單元(1)或控制單元(3)。
5、 根據權利要求2所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)， 其特征還在于所述控制單元(3)由控制指令客戶端(3-1)、控制指令服務器(3-2)、控制指令輸入裝置(3-3)、控制指令執(zhí)行裝置(3-4)組成；其中控制指令輸入裝置(3-3)用于輸入控制指令，送交控制指令客戶端(3-1);控制指令客戶端(3-1)用于設置控制指令服務器(3-2)的IP地址和端口 號，根據輸入的控制指令，查詢控制指令集，向控制指令服務器(3-2)發(fā)送 數據包；控制指令服務器(3-2)用于接收控制指令客戶端(3-1)發(fā)送來的數據包， 還可以査詢控制指令集，將相應的控制指令送交控制指令執(zhí)行裝置(3-4); 控制指令執(zhí)行裝置(3-4)用于數據控制指令，從而實現指揮調度。
6、 根據權利要求2所述的基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)， 其特征還在于，所述無線收發(fā)單元(2)尋找路由的方法是采用基于AODV協議的路由尋找選擇方法，它的具體過程為主動發(fā)送信息的移動終端以廣播的形式向其相鄰的所有移動終端發(fā)出一 個包含目的移動終端信息的路由請求數據包，每個接到路由請求數據包的移動 終端尋找路由的過程為a、 接收到路由請求數據包的移動終端判斷本地地址是否是目的地址，如 果是，則所述移動終端為目的移動終端，執(zhí)行步驟C;如果不是，執(zhí)行步驟b;b、 接收到路由請求數據包的移動終端判斷所述數據包是否是重復接收的 數據包，如果是，則丟棄所述數據包；如果不是，執(zhí)行步驟C;C、目的移動終端將本地地址加入到每一個接收到的路由請求數據包后， 按照所述每一個路由請求數據包的發(fā)送路由反向回應一個路由應答數據包給 主動發(fā)送信息的移動終端；在每條反向路由上的中繼移動終端將本地地址加入 到該路由應答數據包；d、主動發(fā)送信息的移動終端接收到路由應答數據包后，從數據包中讀取 出完整的路由信息，并根據所述完整的路由信息給目的移動終端發(fā)送反饋信 息，主動發(fā)送信息的移動終端獲得一條通往目的移動終端的完整路由；經過多個相鄰移動終端的轉發(fā)，主動發(fā)送信息的移動終端能夠獲得多條通 往目的移動終端的路由，即在主動發(fā)送信息的移動終端和目的移動終端之間建 立了多條完整的路由。
全文摘要
基于移動自組網的多媒體分布式指揮調度系統(tǒng)，它涉及的是通信技術中移動網絡多跳通信和多媒體流傳輸方法的技術領域。本發(fā)明解決了采用現有的傳統(tǒng)的集群式的指揮調度系統(tǒng)所帶來的只能進行語音傳遞和指揮系統(tǒng)不能靈活、快速移動等問題。該系統(tǒng)由多個同樣配置的移動終端組成，這些終端可以快速、自發(fā)組織，形成移動自組網；各個移動終端通過多跳路由來實現多媒體流的傳輸；可以通過向各個移動終端輸入控制指令從而達到對其他終端進行指揮調度的目的。在這種分布式組網方式中，允許指揮者或是移動終端在無基礎通信設施的環(huán)境中進行無縫的互連互通；該系統(tǒng)支持單播、多播等傳播方式，本系統(tǒng)的終端具有對等性，所以本系統(tǒng)具有良好的通用性和擴展性。
文檔編號H04L12/28GK101262652SQ20081006426
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權日2008年4月9日
發(fā)明者何晨光, 亮 葉, 瑋 吳, 吳少川, 沙學軍, 秦丹陽, 顧學邁 申請人:哈爾濱工業(yè)大學