流媒体转发模块以及单、多模块转发设备和云转发系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种流媒体转发模块以及单、多模块转发设备和云转发系统，其中流媒体转发模块包括相互电连接的控制芯片、内存、流媒体接收网口、流媒体转发网口、HDMI接口、电源模块；所述流媒体接收网口与流媒体视频源连接，所述流媒体转发网口与远程客户端连接，所述控制芯片将流媒体接收网口接收到的视音频流转化为统一格式后进行压缩，并通过流媒体转发网口转发出去；所述控制芯片的型号为海思Hi35系列芯片。单个流媒体转发模块构架十分简单，所采用的电子器件也十分便宜，大大降低了转发设备的成本，并且单个模块还可以组成设备，设备又可以组成云转发系统，可以承担大规模、超大规模视音频流的转发工作。
【专利说明】
流媒体转发模块以及单、多模块转发设备和云转发系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及流媒体转发设备，该流媒体转发设备主要应用于安防监控、视频会议、对讲、多媒体视频点播等领域，在利用ARM芯片(基于海思系列芯片)形成的设备在安装后嵌入式LINUX后对接收到的视音频流进行转发，以达到多人同时使用一个或几个视音频流的目的。
【背景技术】
[0002]视音频流是指连续不断的视音频信息。视音频流不同于视音频文件，视音频文件是指已经打包成文件的一定时长内的视音频信息，而视音频流没有形成文件，用户在查看视音频流时一般指连接打开实时的视音频信息。
[0003]视音频流的应用十分广泛，经常被应用于安防监控、视频会议、多媒体视音频实时交互等，一般由摄像机、视音频编码设备等生成经压缩后的(比如按H.265标准压缩的)视音频流。按H.264标准、1080P标准的视音频流一般码率为4-8Mbps，在一般正常情况下，一个视音频流由两至三个用户同时连接查看使用(又称2至3并发)，视音频流可以基本正常，但如果三个以上等多个设备或用户需要同时查看一个视频流源，则会造成前端设备及网络拥塞或不能正常工作，造成视音频流丢包、连接质量变差甚至断开连接等情况，这就需要一个能承受多个并发的设备来做视音频流的转发工作，即流媒体转发设备，一方面接收源头视音频流，另一方面同时转发多个用户及设备同时使用。
[0004]现有的流媒体转发设备(又称流媒体转发服务器)一般由基于X86架构的计算机组成，在基于X86架构的计算机上安装一个转发软件(或称为平台软件，内嵌流媒体转发模块，或只有流媒体转发部分)，形成一台流媒体转发服务器，通过网口接收源头视音频流，再转发给多个用户或设备同时使用。虽然解决了并发问题，但是X86构架的计算机十分昂贵，并且多个用户同时连接同一个视频源时十分不稳定。
【发明内容】
[0005]本实用新型为了解决现有的问题，提供一种流媒体转发模块，包括相互电连接的控制芯片、内存、流媒体接收网口、流媒体转发网口、HDMI接口、电源模块;所述流媒体接收网口与流媒体视频源连接，所述流媒体转发网口与远程客户端连接，所述控制芯片将流媒体接收网口接收到的视音频流转化为统一格式后进行压缩，并通过流媒体转发网口转发出去;所述控制芯片的型号为海思Hi35系列芯片。
[0006]本技术方案中，所述流媒体接收网口、流媒体转发网口的最大传输速度为1000Mbps。所述统一格式为RTSP流。所述HDMI接口还可以与DVI转HDMI转接头或者VGA转HDMI转接头连接。
[0007]基于上述流媒体转发模块的技术方案，本实用新型还提出了一种单模块转发设备，该设备包含一个上述流媒体转发模块。
[0008]基于上述流媒体转发模块的技术方案，本实用新型还提出了一种多模块转发设备，该设备包含多个上述流媒体转发模块。该设备的多个流媒体转发模块可以转发同一个与流媒体视频源的视音频流，还可以转发多个流媒体视频源的视音频流。
[0009]基于上述单模块转发设备和多模块转发设备的技术方案，本实用新型还提出了一种云转发系统，包含多个上述单模块转发设备和/或多个上述多模块转发设备。
[0010]现有技术采用X86服务器作为转发设备，该服务器的转发能力有限，而且需要配置昂贵的高性能(PU来实现多线程并发，而本实用新型采用单个海思芯片构成一个模块，由多个模块可以组成一个大型设备，由各种设备又可以组成云转发系统，实现了以超低的成本的流媒体转发设备，相比于现有的流媒体转发设备，本设备成本不及X86架构成本五分之一。并且，本实用新型的设备体积非常小，加上嵌入式系统与嵌入式LINUX操作系统，系统运行非常稳定。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型流媒体转发模块的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型单模块转发设备的原理图；
[0013]图3是本实用新型多模块转发设备的原理图；
[0014]图4是本实用新型云转发系统的原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型进一步进行说明。
[0016]如图1所示，本实用新型提供的流媒体转发模块采用海思芯片作为其控制芯片，可选用的海思芯片的型号包括1113518、!113520、!113516、!1135164、!113531、!113535、!113536(简称HI35XX系列芯片)，海思芯片为基于ARM的芯片，支持2个10M/100M/1000M自适应网口，支持嵌入式LINUX系统。
[0017]—个流媒体转发模块包括相互电连接的控制芯片、内存、流媒体接收网口、流媒体转发网口、HDMI接口、电源模块。控制芯片HI35XX芯片相当于CPU，用来作综合运算。流媒体接收网口与流媒体视频源连接，如摄像机、视音频编码器等，流媒体转发模块支持标准ONVIF接入、支持各厂家SDK接入，支持标准RTSP等格式视音频流接入。流媒体转发网口与远程客户端连接，控制芯片将流媒体接收网口接收到的视音频流转化为统一格式后进行压缩，并通过流媒体转发网口转发出去。HDMI接口可以接入普通的HDMI视音频信号，HI35XX芯片可以将普通的HDMI信号编码成视音频流，然后再转发出去。HDMI接口上还可以再连接DVI转HDMI转接头，或者VGA转HDMI转接头，将输入的DV1、VGA等信号转换成HDMI信号后，控制芯片将接入的HDMI芯片转换成标准RTSP流，转发后就可以供多个用户或终端进行解码查看HDMI原信号了。
[0018]对于支持SDK等接入的远程终端(用户、播放终端或存储设备)，流媒体转发模块不对接收到的视音频流进行格式转换。对于只支持标准格式播放、存储等的设备，则流媒体转发设备将SDK等非标准(国际、国家标准)流媒体转换成标准视音频流(如标准RTSP流，RealTime Streaming Protocol，符合实时流传输协议的流)。
[0019]如图2所示，本发明提出的单模块转发设备，包含上述一个流媒体转发模块。该单模块转发设备具有单片海思HI35XX系列芯片，通过2个网口接入网络，单网口支持100Mbps接入，即单模块转发设备支持2GMbps的带宽接入，按70%的网络有效使用率，可以达到1.2GMbps的转发，按H.265标准视频1080P格式为例(通常单视频需要2Mbps)，单设备可以转发600路视音频流转发(或者说支持600个视音频流并发转发)，按720P高清(IMbps)视音频流转发，则可以实现1200个并发转发。因为转发不带复杂运算，所需的CPU资源非常小，实际测试中，以HI3536为例，在600个转发并发时，CPU资源占有率不到20%(实际测量所得到的实验数据)。
[0020]如图3所示，而在需要更多用户或终端使用单视音频流、或者更多视音频流需要同时转发时，则采用多个流媒体转发模块组成的大型转发设备，即多模块转发设备，例如采用10个流媒体转发模块，按720P的H.265标准视音频流，多模块转发设备则可以达到12000个并发，若采用100个流媒体转发模块，则多模块转发设备可以支持12万个并发，具体模块数不受限制，只受限于物理机箱能承载的模块数量。具体实施过程中，可以实现16U机箱承载51个模块，支持6.12万个720P并发。多个流媒体转发模块转发同一个与流媒体视频源的视音频流，或者转发多个流媒体视频源的视音频流。
[0021 ]多模块转发设备对各流媒体转发模块采用分布式管理模式，统一管理输入视音频流;统一管理远程终端与多模块转发设备的连接。当接入的流媒体需要格式转换的视音频流非常多时，可以根据各流媒体转发模块的CHJ资源占有率的情况，均衡分配各需要转换视音频流数量。当单流媒体并发数非常多时，可以协同多个流媒体转发模块共同来转发一个视音频流。当某个流媒体转发模块的网络状态不理想或超负荷时，设备可以合理分配各流媒体转发模块及各网口接入、输出的流媒体及数量。在连接的终端并发数过大时，还可以采取级联转发的方式，即某流媒体转发模块(或多模块转发设备)可以做为终端，以一个连接的方式接收其它某流媒体转发模块(或多模块转发设备)转发过来的视音频流，再多个并发转发出去，这样就可以实现超大并发转发。
[0022]如图4所示，而当一台多模块转发设备不能满足转发要求时，则可以用多台多模块转发设备和/或多台单模块转发设备共同组成云转发系统，即转发设备群。在云转发系统中，可以有多台单模块转发设备和/或多台多模块转发设备。这些设备可以在同一局域网或有联通的不同局域网，或在互联网，只需要设备间可以相互通讯。各设备之间以分布式管理模式，所有流媒体视频源接入统一管理、所有远程终端接入统一管理。云转发系统根据要转换的视音频流、要并发的视频流数量及事设备各端口的网络连接状态，调整各设备各模块至各网络端其运行参数，以达到整个转发系统最佳工作状态。
[0023]以上的具体实施例仅用以举例说明本实用新型的构思，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种流媒体转发模块，其特征在于，包括相互电连接的控制芯片、内存、流媒体接收网口、流媒体转发网口、HDMI接口、电源模块； 所述流媒体接收网口与流媒体视频源连接，所述流媒体转发网口与远程客户端连接，所述控制芯片将流媒体接收网口接收到的视音频流进行压缩，并通过流媒体转发网口转发出去； 所述控制芯片的型号为海思Hi35系列芯片。2.如权利要求1所述的流媒体转发模块，其特征在于，所述流媒体接收网口、流媒体转发网口的最大传输速度为100Mbps。3.如权利要求1所述的流媒体转发模块，其特征在于，所述控制芯片将接收到的不同格式的视音频统一转化为RTSP流，再通过流媒体转发网口转发。4.如权利要求1所述的流媒体转发模块，其特征在于，所述HDMI接口与DVI转HDMI转接头或者VGA转HDMI转接头连接。5.—种单模块转发设备，包含一个如权利要求1-4任意一项权利要求所述的流媒体转发模块。6.—种多模块转发设备，包含多个如权利要求1 - 4任意一项权利要求所述的流媒体转发模块。7.如权利要求6所述的多模块转发设备，其特征在于，多个流媒体转发模块转发同一个与流媒体视频源的视音频流，或者转发多个流媒体视频源的视音频流。8.—种云转发系统，包含多个如权利要求5所述的单模块转发设备，和/或多个如权利要求6所述的多模块转发设备。
【文档编号】H04N21/63GK205430520SQ201620168772
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】罗承志, 汪义臣, 罗志红, 黄旭源, 杜刚
【申请人】深圳市灵科科技有限公司