流媒体技术在综合网络中的应用

摘要

随着网络技术、计算机技术、通信技术的发展，企业综合信息网络逐渐形成了三层结构：最底层的是以现场总线为基础的底层工业控制网络，位于第二层的是企业内部网，最上面的是Internet。由现场总线网络、Intranet、Internet三层网络构成的企业综合信息网络简称为综合网络。 工业现场总线发展的一个趋势是在现场总线中实现多媒体信息的传输。工业网络中，多媒体的应用主要包括两个方面：视频监控和工业图像处理。然而，在现场总线上传输多媒体信息，必须要考虑两个方面：一是保证多媒体信息的传输不会影响到现场总线的正常功能，即需要保证控制信息传输的实时性和可靠性；二是由于现场总线带宽的限制，必须考虑到多媒体传输可以应用的领域，同时还要考虑选择合适的多媒体压缩标准。 流媒体技术是近年来兴起的一种新的媒体信息传输技术，并以其众多的优点吸引了业界的目光。利用综合网络三层结构的特点，将流媒体技术应用于综合网络中，在不同的网络层次上实现流媒体系统的不同功能，最终实现综合网络中实时流媒体传输，将企业的工业控制网络和信息网络充分融合，是本课题研究的目标。 论文研究的重点包括：第一，多媒体信息在低带宽环境下的压缩和传输问题；第二，在现场总线中，多媒体信息和控制信息混合传输环境下，现场总线正常功能的实时性和可靠性保障技术；第三，将流媒体系统应用于综合网络时，流媒体系统的QoS保证策略；第四，基于系统的理论研究，以视频监控在综合网中的应用为例，提出一个具体的系统实现方案，以及部分软硬件的设计实现。 相对于已有的研究，本论文的特色在于：一方面针对综合网络三层结构的特点，将流媒体的概念引入到综合网络中，并采用在不同的网络层次实现不同功能的方法，实现了在综合网络中流媒体的实时传输；另一方面提出了将控制网络和多媒体网络相融合的QoS保障方法，设计了基于带宽预留策略的自适应传输算法，以保证现场总线控制信息的实时性和可靠性，并采用多缓冲存储策略为流媒体系统提供一定的QoS保证。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词、图表目录、修改提纲

声明

第一章绪论

1.1本课题的研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及主要工作

1.4论文的组织和安排

第二章综合网络概论

2.1现场总线概述

2.1.1现场总线的特点和优点

2.1.2现场总线的现状及发展趋势

2.1.3几种常见现场总线介绍

2.1.4现场总线网络层次模型

2.2以现场总线为基础的综合网络

2.2.1企业综合信息网的层次结构

2.2.2企业综合信息网的网络结构

2.3本章小结

第三章流媒体技术概述

3.1流媒体技术原理

3.1.1流式传输的概念

3.2.2流式传输的原理

3.2流媒体技术特点

3.3流媒体的播放方式

3.4流媒体文件格式

3.5流媒体传输协议

3.5.1 RTP/RTCP协议

3.5.2 RTSP 协议

3.6流媒体的应用和发展方向

3.7流媒体与网络视频监控相融合

3.8本章小结

第四章综合网络中的实时流媒体传输

4.1实时流媒体应用于综合网络

4.2综合网络中实现实时流媒体亟需解决的问题

4.2.1现场总线控制信息实时性保障

4.2.2流媒体传输的QoS

4.2.3异构网络的互联互通

4.3基于综合网络的流媒体传输系统模型

4.4本章小结

第五章综合网络中实时流媒体传输的关键技术

5.1基于H.264的压缩编码技术

5.1.1 H.264组成框架

5.1.2 H.264编解码器

5.1.3 H.264三大开源编码器

5.1.4 x264编码流程及主要函数分析

5.2基于带宽预留策略的自适应传输算法

5.2.1算法描述

5.2.2算法性能分析

5.3保证多媒体信息连续性的多缓存策略

5.4异构网络的协议转换技术

5.4.1透明网关功能描述

5.4.2透明网关系统结构

5.5本章小结

第六章基于综合网络的网络视频监控系统

6.1网络视频监控系统的系统框架

6.1.1视频采集设备

6.1.2透明网关

6.1.3监控工作站

6.1.4视频服务器

6.1.5客户端

6.2系统的开发环境

6.3多媒体采集设备功能实现

6.3.1基于带宽预留策略的自适应传输算法实现

6.3.2视频采集设计实现

6.4流媒体系统设计实现

6.4.1系统模式选择——C/S模式

6.4.2流媒体系统的总体框架结构

6.4.3流媒体服务器网络传输功能的实现

6.4.4客户端设计实现方法

6.5本章小结

第七章总结和展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的成果