远程传输十篇

远程传输篇1

关键词：图像；抓取；传送；远程；实时

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）05-1056-02

The Research on Remote Screen Capture and Real-time Image Transmission Method

YANG Hua

（Inner Mongolia University of Technology， Hohhot 010000， China）

Abstract： This article expounds on the remote control and management of computer network for real-time image capture and transmission technology in application and the realization of the way， compared with the current technology， analyzes the advantages and disadvantages and the reasons， gives the remote screen image in the network transmission technology is a kind of method， and combining the practice， to solve the limitation and influence of Resource usage and the stability of the remote screen image transmission， and puts forward some problems that may be encountered in the course of solving problem.

Key words： image； capture； transmission； remote；real - time

随着计算机网络应用的迅猛发展，种类繁多的有关计算机网络的应用软件也得以快速发展。在这些软件之中，有关计算机网络的远程实时控制和管理软件的应用尤其广泛，比如在网络的自动化管理、在线软件技术支持、计算机远程辅助教学、实时网络服务、实时网络监控等方面，这些应用具有不可替代技术含量和无可估量的商业价值。目前该方面已经研发出的一些此类相关软件产品大多数在网络带宽占用、系统资源占用、实时性以及可靠性等方面存在一些问题，究其原因就在于服务器和客服端的远程屏幕图像的抓取和传输上。

通过反复的理论论证以及多次的实践证明，找到了可以解决以上提到的有关远程屏幕图像网络截取与传输的问题之可行办法。

1 远程屏幕图像的实时传输

此类软件在通常情况下都采用基本的C/S结构（客户机和服务器结构）。客户端的主要作用有两个，一个是发出截取的屏幕图像的请求，另一个是把接收到的屏幕图像实时的进行显示。服务器的主要作用也有两个，一个是应答发来的请求，另外一个是发送屏幕图像。通常情况下，服务器端截取的屏幕图像是位图格式，它具有数据量大，直接发送占用系统资源大、占用网络带宽大以及实时性和稳定性差的特征，所以在发送前需要经过压缩。相应的，客户端要正确的显示图像必须要把接收到的图像数据压缩解压缩。

要想解决以上提出的问题，主要需要解决的重点是两点：一点是屏幕图像的压缩与解压缩。另外一点就是屏幕图像的截取方式的选择。对于第一个问题，主要需要考虑的是寻求高的压缩率和快的压缩与解压缩的速度，这些可以通过选择适当的压缩与解压缩算法来实现，比如比较常用而且有效的算法有Huffman算法、RLE算法、LZW算法等等，目前存在的软件这些方面处理比较合适，因此提高的余地是非常有限的。而在屏幕图像的截取这方面上，很多相关软件的开发都只采用了最常用到的最一般的图像截取方法，把屏幕图像截取方法的选取的重要性忽略了。事实上，屏幕图像的截取和数据的压缩与解压缩同样重要，都会对屏幕图像的传输产生很重要的影响，所以在这一点上，还有很大的提升空间。

2 屏幕截取与图像传输方法的实现

2.1屏幕截取方式的比较与选择

屏幕截取的方式有很多，目前也有很多现成软件可以使用，比如picpick、faststonecapture等。在Delphi中，也提供了很多截取模式，比如有cmSrcCopy、mSrcInvert、cmWhiteness等。在这些模式中，最普通最常用的截取方式就是，在这种模式下，要截取的源图会被直接截取到目的画图中，截取之后就马上进行压缩处理。另外还有一种截取方式，那就是cmSrcInvert模式，这种截取方式需要将要截取的源图和已经截取到目的画布中的图先进行XOR运算，也就是异或运算，运算完成后对运算后的图再进行压缩处理，当然这里提到的运算都是位的运算。与之相应的就是显示过程，首先把传输来的压缩图进行解压缩处理，然后把解压缩后的图的位值与当前图的位值进行XOR（异或）运算，那么运算所得到的位图当然实际需要显示的图。

虽然cmSrcInvert模式比cmSrcCopy模式在客户端与服务端都多了一次图像位图的XOR（异或）运算，但是因为在传输前都要进行压缩处理，而后一种模式产生的图像经过压缩之后的数据量要比前一种模式压缩后得到的数据量要小很多，所以后一种截取图像模式后需要传输的数据量就要更小。当然，产生这样的后果究其原因是因为在通常情况下屏幕图像的特征决定的，那就是因为屏幕图像总是在一个或几个局部发生变化而不是全部屏幕在不停的发生变化。所以把当前屏幕的图像和上一次截取的屏幕图像进行XOR运算，所得到的屏幕位图没有发生变化的部分的位值就是0，而发生了变化部分的位值则为1。当屏幕图像发生变化的范围比较小的时候，那么截取的屏幕图像位图的大量位值就是0，那么此时待压缩的数据本身在压缩时就会有很好的压缩率，传输时所占用的带宽也更小。尽管在cmSrcInvert模式和cmSrcCopy模式下初始截取的屏幕图像的数据是完全一样的，但是在传输前测试所要传输的数据就会发现， cmSrcInvert模式下压缩后的数据量远远小于cmSrcCopy模式下压缩的数据量，那么原因也如之前所述。在具体的实验测试过程中，我们采用了Delphi6.0中自带的Zlib.pas和Zlibconst.pas两个文件来对数据进行压缩与解压缩，通过实验测试后一种也就是cmSrcInvert模式在传输屏幕图像时占用网络宽带方面比cmSrcCopy模式非常明显的优势。

2.2屏幕的分区域截取与传输

在通常的软件中，最常用的屏幕截取方式是一次性整屏截取，通常因为截取的数据量大而得不到好的实时效果，尤其是在网络带宽固定而且有限的时候这个问题就变的更加突出和明显。事实上，完全可以在服务端把屏幕先划分成一定数量的大小相同的矩形，然后再在cmSrcInvert截取模式下对每个矩形分别进行截取和压缩，最后再把压缩后的数据进行传输。当然也可以先比较截取的矩形区域图像有没有发生变化，再进行后期处理，如果发生了变化就对变化的区域进行处理，如果没有发生变化就不处理。和上述操作相对应的操作是客户端的操作，当客户端接收到数据后，首先要把接收到的数据队列中的头数据取出来进行解压缩，然后再在对应的位置把这个矩形图像显示出来。如果在实际编程中需要考虑实时性的要求，当然大部分情况下都需要考虑，那么就可以使用多个线程来对不同位置的屏幕图像进行处理，也就是我们常提到的多线程程序设计的方案。使用这种方案可以在不同的状况下获得好的实时性、好的资源占用性以及好的软件稳定性。但是要引起重视的是划分屏幕的个数应该根据网络带宽等因素来设定，划分的区域个数太多的话，对每个区域图像进行截取、压缩、传输、解压所花费时间的和就有可能超过对整屏图像截取、压缩、传输以及解压的时间，这样所造成的结果是，虽然占用的网络带宽小了，但是实时性也下降了。当然如果屏幕图像划分区域的个数太少，那么和整屏处理所占用的网络带宽相差无几，划分区域就失去了意义。通过测试，当局域网为10M时，划分的较为理想的区域个数是4-6个，这时基本每个矩形区域的图像在压缩后变为1～2KB，和整屏处理相比，占用的网络带宽低，实时性高，延迟也小于0.8秒。

服务端：

1）对屏幕图像进行恰当的矩形区域的划分；

2）对划分后的区域进行图像截取

3）判断每个矩形区域的图像是否发生变化；

4）对发生变化的矩形区域图像进行压缩后发送；

5）执行第一步。

客户端：

1）取出接收到的图像队列中的一个数据块；

2）把数据块进行解压缩

3）确定解压缩后的矩形区域数据块的位置；

4）把矩形区域图像在该位置进行显示；

5）执行第一步。

3 屏幕图像数据流的压缩与解压缩

截取的屏幕图像要进行压缩与解压缩，可以使用的算法有很多，比如Huffman、RLE、LZW等这些属于第三方提供的压缩算法。事实上，Del-phi6.0自带了高效的压缩与解压缩的控件包Zlib，编程人员完全可以通过控件包Zlib中的Zlib.pas和Zlibconst.pas这两个文件提供的接口来实现图像的压缩与解压缩。第一步：使用屏幕拷贝截取当前全部屏幕图像。第二步：在内存中把截取的图像文件保存成BMP格式。第三步：当在服务器端压缩截取的屏幕图像时，把原始图像压缩后保存成自定义变量。第四步：当在客户端把获取的屏幕图像进行解压缩时，把压缩的图像解压缩后还原成BMP格式的位图并且及时进行显示。

4 总结

综上所述，在软件设计中考虑远程图像截取与实时传输的过程时，除了考虑上述提到的屏幕截取与数据压缩后传输和解压缩后显示这两个主要问题，还要考虑选择合适的网络传输以及双方握手协议。于此同时，指针、内存流和多线程技术都是需要在整

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个图像截取与传输的实现过程中需要考虑的问题，只有从多方面共同解决问题才能提高图像截取与传输软件的效率和稳定性。

参考文献：

[1] 耿增民，余正涛，康海燕；一种提高计算机屏幕图像传输速度的方法[J].计算机工程与应用，2005（1）.

[2] 谢志鹏.基于socket的远程教学辅导软件的设计[J].计算机应用，2003（9）.

[3] 鲁萍.远程教学系统中的屏幕图像实时传输技术[J].计算机工程与设计，2005（12）.

远程传输篇2

2008年，第二炮兵工程学院针对救援机器人在救援区进行图像采集的问题，提出了一种基于3G的远程监控系统。该系统设计中应用了3G通信技术对救援机器人进行指挥和实时视频传输，而且配备GPS卫星导航仪进行精确导航。机器人控制系统主要包括终端模块、3G传输网络、后台监控系统，用于对机器人的现场环境、位置、传感器等指数进行远程实时监控，为机器人的指挥控制创造有利的条件。该系统基于3G网络进行图像传输，在处理器端增加了一个视频传输流量控制模块，而且监控端可以通过接收缓冲区尺寸变化的反馈来解决3G环境下视频传输系统的稳定性[11]。它解决了目前救援机器人在有线和无线远程监控中遥控距离短、定位困难、传输数据量少的问题。远程监控系统总体组成如图3所示[12]，带流量控制的视频传输系统框图如。GPS[13]是由美国国防部的陆海空三军在20世纪70年代联合研制的新型卫星导航系统，它的英文名称是“navigationsatellitetimingandranging／globalpositioningsystem”，其意为“卫星测时测距导航全球定位系统”，简称“GPS”。GPS定位的基本原理[14]是卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。它可以为陆地、海上、空中的用户提供全方位的实时三维导航与精确定位，具有自动化、高效益、全天候、高精度等优点，是现代航空航天、军事、通信、气象、交通运输、资源勘探等领域[15]中不可或缺的技术手段和方法。随着全球定位技术的不断改进，GPS作为图像传输的一种辅助工具也发挥着极其重要的作用，与图像传输网络共同构成一个完善的整体，为移动机器人的远程监控及定位提供精确的信息。

该系统除了具备基本的视频传输功能外，还具备本地存储、语音对讲、兼容客户端软件和浏览器观看、完善的管理、码率可调、视频压缩、多通道捆绑等多种功能。其中系统兼容客户端软件和浏览器观看是指系统同时具备C/S和B/S2种方式，可同时在计算机端和3G手机端观看现场的画面。这样即使指挥员没有在计算机旁，也可以通过手机掌握现场的情况，为指挥决策提供第一手的资料[16]。2.4GHz无线网络技术2.4GHzISM（industrysciencemedicine）是世界公开使用的无线频段，因其辐射超低且整体频宽胜于其他ISM频段被称为一个全球性的绿色环保频段[17]。2.4GHzISM频段的图像传输设备和天线体积相当小，安装十分便捷，采用扩频技术，可同时传输几路MPEG-4的压缩图像。有跳频和直序列扩频2种工作方式，跳频方式吞吐速率低，传输速率较低，但是抗干扰能力较强且跳频序列可以同址复用。直序列扩频方式有较高的吞吐速率但抗干扰性能较差，且多套系统同址受限制[18]。2.4GHz频道虽有传输距离较近、穿透遮挡物能力较差的弱点，但2.4GHz射频技术有很大的市场机会，它不需要许可证，因此是一个开放的市场，而且由于频率较高，因而干扰信号较少，图像传输效果也较好。且支持双向通信，收发信号时不受外物遮挡，不受角度或方位的限制。2004年，浙江大学在对微型无人自主直升机目标识别系统的研究中讨论了一种图像无线传输系统[19]，该系统采用2.4GHz发射频率，通过无线图像传输来执行侦测任务，但该系统质量较重、体积较大、在传输图像的过程中比较容易受到干扰。2006年，TimothyKinkaid博士针对微型飞行器由行过程不稳定而导致拍摄到的图像信号不稳定的问题，提出了一种新型的无线图像传输系统[20]。如图5所示，该系统采用2.4GHz发射频率，功耗为50mW，视频发射器质量为1.6g，飞行器上携带的摄像头质量约为3.3g，天线采用全向探测，通过2.4GHz无线通讯系统，可以及时将侦察到的图像信息传回地面控制站。采用该系统传输的图像非常稳定，减小了飞行不稳定对图像质量的影响。美军在阿富汗战争中使用的Packbot系列机器人，由美国领先的机器人技术公司IRobot开发，针对阿富汗与伊拉克战场的实际需要来执行侦察及排爆任务。Packbot机器人配备有远程图像传输系统，采用2.4GHz发射频率，霍尼韦尔摄像机保密性强，可提供高质量的图像、音频信号，无线传输距离约600~1000m。监控端采用LCD液晶屏实时显像，无线手柄进行遥控，通过FalconView软件进行机器人周围区域的数字式卫星图像的MAV数据定位。如图7所示，Packbot系统可以利用摄像头从不同角度获得的图像信息来对近距离内物体进行三维建模与贴图，实时反映真实的物体形态与距离关系。该技术可以大大增强远程图像传输系统的可靠性与稳定性。另外，1.2GHz、5.8GHz在无线图像传输方面也有一定的应用，但是由于其对无线环境要求过高，所以只能在特定的环境下进行使用，比如1.2GHz在空中无人机的无线图像传输，5.8GHz在楼宇顶端点对点无线网桥的图像传输。COFDM调制技术COFDM是一种多载波调制技术，源于OFDM，它是欧洲电信标准协会（ETSI）为欧洲的数字电视广播（DVB-T）和欧洲数字广播（DAB）制订的编码和传输标准。它的原理是通过采用子信道频谱重叠，但相互间又不影响的频分复用（FDM）方法来并行传输数据。COFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化，判断哪个特定的载波存在高地信号衰减或干扰脉冲，然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信[21]。系统能在200km/h的移动环境中提供6~40Mbit/s的有效传输速率[23]。因其多载波等技术特点，COFDM设备具备非视距、绕射传输的优势，在城区、山地、建筑物内外等不可能可视及有阻挡的环境中，该设备能够以高概率实现图像的稳定传输，不受环境影响或受环境影响小。可以在机器人高速移动情况下或强电磁干扰环境下实现高码流、高画质音视频的实时传输。2009年，哈尔滨理工大学进行了移动机器人无线监控系统的设计，开发了一套基于TMS320DM642芯片和COFDM的无线图像传输系统。系统选用便捷式W2011B无线图像传输设备[22]，采用MPEG-4数字图像压缩技术，压缩率高，支持全实时的动态彩色图像和语音传输。视频输入为PAL/NTSC；传输的图像分辨率为325×288，传输速率为25帧/s，传输距离在有阻的条件下约700m；电池可连续工作4h。利用扩频通信技术，提供了较好的抗干扰能力，可以在比较复杂的环境，比如有阻挡、非通视和高速移动条件下，实现宽带高速图像的传输[23]。一组W2011B收发设备可完成多路图像传输工作，且不会互相干扰，解决了微波方式进行无线图像传输存在的问题，成为机器人无线监控系统进行非视距、远距离图像传输的最佳选择。

通过对上述多种机器人无线图像传输方式的研究，根据不同的需求可把本文详细介绍的5种图像传输技术进行对比。3展望综上所述，移动式机器人图像传输的实时性、稳定性、可靠性一直都是所有设计者追求的目标，随着无线图像传输技术的发展，无线图像传输系统今后的发展将趋于体积小、传输速率高、无线传输距离远、图像清晰度高、可移动性强、非视距传输、抗干扰、误码率低、保密性强等特点，真正实现图像的实时、稳定、可靠传输。图像传输作为机器人执行侦察、救援、排爆等任务的首要环节，占据了十分重要的地位。移动机器人的无线图像传输技术不仅在民用上受到欢迎，在军事方面上也受到了极大的关注。民用方面通常采用公众移动网络传输图像，比如GPRS、CDMA等，在3G技术成熟之前，使用当前的GPRS、CDMA无线公网远程监控移动机器人，不失为一个良好的尝试。所存在的挑战主要是目前无线通信公网的带宽尚不能满足实时视频传输的需求。随着3G技术的发展和服务成本的降低，该问题将得到缓解，3G无线图像传输技术将依其强大的优势占据民用方面很大的市场。军事方面，比如无信号的偏远山区或者由于地震、火灾等人为或自然灾害造成的可能信号中断的地域，GPRS、CDMA、3G通信网络可能失效。这时，微波传输就显示了其独特的优势，比如1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz、COFDM图像传输技术等，由于微波传输具有直线性，那么COFDM多载波调制技术根据自身的特长，再配合GPS准确定位，将会在军事领域发挥重要的作用。目前，面向恶劣无线环境的图像传输技术尚未发展成熟，加强该方面的研究，对在特殊环境下执行侦察、排爆、救援等任务的移动机器人远程操作的研究具有重要的意义。

作者：王贺燕 侍才洪 杨康建 张建明 司跃元 张西正 单位：军事医学科学院卫生装备研究所 天津工业大学

远程传输篇3

关键词：数字信息 远程传输

随着科学技术的发展，把科学技术应用到我们的日常生活中已经成了社会的发展趋势。在本文中，笔者就数字信息平台与远程传输联用进行一些分析和探讨。

信息系统是由计算机及其相关的配套和网络设施构成的，在这个基础上结合具体的应用目标和规则对目标信息进行采集、存储、加工、传输和检索等有效处理的人机系统，也叫信息管理与信息系统。计算机信息系统的用途主要是把来源比较分散和宽泛的数据信息通过一系列的加工和处理整合成对人们生产和生活有帮助的目标信息。

在了解计算机信息系统的数据流程之前我们要先了解数据处理的概念。数据处理指的是对数据的收集、存储、加工、变换、检索和传输这样一个过程。数据的出现形式可以是自然界内的文字、数字、声音或者图像，它是对事实或者指令的一种有效表达，可以进行人工或者自动化的处理。数据经过一系列的处理之后便成为信息。数据的来源具有广泛性，因此数据处理的目的就是把来源广泛的数据通过加工、处理之后整合成对社会生产和社会生活有价值、有意思的信息。从而推进整个社会的发展进程。

计算机信息系统的数据处理过程通常用流程图来描述。流程图是描述系统信息的来龙去脉的有效图标，它能把抽象的数据信息更加直观形象地描述出来。在这个知识爆炸的年代里，科学技术是第一生产力，计算机信息系统的有效数据处理更是一个企业发展的指挥官，企业发展的同时一直在进行着两种活动：生产活动和管理活动。在实际的操作过程中无论是生产活动还是管理活动都离不开计算机信息系统对数据的智能化处理以给企业的发展注入新鲜的血液和活力，从而使企业能够更加健康有序的发展，能够更进一步来适应这个竞争激烈的时代。

针对数据处理设备的工作形式和结构形式以及所需处理的数据在空间、时间上分布形式的不同可以有不同的数据处理办法。不同硬件和软件配置的设备可以处理不同的数据，所以要根据被处理数据的形式和所处的物理环境的特点来选取最直接有效的处理方式，以此来节省劳动强度和计算机的损耗。根据计算机数据的处理特点，主要可以分为四种处理方法：1、根据计算机处理器的工作形式区分，有单道作业处理方法、多道作业处理方式和交互式处理方法。2、根据处理设备的结构形式区分，有脱机处理方法和联机处理方法。3、根据数据处理空间的分布形式区分，有集中式处理方式和分布处理方法。4、根据数据处理时间的分配形式区分，有批量式方法、分时处理方法和实时处理方法。数据处理是对数据进行分析和加工整合的技术过程。包括对各种原始数据的整理、编辑、计算、分析等的加工和处理。随着计算机在我们的生产和生活中日益普及，计算机的应用领域也越来越广泛。在计算机的应用领域中，数值的计算所占的比重越来越小，通过计算机对数据进项有效的处理和分析应经成为主要的应用之一，也就是我们通常所说的计算机信息系统管理。近些年来，计算机信息系统数据处理应用的领域在不断增加，各行各业都在进行着智能化的生产管理改革，这种改革不但可以提高生产效率，更可以提升产品质量。在实际生活中，计算机信息系统数据处理被应用到了诸如天气预报、工程制图、财务管理、物流管理、交通秩序管理、自动化办公、农田监测、环境监测等很多领域，并在这些领域做出了卓越的贡献。

计算机信息系统数据处理中所处理的数据指的是符号、字母、数字或者各种文字的统称。计算机信息系统对数据的处理过程是一个非常抽象的过程，这个过程要比传统的算术计算复杂的多，但是也正是这样一个复杂的过程把原本抽象的数据经过有效的加工处理，整合成了对人们生产和生活有利的直观信息。计算机首先要采集到所需要的信息，然后把信息转换成能够识别的形式，分别对这些信息进行有效的编码和分组，进而对这些数据进行合理的整合便于进一步处理，对这些数据进行各种逻辑运算和算术运算，以获得进一步的有效信息，将原始数据和经过处理后的数据保存起来便于以后使用。在使用的时候可以按照不同用户的需求来检索这些信息，这就是整个计算机信息系统数据处理的流程。从更为简化的角度可以把数据处理的过程分为三个阶段：数据的准备、数据的处理、数据的输出。在数据准备的过程中，我们将收集到的数据脱机输入到穿孔卡片、穿孔纸带、磁带或者磁盘中。这个过程也是数据的录入过程。把数据收录完成之后，就要由计算机信息系统对数据进行更为细化的处理。因此需要操作者事先把编制好的程序输入到计算机中，计算机按照该程序的指令对数据进行相对应的处理。最终经过上面所讲到的一系列的处理过程，得到得我们想要的结果。

参考文献

[1]宋显彪.数字信息的长期保存[D].成都：四川大学，2006.

远程传输篇4

关键词：嵌入式系统；远程监控系统；网络传输；图像采集

中图分类号：TP274.2

在日常的生活中，通常都是通过眼睛来传递信息，百分之九十以上的信息量都来自视觉。但人的眼睛要受到生理结构的一些限制，在很多方面受到距离和信息量的限制。新时代以来，通讯技术和半导体技术的广泛应用，电子在获取信息的方面的技术逐渐的成熟起来，电子设备被迅速地应用到获取图像信息的领域上来，这一技术的代表就是电子眼的广泛应用。电子眼能够代替人眼，并且能够克服很多不利的自然因素，高质量的获取图像资料，并且能够做到采集和传输的稳定性。

电子眼技术的迅速发展给人类带来了新的获取视觉信息的途径，具有很重要的现实意义。电子眼的使用中，可以利用远程的传输技术，克服人眼在距离上不利的因素，给人们的生活的带来了极大地改善和方便。人们可以在办公室实现远程的操控，并且能够准确及时的获取信息，随着现代网络和媒体技术的不断发展，远程传输技术也变得容易起来，图像的远程传输必将在未来获取信息方面占据重要地位，并且大大的减少人力资源的浪费，同时也能做到人力所不能做到的事情。

在远程图像采集和传输发展的过程中，嵌入式技术的出现和成熟，无疑是图像采集和传输的一场革命，在嵌入式技术的基础上，图像的采集和传输有了更强的稳定性，同时在成本上也大大的降低，以下就基于嵌入式技术的图像采集和传输做出研究，分析国内外现状，并系统的总结嵌入式技术的要点和关键技术。

1 图像信息的采集和传输发展现状

图像采集是伴随着监控系统发展而发展的，并在图像采集的历史中主要是在监控系统中的使用。视频监控系统已经历了三个阶段：

第一代是本地模拟视频监控。它采用全模拟视频信号，保存录像带形式来记录信息。模拟显示装置的技术落后，从而产生视频信号的传输距离受到限制、图像质量不佳等问题。点对点的方式监视现场，布线工作量非常的大。模拟视频信号的网络结构系统[1]的主要特点是单一的、单向的信息收集网络，不具备媒体特有的功能，所以即使这个系统现在已经发展到一个较高水平的，也没有太多潜力可挖，而且其局限性依然存在，不能以满足图像采集和传输的更高要求，因此数字化是必由之路。

第二代基于PC的远程视频监控出现在20世纪90年代后期。该系统是第一模拟音频麦克风和摄像机捕获的视频信号转换成数字信号[2]，利用特殊的压缩卡将数字信号的压缩处理，通过网络向终端传输，用电脑控制端使用一个专用PC传输，解压提取数据卡后，遥控器就能够再现图像和声音。它具有传输距离远、图像质量好、节能和低成本的数据。然而，基于PC的多媒体监控系统，还存在体积大、功耗高、实时性不高、稳定性差，成本高、扩展性差等很多问题。

随着近两年的远程监控系统中的多媒体监控系统要求各个领域越来越多地使用也越来越高，操作简单，实时，可靠，多功能发展，数字化，经济实用的多媒体监控系统和设计受到越来越多的关注者人们。应运而生的嵌入式远程监控系统基于多媒体技术。这是第三代基于多媒体的远程监控嵌入式技术。与基于PC的多媒体监控系统，基于嵌入式多媒体技术的远程监控系统具有体积小，安装方便。因此，基于嵌入式多媒体技术的远程监控系统，必然有应用和发展的良好前景，而不是目前广泛使用的基于PC的多媒体远程监控系统将成为必然趋势。

2 嵌入式开发和状态

进入20世纪90年代以来，嵌入式技术全面展开，目前的发展方向已经成为一种常见的通信和消费类产品。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已经从模拟电视开始向数字电视过渡，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播已进入商用阶段。软件、集成电路和新型元器件在产业发展的越来越重要的作用。以上所有产品跟嵌入式系统技术是分不开的。在个人领域中，嵌入式产品将主要被用来作为个人移动的数据处理工具和通信软件。由于嵌入式设备具有自然的人机界面，多媒体界面给人很大的亲和力。在手写文字输入、语音拨号、发送和接收电子邮件和彩色图形图像方面已取得初步成效。

3 嵌入式系统

3.1 定义和嵌入式系统的分类

目前，各种嵌入式系统的存在的定义，但没有一个定义是全面的和非常准确的。下面给定的两个合理的定义比较：

从技术角度定义：被定义为中心以计算机技术、硬件和软件的可定制，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统；从的角度定义系统：一个嵌入式系统是设计用来执行复杂的硬件和软件功能，并紧密地耦合到计算机系统。这些条款体现嵌入式系统是一个比较完整的体系，由嵌入式系统已知的通常。嵌入式系统中可以同时存在多个嵌入式系统。在正常情况下，根据历史，性质，普遍性要求，嵌入式系统可以被定义为：“嵌入对象系统的专用计算机系统”“嵌入”，“特异性”和“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。

3.2 关键技术的嵌入式系统设计

（1）嵌入式操作系统

早期的许多嵌入式系统根本就没有操作系统，只不过有一个控制环而已。对很简单的嵌入系统来说，这可能已经足够。不过，随着嵌入式系统在复杂性上的增长，一个操作系统显得重要起来。没有操作系统的支持，将使软件复杂度大幅增加且变得极不合理。随着硬件的发展，嵌入式系统的应用领域日益扩大，提供的应用功能也越来越复杂，当初的控制程序被随之逐步加入了许多功能，而这些功能有很多是可以由操作系统来提供的。这很自然地会让人联想到应该为嵌入式系统做一个嵌入式操作系统。由于应用的需要和硬件条件的限制，嵌入式操作系统一般都注重占用空间小和效率高等特点。其实，嵌入式系统并不是一个新生的事物，从八十年代起，国际上就有一些组织、公司，开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。在嵌入式系统的设计过程中，涉及许多技术的发展和方法是从通常的基于PC的软件开发方法的不同。这些不同的项目和计划，最终会影响到环境和塑造的最终产品。这些不同的关键技术主要表现在以下几个方面：

（2）嵌入系统内核的发展

这包括硬件和操作系统软件内核的选择。基于实用功能的嵌入式系统内核来实现内核的稳定性，以确保最大限度地提高系统的内核函数的工作效率，以减少冗余配置，让整个嵌入式系统设计趋于最优化。

（3）嵌入式系统的开发过程

由于嵌入式开发板的资源有限，不可能运行开发板开发和调试工具。因此，通常在嵌入式开发过程中，利用主机和目标机点的作用：在主机运行编译、连接、计算机处理过程，目标是在硬件平台上运行的嵌入式软件。该应用程序必须先转换到目标机器的二进制代码运行。这一过程包括三个步骤：编译、链接、定址。

（4）嵌入式平台移植软件

大多数嵌入式开发人员的软件开发模式的选择是在PC上编写软件，然后移植软件。如果在PC上编写软件，要注意软件的可移植性，选择具有高可移植性的编程语言（如C++），调用操作系统功能尽量少。

（5）嵌入式系统的高效存储

嵌入式系统下要实现高速数据存储，数据的高速传输是嵌入式系统最根本的特性，高速传输下对于数据的控制也是系统的关键。嵌入式系统的传送以CPU为控制中心，再提供源地址和目的地址的情况下实现对数据本质的判断，来实现数据的传送。在这种情况下，CPU在每个字节的数据传输中都要执行很多条命令，因此数据的存储就会变慢，在嵌入式Linux系统中，利用RAID技术[3]实现数据存储的分块实现存储的加快，这样就可以在CPU不介入的情况下完成数据的高速传送，大大的提高数据的传送速度，提高存储效率。

4 图像采集和传输的主要模式

基于远程系统建设模式的图像采集和B/S的传输，结合前面整个系统的模型的软件框架。在最初引进boa和CGI，移植的详细描述和C语言编写的编程语言来完成，以实现图像远程实时动态显示嵌入式服务器boa和CGI脚本突出的基础浏览器，最终完成了互动和浏览器的远程视频传输系统。

图像的基于GPRS无线远程传输系统是利用单片机组成的数据传输系统，通过GPRS网络完成远程数据的无线传输，即在传统的单片机数据采集系统中增加支持数据通信业务的GPRS模块，并为其分配一个独立的SIM卡，结合单片机系统通过串行通信接口，实现数据的远程无线传输。传输终端可以是PC机，也可以是移动电话或移动终端。近年来，随着无线网络的快速发展，尤其是在成熟的应用GPRS网络技术，实现了数据的无线远程通信，给图像传输带来了福音。

5 总结与展望

本文将嵌入式技术用于图像的远程采集传输之上，实现了基于嵌入式系统的图像采集。提出的两种传输方式经过改善都可以应用于多种环境场合，在监控等诸多领域都有重要的显示意义。随着社会的发展，越来越多的领域将涉及图像的远程采集，无论是基于有线还是无线的传输方式。同时，基于嵌入式Linux操作系统的应用有很多，图像远程采集系统的研究是比较有现实意义的方向。随着嵌入式处理器性能的提高和Linux操俸系统的逐步普及，相信这方面的研究会有更广阔的发展空闻。

参考文献：

[1]周树民.无线视频传输关键技术研究[D].北京：中国科学院研究生院，2006.

[2]邢玉东.基于$3C2410的嵌入式远程监控系统[D].吉林：吉林大学研究生院，2007.

[3]李绍民，滕国库.嵌入式图像采集系统的硬件设计[J].大连海事大学学报，2004，30（02）：4246.

远程传输篇5

随着现代城市建设的发展，高层建筑也日益增加，相应的高层建筑中的电梯在日常工作和生活中也发挥着越来越重要的作用。如何保障电梯系统的安全运行，需要对电梯系统的运行及相关维护进行相应的监控。电梯远程监控系统主要是针对某个区域中的电梯进行数据远程采集、记录和管理，进而完成电梯运行工况的监控和数据资料的统计分析。因此，本文围绕电梯系统的远程监控开展探讨研究，设计一套基于远程传输的电梯监控系统。

【关键词】电梯 远程传输 监控软件

1 引言

随着经济的蓬勃发展，越来越多的高层建筑拔地而起，电梯己成为不可缺少的运载工具，舒适性与安全性是衡量一部电梯性能优劣的重要指标。通过调查可知，在所有重大特种设备事故中，电梯事故占到21%，电梯的安全使用得到了越来越多人的重视。由于我国经济高速发展以及人民生活情况的改善，应用电梯的数量以及范围都在快速拓展，因为电梯而发生的事故也在不断增加，另外故障时间的间隔也是越来越短，人民生活和生产安全中面临的重大隐患就是电梯事故以及故障。

定期上门保养、发生故障时电话召修等方式是早期对电梯的维护与管理所主要采用的方法，但这种方法已不适应时代的发展需求。针对这一状况，上世纪八十年代初期就有生产电梯的公司装置了监视系统，将通讯系统以及摄像头安装在电梯轿箱内，这样就能让大楼内的电梯监视者发现被困在电梯里的人，从而采取措施去处理。因为这样的监视系统只安装在了电梯所在大楼，由安保工作者进行监视。之后又有了目前使用非常普遍的电梯监视系统，它是电梯乘客和电梯生产公司商议后安装的特殊的直连管理网络，需要投入大量资金，同时其只对某个公司和特定区域内的电梯进行监管，系统拓展不能实现，如果该小区再购买其他公司的电梯，那么之前的电梯监控设施就不能有效发挥监管的作用。再如，某市的质量监管机构提出要对该市的全部电梯的运作情况和有关数据进行统一，因为每个监控系统都不是统一的，因此要对这些数据进行再次整合，同时也会浪费很多人力物力。由于这些原因，电梯远程监控系统得到了大量的关注。

本课题从数据远程传输的角度出发，设计一套电梯监控系统，主要探讨数据采集系统、数据传输系统以及远程监控平台中，从而可以便于用户实时监测电梯状态及运行参数。

2 系统整体设计架构

目前，应用在电梯远程监控方面的监控技术相对欠缺，本文设计的系统主要是为了方便质检单位对远程电梯运行情况的监控，收集和积累设备运行数据，从而设计出一套基于远程传输的电梯监控系统。系统被划分为数据采集、数据传输和远程监控平台三个部分，分别描述如下：

2.1 数据采集

根据现场状况，实时采集电梯运行状态信息。

2.2 数据传输

现场采集到的数据根据具体的通讯方式，通过相应的通讯接口发送至远程监控平台，供使用者分析。

2.3 远程监控平台

采用可视化编程思想进行系统开发，实现接收、处理和显示实时数据。包括电梯状态监测模块、权限管理模块、监测项目配置模块、设备管理模块和运行与维护管理模块等。

系统结构如图1所示。

3 系统软件设计

针对本文所设计的系统，主要需要解决的就是有关监控平台的软件设计，因此本节主要围绕监控平台的设计展开探讨。

监控平台需要保证系统运行的稳定性、数据处理功能完善、人机交互界面良好。而且，它可以保证实现远程登录以及IE访问浏览的功能。现在，应用在监控平台中的编程语言发展较为成熟，比如上位机中高级语言编程技术等，进而保证了监控软件人机交互界面的友好性，而且还可以为系统的升级扩展提供了充足的内存。图2所示为监控软件总体设计图，系统软件具有实时数据采集、状态监控、事件记录以及信息等功能。

由图2可知，监控系统软件设计由两部分组成，一是管理和监控电梯状况，主要包括实时报警、Web功能、电梯运行状态显示、事件记录及历史趋势曲线等，二是动态数据交换，主要是利用DDE服务器机制，读取被组态软件所获得的数据。

3.1 系统数据处理的实现

在监控平台中，协议转换、时间获取、数据通信、信息处理等功能都是由动态数据交换机制实现的；实时报警、Web、电梯状态显示、事件记录及历史趋势曲线都是监控界面的功能，并且软件的通用性得到增强，可以实现修改电梯监控参数

由此可见，本系统中需要支持动态数据交换。因此，在软件设计中采用DDE方式对数据进行处理，本系统采用的是VBServer，公司应用程序是有VB研究开发的。在这里VBServer应用程序作为接口程序存在，也就是说，通过其来连接数据与硬件设备，并且在DDE与力控Forcecontrol的帮助下，实现数据的交换，力控Forcecontrol会接到由电梯终端控制器采集而得的实时数据，从而能够成功做到实时显示等功能。图3给出了实际的链接数据流，其中DDE的服务器是VB，DDE的客户端是力控Forcecontrol。

3.2 监控界面及功能模块设计

（1）创建实时数据库DB。数据库DB是构建分布式应用系统的基础，是整个ForceControl应用系统的核心。ForceControl应用系统中，数据库的功能包括历史数据存储、实时数据处理、数据服务请求处理、报警信息处理、统计数据处理和实现同过程数据采集的双向通讯。数据库在整个应用系统扮演着承上启下的角色。数据库系统中，点是数据信息的基本存储单位，是操纵的对象。点存储于实时数据库的点名字典中，点名字典决定了数据库的结构以及 存储空间的分配。点名字典中，每个点都对应多个参数，不仅涵盖一些系统预定义的标准点参数，还涵盖了诸多用户自定义参数。通常采用“点名.参数名”形式引用点与参数，比如“TAGl.PV”，表示点TAGl的过程值，“TAGl.DESC”，表示点TAG1的点描述。

点类型是描述数据库DB中一类特征相同的点的抽象模型，其划分依据是不同类型的点对应的功能属性。数据库本身带有一系列预定义标准点类型，用于满足常规需求。用户也可以创建用户自定义点类型，用于满足特殊的应用需求。

当前，ForeeControl应用系统包括数字I/O点、模拟I/O点、控制点、累计点和应用点等标准店类型。不同的点类型对应不同的功能，比如数字I/O点输入值为离散量，可检验输入信号所处状态。模拟I/O点输入和输出值为模拟量，具输入信号量程变换、报警检查、小信号切除以及输出限值等功能。事实上，数据库设计就是根据应用需求选择合适点类型来创建所需的点，从而实现特定的功能。

（2）定义I/O设备。创建好数据库以及定义好点后，接下来要解决的问题为点过程值（即它们的PV参数值）来自何处？基于Forcecontrol结构功能可知，数据库中点的过程值来自I/O Sever（即I/O驱动程序），一个数据库能够同时交互多个I/OServer，一个I/OServer也能够与一个或多个设备连接。可见，要确定点的过程值来自哪一个设备，就需要定义I/O设备。一个I/O驱动程序可能连接具备两个或多个I/O数据源，并与多种不同设备进行通讯，还能够建立不同的连接项来实现不同周期的数据采集。本文构建的应用系统将VB开发的DDE Sever作为其，I/O Sever （即I/O驱动程序）。

（3）建立数据连接。建立数据连接是在数据库DB创建以及I/O设备定义之后，数据连接就是将创建的数据库DB与定义的I/O设备连接在一起，这样一来在I/O设备上就能随时的对数据库上的PV参数值进行数据交换。

4 系统实现

4.1 系统管理

在监控系统中，系统管理是一个重要的方面，要想整个系统在运行时能安全有序，就要有一个合理的系统管理。一旦软件运行被监控了，就要在用户管理界面中输入相关信息，然后才能登陆到管理界面，图4给出了用户管理界面。

4.2 具体监控画面

想要得到监控对象的运行状态以及其相关信息，就可以采用具体监控画面，并且这种方法能够更加生动形象，获得的信息也更加详细。而且监控到的对象运行状态是实时的，在信息中也包括了历史信息，这样就可以在记录或者实显示监控对象信息方面做到更加全面详细。

界面以动画的形式来反映电梯运行的状态，并且能够形象的显示“运行趋势”、“视频监控”以及“故障状态”，而且这些都是在整合数据信息以及编写动画脚本的方法之下得到的，图5、图6分别给出了具体的单台电梯监控画面。

4.3 日志信息

在日志系统方面，可以分为两个部分：一是系统日志，二是操作日志，在力控的各种组件状态信息以及相关的通信信息的管理方面，都是由日志系统统一进行管理的，这样当用户要了解软件的运行状况时就可以方便的从日志中得到信息了。系统日志在管理力控的运行状态时，记录了数据库系统DB、运行系统VIEW、以及驱动服务器IO Server等的运行状态。用户用记录操作来定义中间变量，一旦变量改变，操作日志就会显示相应的变化。

5 结束语

本文主要探讨了一种基于远程传输的电梯监控系统设计，先对监控软件的整体设计架构进行了描述，并在此基础上，详细探讨了监控界面中的一些重要的功能的设计方案，最后对设计方案进行了软件实现，并通过简单的测试验证了基本功能的实现。

参考文献

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作者简介

黄伟华（1969-），男，大学本科学历，现为江苏省特种设备安全监督检验研究院吴江分院高级工程师。研究方向为特种设备检验、电梯安全技术。

远程传输篇6

关键词：无线传输；LED；自动控制

1 研究现状

轨道车辆照明用电来自外部供电系统，轨道车辆的照明系统采用220V的交流电或110V的直流电具有很多优点，这样可以使得车载灯具及其它电器设备与普通市电照明的灯具具有良好的互换性，给相关产品的设计和研发带来极大的方便。在传统的照明具有有线固定式开关，颜色亮度大多不可调不可控，随着人们对方便的无线开关方式以及对室内灯色多彩多变的追求以及环保观念的增强，传统照明方式正向着无线控制、多变、节能的方向发展。同时，在实际的工程应用中，传感器网络开放性部署特点，使得节点极大可能遭受恶意行为的攻击和干扰。所以要采用一套系统的无线通信协议，以加强无线控制系统的健壮性。在利用外部供电220V的条件下，利用单片机数据处理，通过传感器和信号发射器的数据传输，实现对LED灯的无线控制。

2 自动调光原理分析

PWM（Pulse Width Modulation），脉冲宽度调制，简称脉宽调制。脉宽调制的原理是，控制对LED所施加脉冲周期不变，即脉冲信号的频率不改变，只改变周期的开关时间，这样周期内的高低电平所占时间会在周期的开关时产生变化，也就是占空比发生变化。脉宽调制的工作原理就是通过调节脉冲信号的占空比来调节通过LED的平均电压，进而控制LED的亮度变化。

通过PWM调光的优点有很多，比如调光的颜色不会有很大改变，即色偏小；可以得到更高亮度的灯光光照度，适合公共场合光照需要；通过PWM调光由于电压脉冲的频率不会改变，所以在调光的过程中基本不会出现频闪的现象；PWM可调制范围大，可以感受到很明显的光照度变化，脉冲的最大占空比与最小占空比的比值可以达到2950左右。

PWM调光也有其缺点，第一，它的实现需要配置PWM调光信号源，这样就会使成本高于模拟调光。第二，PWM调光容易使驱动电路产生噪音.

3 驱动芯片的选择

驱动芯片是驱动部分的核心，驱动芯片的选择尤为重要。本文采BTS7960驱动芯片。BTS7960驱动芯片通过驱动集成技术，将逻辑电平输入结构、电流取样诊断结构、转换速率调整器联接，并将失效发生时间，防止欠电压、过电流和短路结构连接到一个微处理器上。

4 LED照明系统整体结构设计

城市轨道交通车辆车厢的设计主要包括光照度采集设计，LED调光控制模块设计，主控制系统设计（单片机控制模块），无线传输模块设计，LED灯排的电路设计等。光照度采集模块中的光敏电阻负责采集来自地铁车厢的环境光强度，通过整流滤波电路以电信号的形式传输到单片机进行数据的处理，处理得来的信号经过调压滤波传送到NRF无线传输模块的引脚，NRF以传送字节的形式将控制信号传送到LED驱动电路控制模块，再经过驱动电路控制端的单片机信息进行处理，根据环境光强调制成对应的PWM占空比进行调制，对应的平均电流在驱动电路进行处理后驱动LED灯产生相应的光通量，整个系统形成闭环控制，将车厢光照度时刻保持在适应乘客的最佳状态。

度采集模块的2.4G无线信号，经控制模块单片机数据处理后进行PWM调制，形成对应的平均电流对LED灯排进行驱动，这一部分的工作是在驱动电路

如图，nRF接收到来自于单片机Flash的的信息，根据发送格式向驱动电路板上的nRF接收端发送指令。驱动电路模块的nRF信号接收器接收信号并将信号传送给驱动电路，进而控制LED灯排的亮度变化。

图 LED无线传输流程图

5 结论与展望

远程传输篇7

关键词：云服务；流媒体；P2P；教学系统

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）06-0091-04

当今，电子信息技术在以前所未有的速度发展，许多传统领域都受到冲击从而产生各种变革，基于先进的网络通信技术，远程教学模式应运而生，远程教学的开拓与发展，使得现在的教学模式呈多元化趋势发展，无论是教学模式还是教授内容均发生了巨大的变革。而相应的，学生的学习模式也在变化，现在的课堂，学生不再是以单纯的听讲作为主要学习方式，他们开始转变为课堂的主体，带着疑问有目的性的寻求教学资源，因此拥有庞大教学资料储备、方便沟通渠道、良好互动机制的远程教学模式必定成为教育领域的主流教学模式。

一、基于云服务的P2P流媒体技术

1.流媒体

流媒体技术在一定程度上突破了网络宽带对多媒体信息传输的限制，被广泛用于网络视频直播、广告、电子商务等各种领域，它采用流式传输的方式，其数据流能够做到随时传送，对系统缓存要求较低，缩短了启动延时，随时播放，减少了用户等待时间且能够做到断点续播，不必从头下载文件再播放，而且流媒体压缩的音视频文件容量小，易于网络传输。

虽然现代远程教育已经取得了很大的进步，但目前国内的远程教学还存在不足之处，其中最显著的一点是教学模式单一。许多院校只是将原版教材制成电子版上传至网络供学生下载，仅仅是利用了网络的便利条件改变了教学环境，教学形式上反而变得更加消极，在无人监督和学习内容单调乏味的情况下，会极大的打击学生的学习积极性，而且诸如化学、物理、音乐等需要现场实验和演示的学科，在只能传输PDF或PPT文本的形式单一的远程教学平台上根本无法做到有效授课。

流媒体技术的应用可以有效解决这些不足，从效果上看，流媒体技术能够将传统教学中教师授课风采以及现场试验场景呈现在学生面前，帮助学生对课程的理解，同时辅以PPT讲稿和索引，学员可根据需要自由切换学习的课程章节，相比较于传统教学模式，不仅不会降低教学质量，而且极大地提高了教学的便利程度。从成本上看，由于支持流式技术的多媒体文件不需要全部下载完成就能观看，点播延时大大缩短，不需要很大的缓冲区，对网络带宽的要求下降。流式技术采用较高效的压缩编码如MPEG-4等，提高了网络传输视频的质量，即使学员不在现场听课也有身临其境的感觉。

2.P2P概述

大学的教学网络多以C/S模式存在，该模式中，服务器以单播的形式传输媒体流，该传输模式一般用于小范围的局域网内，易于维护管理，但其缺点也十分明显，当用户数量增加到一定程度时，受服务器本身性能及网络带宽的限制，无法承载较大流量的音视频文件传输，这对远程教学流媒体技术的使用开发是一大瓶颈[1]。

P2P是对等计算（Peer to Peer）的简称，可以简单的定义成通过直接交换来共享计算机资源和服务，而对等计算模型应用层形成的网络通常称为对等网络。在P2P网络环境中，整个网络不依赖专用的集中服务器，成千上万台彼此连接的计算机都处于对等的地位，网络中的每一台计算机既能充当网络服务的请求者，又对其它计算机的请求作出响应，提供资源和服务。此类组网的传输模式优点在于能够充分利用客户端（即学生终端）的闲置带宽以及计算资源，减轻中央服务器及骨干网络的负担，解决C/S模式资源受限问题，保证视频流快速流畅播放，而且不需要互联网路由器和网络基础设施的支持，因此性价比高且易于部署。但P2P技术流媒体业务的应用中仍存在一些技术性的问题，如合适源节点查找和数据传输路径维护等，也会对网络的整体稳定性造成负担。基于此背景下，通过构造新的虚拟多源P2P资源共享、传输模式等手段能有效解决远程教学中流媒体应用的问题，解决的方法是在客户端节点中选择优秀节点构建源组，充分利用对等网络中每个终端用户的空闲资源来减轻服务器的负担，在不影响接收教学视频质量的情况下，能够保证客户端稳定、流畅地获取视频，同时，使用该方法建立的网络构架具有良好的扩展性，能自动根据某一时期的用户总量缩减或扩张规模[2]。

3.云服务概述

云服务是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。相对于传统的基于本地设备的服务，它具有大规模、高可靠性、通用性、高可扩展性和按需服务、费用廉价等特点，如此，小规模使用者既能省去高昂的数据中心的管理成本，云平台服务商也可运用闲散资源收取租用费来对云平台进行维护，双方互利互赢。从普通用户的角度来看，通过云平台获取服务价格低廉且方便快捷，只要有网络覆盖的地方即能使用，因此运用云服务，能有效优化基础的P2P流媒体传输系统。

二、系统模型

1.传输系统框架

使用P2P技术在远程教育平台上传输流媒体，是为了充分利用终端设备的边缘性网络资源，减轻中央服务器负担，提高流媒体传输效率，所以在系统模型的结构上使用混合式传统模型[3]，如图1所示。

教师端或管理流媒体资源的中央服务器作为传输系统的源节点，整个网络系统中的视频流均源于此。如果采用C/S（客户端/服务器）的方式，那么整个传输系统将受到源节点设备配置的制约，并且当学生用户数量增加到一定程度后，源节点的终端设备会由于负载过重造成当机现象，从而使整个网络瘫痪。而纯P2P的非中心化结构，则无法实现节点的快速定位，且容易产生网络风暴[4]。因此，传输系统采用建立虚拟源分组广播的方式，在普通用户中选择网络资源优秀的节点作为组长建立广播组，由组长专门负责该组内部的流媒体传输管理，即源节点仅负责组长节点的传输补偿，而不对普通节点做流媒体文件传输，普通节点则由其所属广播组组长节点负责流媒体传输[5]。由此，源节点与组长节点、组长节点与组内普通节点均形成集中性结构，而各广播组组长之间、组内普通节点之间的数据传输均采用P2P式的分散性结构，这样即可快速补充节点数据流。

2.数据传输系统的工作原理

（1）传输系统的初始化及资源获取过程

当学生用户需要获取流媒体资源时，必须先与源节点会话，建立通信链接，在首次通信过程中，源节点根据网络通信响应（如网络带宽及响应时长等属性）选择网络资源宽裕、终端性能优秀的学生用户的节点作为广播组组长， 并分配编号GROUP_ID，构建传输网络中的广播组，并更新广播组信息表，形成一级传输构架。源节点优先向组长节点传输初始流媒体数据，而各广播组组长节点间以纯P2P的方式进行数据互联，互补信息差异。当组长节点从源节点获取数据后，马上根据自身管理的组内节点信息表所含路由信息进行资源分发。

随着学生用户接入数量的增加，源节点根据新接入节点的信息，利用均衡负载技术，为用户选择最佳广播组，标识唯一节点编号，并分配到相应广播组中，并向广播组组长节点反馈新节点信息。广播组组长节点接受到反馈信息后，更新组内节点信息表。

节点在加入广播组后，先与组长节点进行对话，并从组长节点获取相应流媒体初始片段流，然后组长节点根据新节点当前连接的片段号检索组内其余用户，如果组内其余用户有相应片段号的流媒体文件资源，则创建新节点与用户P2P连接，由相应用户提供服务；如其余用户无新节点所需资源，则仍由组长节点提供资源服务。

由此可见，广播组内部组成传输网络的二级构架，普通用户与组长节点的层级关系与组长节点与源节点的层级关系一致，普通用户仅向组长节点及组内用户索取流媒体资源，极大地缓解了对源节点的压力。虽然普通节点也需连接到源节点进行认证，但认证信息所需网络流量很小，不会对源节点造成太大影响。

（2）节点信息认证管理及维护

源节点：统一管理传输系统内所有节点信息及广播组信息，当有新节点加入时，由源节点为其选择广播组，并向所选广播组反馈新节点认证信息，同时更新自身节点信息管理表。

组长节点：系统初始化时，从源节点获取流媒体数据，并分发到组内。广播组稳定后，负责组内节点信息管理。在接到源节点反馈的新节点加入认证后，更新组内节点信息表，并开始向新节点提供资源传输服务。同时广播组组长节点之间保持通信及P2P式资源传输补偿。

由于组长节点源于学生用户，为避免该用户退出后出现数据传输的断流现象，源节点应为每个广播组配备后备组长，当现有组长节点退出后，后备组长行驶组长节点职能。后备组长应由组内网络带宽最优、响应时长最短的节点担任。

（3）节点退出

正常退出：源节点信息表中，对新加入节点认证并分配广播组，同时更新节点信息。当节点正常退出时，向源节点发出请求，源节点删除节点信息表相应信息并向对应的广播组组长节点反馈，组长停止对请求退出的组内节点服务，删除相应的组内节点信息。

异常退出：由于网络故障或断电等原因导致用户意外离开时，组长节点不会收到用户节点的退出请求。因此，传输系统内需要通过心跳机制判断节点存活。普通节点每个特定时间t向源节点发送一个状态信息标示节点存活。若源节点在n个特定时间t内未收到某节点状态信息，则视该节点已退出，向对应组长节点发出反馈信息，停止向未响应节点提供服务，更新节点拓扑。若组长节点未响应，则删除组长节点，同时更换后备组长为新节点组长，并向新组长配置相应的组内节点信息。

3.基于云服务的视频资源传输优化

混合结构的P2P视频传输模型能够极大地提高远程教学系统中视频分发传播的效率，但是有三点问题需要解决：①视频资源数据的完整性、安全性：为保证视频资源的存储安全，确保不在硬件损坏的情况下丢失文件，需要考虑到资源的备份工作，要保证在读取备份的过程中不间断视频的传输、分发工作，则至少需要“双机热备份”作为基本配置，即需要两套相同配置的服务器群及存储阵列；②校内服务器负载过量：所有的初始资源均从存储视频资源的源节点获取，会导致传输系统构建的初始阶段，负责视频资源管理的服务器负载过大，出现高延迟甚至当机的现象；③关键点存活效率：组长节点是传输系统中的关键，它是第一批接收视频资源并进行分发管理的重要节点，但是由于组长节点是利用了性能较好的普通用户节点，所以当系统中用户到达一定程度时，组长节点的登录退出会变得相当频繁，继而导致普通用户频繁的更换广播组，期间的认证通信过程会消耗不必要的网络资源，增加网络带宽的负载，降低传输效率，加之也有可能会出现组长节点性能不足导致超级节点成为系统的瓶颈，其组内的普通用户节点成为孤立节点，从而一直等不到视频数据。

由此，为保证传输系统稳定高效的运转，必须解决上述三个问题。对于视频文件数据的完整性、安全性和校内服务器负载过量的问题，最直接的方法就是加强自身硬件配置，然而这需要配置多台高性能服务器以及存储阵列，无论在采购还是日常维护的工作上，均要花费大量的人力物力，对于学校而言，仅为了远程教学系统的视频资源就花费大量成本去构建企业级的硬件设施是十分划不来的。而如果使用云服务，则可以完美解决这一问题。首先，在硬件配置上，云平台的设施都由大型企业作为运营商维护，其硬件配置远比自己构建的机房更高效，更合理，用户从云平台获取流媒体教学资源，无需占用校内网络带宽，能极大缓解校内网压力；其次，从经济上，云平台的设施不需要由学校派专人维护，学校仅需要支付云平台服务租用费用即可，期间硬件的损坏更换、升级服务以及机房维护，学校都不再需要支付任何费用，学校也不用另外购买数据存储备份所需的硬件设备，极大地节约了人力和物力成本；再次，从拓展性来说，使用云服务可以根据实际网络的负载量直接调整传输模型的承载能力，如需扩大规模时不需要更换硬件设备，仅需要向云平台的服务商购买更高等级的环境配置即可。由此可见，使用云平台来解决本文提出的P2P视频传输系统是有效可行并且极富性价比的。

在引入云平台的同时，引入两个定义：①主动源：云平台上一种由多个核心、可变内存和永久的存储空间组成的自动化虚拟机服务，它的任务是主动接受从源节点（校内管理流媒体资源的中央服务器）推送的流媒体文件数据，并立即利用自身上传能力分发到各用户节点，保证用户节点尽可能早的获得缓存视频数据，它的存在能够有效解决视频资源数据的完整性、安全性和校内服务器负载过量的问题。②被动源：仅租用简单的云存储服务，源节点和主动源均可推送任意数据给被动源，而普通的用户节点如果无法在限定时间以前获得流媒体数据，则向被动源请求，由被动源直接推送数据给用户节点，它用于解决关键点关存活问题。

被动源工作机制：在基于P2P的视频流传输系统运行基础上，云节点除了向组长服务器发送流媒体数据外，还负责把数据存储在被动源上。为了保证达到预定义的服务质量，每个节点都先缓存播放时间往后的一定时间段的数据块，把这段数据块定义为缓冲预判，对应的这段时间叫预判时间TL，如果一个数据块不能在它应该的播放时间减去TL这个时刻之前获取到的话，那么这个节点便向被动源求助，从被动源那直接获取这个预判缓冲的数据块。这样，在组长节点失效的情况下，普通用户节点也能及时获取流媒体视频数据，并且被动源基于云服务，不会频繁登录退出浪费网络带宽资源。

主动源工作机制：主动源的目的是为了减少网络带宽压力，分担校内服务器负载，提升服务质量。主动源获得数据的途径可以是媒体源，可以是其它主动源，然后将数据推送给其他主动源或者组长节点、普通节点。由于主动源具有自动化虚拟机服务，它和用户节点一样运行节点取样协议去获取整个传输系统的拓扑信息和运行情况，发现其邻居节点。显然，由于主动源能够自动获取拓扑信息和其他节点的运行信息，它可以对源节点做动态备份，并且能自动寻找压力过大的群组，按负载压力大小主动分担组长节点和被动源的压力，使得更多的节点在更早的时间接收到视频流数据，整个网络的效率会得到提高。然而，由于主动源的服务租用费远比被动源高，所以，主动源和被动源的租用数量应根据实际情况取舍，在用户数量相对较小、拓扑结构复杂度不高的情况，甚至可以考虑仅使用被动源功能。这样才能做到效率和成本的两方面优化。

本文设计和描述了基于云服务的P2P流媒体传输模式在远程教学系统中的应用，并分析了系统的性能及优势。基于云服务的P2P流媒体技术远优于传统的C/S教学模式，将给远程教育模式带来全新的体验，解决网络教学质量难以控制的问题。随着网络基础环境的改善和广泛应用，基于云服务P2P模式的流媒体技术将为远程教学提供更好的平台。

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远程传输篇8

运动图像远程实时传输系统的网络传输部分架构在Internet之上，则现阶段Internet的状况是带宽小、延迟大、不稳定。所以为了获得良好的实时传输效果，除了改善传输控制机制之外，还需要实现高压缩比、低耗时、能达到实时压缩和解压缩效果的运动图像压缩方法。H.263是国际电信协会-电信标准化部门ITU-T（The International Telecommunications Union-Telecom-munication Standardization Sector）于1995年通过的用于低比特率实时传输的视频编码协议。其设计初衷是满足带宽低于64kbps的低带宽视频应用需求，如视频会议、可视电话等。现在H.263也被应用于运动图像远程实时传输系统中，但原始的H.263在实时性和压缩比等方面还有不少可优化余地。本文针对具体的运动图像远程实时传输系统应用，在大量研究工作基础上提出多个H.263的优化策略，并取得了相当好的效果。

1 H.263压缩算法的分析概要

H.263的输入视频帧格式为QCIF（Quarter Common Intermediate Format,大小为176×144）、CIF（Common Intermediate Format,大小为352×288）等。将每个视频帧分成许多宏块（MB-Micro Block），每个宏块由4个Y亮度块、1个Cb色度块和1个Cr色度块组成。块（Block）的大小为8×8。H.263以宏块为单位进行视频帧的压缩。

H.263使用离散余弦变换DCT（Discrete Cosine Transform）减小空间冗余，使用运动估计和运动补偿（Motion Estimation and Motion Compensation）减小时间冗余。H.263有两种编码方式，一种是Intra方式，帧内编码，产生的帧作为关键帧-I帧；另一种是Inter方式，帧间编码，产生的帧作为非关键帧-P帧。

通过分析，将H.263压缩算法的流程图归纳为如图1所示。

通过分析和测试表明，DCT、运动估计和运动补偿是H.263最重要的部分，同时也是H.263实现中最耗时的运算环节。要提高H.263的运算速度，就要针对这些环节进行优化。

图1 H.263压缩算法流程图

2 转换函数、DCT和运动估计环节的优化

2.1 色彩空间转换函数的优化

CIF格式基于YUV色彩空间，而应用程序中，大多数视频采集程序只提供RGB色彩空间的视频帧，因此需要建立从RGB色彩空间到YUV色彩空间的转换函数。

RGB到YUV的转换函数如下所示，其中Y为YUV色彩空间的亮度值，U（Cb）和V（Cr）为YUV色彩空间的色度值。

Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B；

Cr=V=(R-Y)×127/179;

Cb=U=(B-Y)×127/226;

H.263原有的色彩空间转换算法采用浮点运算，但浮点运算会消耗较多的CPU周期。为了加快视频处理速度，采用整形乘法和向右移位来代替浮点乘除，从而有效缩短了转换时间。

优化后的转换函数如下：

Y=((R×313524)>>20)+((G×615514)>>20)×((B×119538)>>20);

Cr=V=((R-Y)×743962))>>20;

Cb=U=((B-Y)×589244))>>20;

2.2 DCT、IDCT算法的优化

二维DCT公式为：

二维IDCT公式为：

上述两式中，,n取8。

通过分析得出，DCT快速算法的实现可以有两种方式。一种方法是把已有的快速变换算法（如FFT、FHT等）映射到DCT计算中，这种方式多了一个映射环节，增加了计算的复杂度；另一种方法是从DCT变换本身寻找规律进行改进。

在H.263应用中，注意到两条规则：一是能量集中在少部分DCT系数上；二是随着量化步长的增大，被量化为零的DCT系数增多，而且对DCT计算的精度要求降低。于是，采用一种零系数预测策略，即根据量化步长，首先对DCT变换的输入数据分类，对于给定的量化步长，如果输入数据将要被量化为0，那么这些数据就不必做DCT运算，而直接将变换结果置为0。这样只需对部分数据进行DCT变换，因此节省了大量无效运算。另外，利用DCT的局部并行性，使用Intel的多媒体处理指令集-MMX来实现DCT计算，大幅度提高了运算速度。

2.3 运动估计与运动补偿算法的优化

运动估计是指在参考帧中搜索一个与当前帧图像块最相似的图像块，即最佳匹配块，搜索结果用运动向量来表示。运动补偿是指利用参考帧和已求得的运动向量重构当前帧，氢重构帧和当前的差值作为当前帧的补偿值进行压缩编码。两者互相配合，共同实现压缩效果。

运动估计算法的研究从两方面着手：快速搜索算法和块匹配准则。

最简单的搜索算法是全搜索法（FS），这种算法精度高，但计算量过于庞大。为了加快运算速度，保证精度，人们提出了很多快速搜索算法：三步法（TSS）及基于三步法的改进算法、二维对数法（LOGS）、交叉搜索法（CS）、四步法（4SS）、预测搜索法（PSA）、钻石搜索法（DS）等。钻石搜索法是迄今为止综合性能最优的快速搜索算法之一，用于本次项目研究中。

块匹配准则决定何时找到最佳匹配块，从而终止搜索进程。传统的准则有绝对平均误差函数（MAE）、互相关函数（CCF）、均方误差函数（MSE）、最大误差最小函数（MME）等。由于传统方法没有考虑人眼的视觉特性，所以判断结果和人眼的感知相差较大。实际H.263采用的块匹配准则为MSE的替代准则SAD（绝对差和），两者的公式如下：

其中：F0和F-1分别代表当前帧和重构帧（参考帧）；k,l为待编码宏块在当前帧中的坐标；x、y为重构帧中参考宏块的坐标；N表示宏块的尺寸，此处为16。从公式中可见，SAD用绝对值运算代替了MSE的乘方运算，明显降低了运算量，从而可以加快计算速度。

测试表明，SAD的计算量要比MSE的计算量减少三分之一，而它们的图像效果相当。

此外，还可以利用硬件特性加速块匹配准则的运算速度，Intel的MMX技术提供了这种特性。SAD等块匹配准则主要针对短数据的重复计算，MMX增加了系统单个指令操作数据的数目（SIMD），从而可以在一个指令中完成多组数据的计算，实现并行机制，从而加快运算速度。

3 提高压缩比的选择

H.263提供了许多高级模式来提高视频压缩比。从对压缩效率的贡献角度看，大运动向量模式、高级预测模式、PB帧模式和增强PB帧模式是最重要的4个高级模式。

在大运动向量模式和高级预测模式下，运动向量可以指到图像边界以外，增大了运动向量的表达范围，从而在本质上提高了运动补偿的精度以改善编码效率。

基本PB帧模式下，一个PB帧是一个P帧和一个B帧组成的整体。当前P帧由前一个P帧预测得到，B帧则由单一个P帧和当前P帧预测得到

（见图2）。PB帧模式在增加较少比特数的情况下，将帧率提高了近一倍。增强PB帧模式的主要改进点在于预测方式的增强。基本PB帧模式对B帧图像（或宏块）仅允许使用双向预测，而增强的PB帧模式对B帧图像则允许使用前向预测（见图3）、后向预测（见图4）和双向预测（见图2）三种手段。这样，在压缩过程中，有机会选择更适合的预测方法处理B帧图像（或宏块），从而提高B帧的压缩效率。基本PB帧模式的B帧只能通过双向预测获得，这对慢速运动图像效果较好。当输入运动图像存在快速不规则的运动时，B帧质量会急剧恶化，而增强PB帧模式的B帧有三种预测方式可选，可以解决这一难题。通过分析和测试表明，增强PB模式比基本PB帧模式有更强的鲁棒性，更适用于运动图像远程实时传输。

大运动向量模式和高运动预测模式由于增大了运动向量的表示范围，可以增强运动补偿的精度，从而提高压缩比；而增强PB帧模式引入B帧，有三种预测方式可以生成B帖，在相同帧率的情况下，将压缩比提高近80%，压缩效果明显。在实际程序设计中，笔者配合传输环境测试模块，在网络带宽较低时实现这三种方式的配合使用，发挥了更大的压缩效率，达到更高的压缩比。

4 实验数据和性能分析

4.1 算法优化测试

分别取100帧三种不同格式（SUB-QCIF：88×72，QCIF：176×144，CIF：352×288）的视频值，每20帧取1个关键帧，视频帧质量取6000，比较优化前和优化后算法的时间效率，结果如（图5）所示。

纵轴单位为毫秒，表示压缩完成所需时间。可见，要处理的视频帧越大，优化后的算法取得的加速效果越明显。

4.2 增强PB帧模式压缩效果测试

远程传输篇9

关键词:计算机 信息传输 办公自动化 应用

计算机技术的蓬勃发展,给办公环境带来了一场深刻的革命,现代计算机信息传输技术的发展,又使办公环境向着现代化办公大楼的目标—智能大厦(大厦内有:办公自动化系统OA;通信自动化系统CA;大楼自动化管理系统BA。具有这三种功能的大楼,统称为3A智能大厦。)迈进了一步,无纸化办公时代已经来临。笔者在国内面向公众服务的ISP(Internet Sverver Provider即互联网络服务商)出现前后,就信息传输在办公自动化中的应用作过一些偿试,得到一些经验,在此抛砖引玉,以便与水利水电工程地质计算机应用技术协作网的专家及本刊读者进行交流。

1 享受ISP提供的Internet服务是信息传输的简单有效途经

(1) 服务器中继线,中继线少会使用户在登录时等的很不耐烦;

(2) 服务费,各ISP收取的服务费标准及计费方法都有不同,可择优选取;

(3) 缴费方便与否,缴费方式及缴费网点的远近也是选择ISP的重要因素。

2 没有入网条件,如何实现远距离信息传输

Internet 在中国的发展虽然迅速,但仍属刚刚起步,与发达国家相比仍有较大差距。国内面向公众服务的ISP多集中在大中城市,网络覆盖面受到限制,而水利行业的特点是广大水利工作者都在中小城镇,甚至穷乡避壤,短期内根本不可能享受到Internet服务。另外,有的地方即使有ISP,面对其高昂的费用、繁琐的入网和缴费手续、不良的服务质量,全行业贫困的水利工作者,特别是处于基层的广大地质勘测人员,也只能是望而却步。在这种情况下,能否实现远距离信息传输呢? 笔者通过实践回答是:在安装了FAX/MODEM的计算机上应用必要的通讯软件,可以进行远距离信息传输,而且可以做到传输速度快、操作方法简便。

2.1 远距离信息传输的含义

笔者所介绍的信息传输的含义,主要是指一台计算机向远程的另一台计算机或传真机发送传真、一台计算机接收远程计算机或传真机发送的传真、两台计算机之间屏幕对话及两台计算机之间实现文件传输即EDI(Electronic Data Interchange 电子数据交换)技术。

2.2 远距离信息传输的必要硬件

信息传输双方都必须有一台计算机、一个内置或外置FAX/MODEM、一条电话线,如要用传真机收发传真,还要有一部传真机。

2.3 远距离信息传输通讯软件

3 通讯软件BitWare for Windows Version 3.24 F/D 简介

BitWare for Windows Version(简称BWV) 3.24 F/D 是美国CHEYENNE公司1995年推出的基于WINDOWS操作系统的远程通讯软件。经笔者实践,其最大特点是对计算机设备要求不高,远程通信功能较全,使用方法简便,用户界面友好。

笔者认为在能运行WINDOWS 操作系统的计算机上均可满足该软件的运行要求,经在不同档次的计算机上测试,在486/33 计算机上配传输速率为2400波特率的MODEM,已可满足文件传输要求。该软件可在中英文WINDOWS3.X、WINDOWS95系统下运行。

3.2 BWV 3.24 F/D的安装

BWV 3.24 F/D的安装非常简单,只需运行安装盘上的SETUP.EXE程序,即可依据其提供的安装向导进行安装。

3.3 BWV 3.24 F/D的主要功能

该软件主要有三大功能:发送传真、接收传真和EDI功能。

3.3.1发送传真功能

1)用WINDOWS应用程序(例如WORD、EXCEL)直接发送传真,方法非常简单,就象打印文本一样。

2)BITWARE 直接发送传真,将传真文件直接由BITWARE发送。

3)发送简短信息,例如传真封面。

4)发送一组传真。例如要将传真发给不同的接收者,可在电话薄中将接收者定义为一组,用此功能可依次给每一接收者自动发送传真。

5)以传真文件格式存储文件,以便将来转发、重发或浏览、打印等。

6)其它如传真预览、打印功能等。

3.3.2接收传真功能

1)自动接收传真:将BITWARE置于接收传真状态后,继续你在其它WINDOWS应用程序的工作,当有传真来时,可自动接收传真。

2)拔出电话来接收传真:如果有一电话接在FAX/MODEM上,就可自己拔出电话并用手动接收功能来接收传真。这种功能貌似多余,但在以下几种情况下还不得不用此功能。

1.接收传真前需要与发送者交谈;

2.对方电话是由接线生接转的分机;

3.接收来自“后台传真”服务的传真。

3)自动向前传真功能:例如你在A处办公,因事到B处,当有传真至A处时,A处的BITWARE接到传真,可在设定的等待时间过后,自动将传真发往设定的B处。

4)自动接收和分页打印功能:BITWARE有两种方式提醒你已收到一封传真,一种是悬卦式文字框,另一种是声音提示,并自动将收到的传真按A4纸分页打印出来。

3.3.3 EDI功能

EDI技术是BWV 3.24 F/D 最实用的功能,也是在未入网的情况下实现远程文件交换的一种有效而简单的方法,它传输的文件可以是电子数据表格、WOERD或其它格式文本,甚至是应用程序。利用BWV 3.24 F/D 实现远程文件传输主要有以下几种方法:

方法1.两台计算机之间实现远距离文件传输

1)与远程计算机建立连接。单击“TELEPHONE BOOK”,选择想呼叫的远程计算机的号码后,单击“DIAL”即开始呼叫远程计算机,自动应答后,即建立连接,此后双方可用键盘“对话”,当在屏幕上看到对方输入的信息后,说明已建立连接。

2)接收方准备接收文件。单击“RECEIVE FILE”后出现传输协议选择X-Modem、Y-Modem、Z-Modem等,建议选择Z-Modem。

3)发送方准备发送文件。单击“SEND FILE”后出现传输协议选择X-Modem、Y-Modem、Z-Modem等,建议选择Z-Modem后单击“OK”,出现传送文件选择,选择传送文件所在的驱动器、目录、文件(可选择多个文件)后单击“SEND”,即出现文件传输状态对话框,显示传输一个或多个文件的过程,选择“CANCEL”可终止传输。

nbsp; 方法2、以主机模式实现远距离文件传输

用BWV 3.24 F/D 设置为主机模式后,在离开计算机后,如果有远程计算机呼叫时,机器可自动建立连接,远程计算机可以显示“欢迎信息”并要求输入口令(如果在主机模式上设置了要求输入口令的话),此后,远程计算机可以对主机进行UPLOAD(发送文件)或DAWNLOAD(接收文件),发送或接收的文件只能在 BFPROXFER目录下。

注意:如果BWV 3.24 F/D 的接收管理器的应答设置为数据传输模式,当有呼叫时,你不必设为主机模式,接收管理器会自动以主机模式应答,不过此时,接收管理器不能接收传真和语音信息。

远程传输篇10

关键词关键词：网络远程教育；教育技术；关键技术

中图分类号：TP303

文献标识码：A 文章编号：16727800（2014）002005103

0引言

远程教育发展与信息技术的进步息息相关。以计算机技术和网络技术为代表的现代信息技术不断进步并日臻成熟，使得基于网络的现代远程教育成为可能。虽然网络远程教育系统所采用的技术具有很大灵活性和多样性，但从工程实践角度，网络远程教育系统大体上可由通信网络、终端设备和教学资源三部分组成。其中，通信系统和终端设备构成了远程教育系统的硬件基础，教学资源则是远程教育系统的软件基础。现代远程教育中涉及的关键信息技术按照功能可以分为信息处理技术和信息传输技术两大类。

1网络远程教育信息处理技术

现代网络远程教育应用的信息处理技术主要包括多媒体数据压缩编码技术、网络信息技术以及流媒体技术。同时，伴随着信息处理技术的不断进步，智能技术、数据挖掘技术、虚拟现实技术以及信息推送技术逐渐应用到远程教育中，并在远程教育中发挥着越来越重要的作用。与前三种技术相比，后几种信息处理技术的发展还不够成熟。

1.1多媒体数据压缩编码技术

在现代远程教育中，要提供的资源不仅局限于文本文件、图像文件，还包括视频、音频、动画等多媒体信息。但是这些数字化音频、视频信号的数据量很大，给信息存储和传输造成了较大困难，阻碍了人们有效获取和使用信息。在远程教育系统中，为了提高信息传输效率，必须对多媒体数据进行有效压缩。一种优良的压缩技术需要满足以下三个条件：一是压缩比大；二是算法简单，压缩/解压速度快，能够满足实时性要求；三是压缩损失少，即解压缩效果好。国际标准化组织等国际组织于20世纪90年代领导制定了三个有关多媒体数据压缩编码的国际标准：JPEG标准、H.261、MPEG标准。

静态图像压缩标准JPEG是适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止图像的数字压缩国际标准。它可将图像数据压缩到原来的1/10至1/30，并可实时再生。它不仅适用于静态图像压缩，也可用于电视图像序列帧内图像压缩编码。JPEG的优良品质使得它在几年内获得了极大成功。目前，大多数网站中80%的图像都采用JPEG压缩标准。

动态图像压缩编码技术MPEG诞生于1991年。MPEG专家组于1991年2月正式公布了新版本MPEG-4V1.0版本。同年底MPEG-4 V2.0版本亦告完成，且于2000年年初正式成为国际标准。MPEG4标准将众多多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准算法及工具，从而建立起一种能被多媒体传输、存储、检索等应用普遍采用的统一数据格式。

视听通信编码标准H.261标准由国际电信联盟ITU于1990年12月制定，它具有覆盖ISDN（综合业务数字网）基群信道的功能，适合于有会话业务的活动图像压缩编码，被广泛应用于会议电视和可视电话。

1.2网络信息技术

目前，Web技术与数据库管理系统（DBMS）相互融合为互联网提供核心服务，也为网络远程教育技术提供技术支持。

1.2.1WWW与FTP技术

WWW（Word Wide Web）的含义是“万维网”，它是一个基于超文本（Hypertext）方式的信息检索服务工具。WWW提供友好的信息查询接口，用户仅需要提出查询要求，而到什么地方查询及如何查询则由WWW自动完成。现代远程教育运用WWW技术多媒体课件及教学信息，学习者可以通过浏览多媒体页面进行学习，以满足其在任何时间、任何地方都能学习的需要。

文件传输协议FTP（File Transfer Protocol）是Internet的传统服务之一，其安全性和传输速度都比较令人满意。FTP使用户能在两个联网计算机之间传输文件，它是Internet最主要的传递文件方法。此外，FTP还提供登录、目录查询、文件操作及其他会话控制功能。

1.2.2Web交互技术

通用网关接口（CGI，Common Gate Interface）是Web服务器和外部应用程序之间信息服务的标准外部应用接口。通过Web访问的简单HTML文档是静态的，即文件内容是不变的。而CGI程序是实时的，它输出的是动态信息。按照CGI编写的程序可以扩展服务器功能，完成服务器不能完成的工作，外部程序执行时可生成HTML文档，并将文档返回Web服务器。几乎所有服务器软件都支持CGI，开发者可以使用任何一种Web服务器内置语言编写CGI，其中包括流行的C、C++、VB和Delphi等。

1.2.3IP组播技术

随着网络技术的飞速发展，网络平台提供了各种业务，如Email、Telnet、FTP、WWW等，然而这些业务均为点到点数据传输，无法满足人们在Internet上开视频会议、看实况转播等更高需求。IP组播（IP multicast）通信技术的出现为实现点到多点或多点到多点数据传输提供了支持。目前，这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构的研究热点，网络厂商纷纷提供能支持IP组播技术的产品，一些网络提供服务商（ISP）逐渐提供这种高级服务，许多提供大规模网络应用和服务的大公司也开始使用组播通信。

IP组播利用一种协议将IP数据包从一个源传送到多个目的地，信息拷贝被发送到一组地址以到达所有想要接收它的接收者处。IP组播将IP数据包“尽最大努力”传输到一个构成组播群组的主机集合，群组成员可以分布于各个独立的物理网络上。IP组播群组中成员关系是动态的，主机可以随时加入和退出群组，群组成员关系决定了主机是否接收发送到该群组的组播数据包，不是该群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。同单播（unicast）和广播（broadcast）相比，组播的效率非常高，由于任何综合链路至多用一次，可以节省网络带宽和资源，大大减轻发送服务器的负荷，从而能够高性能发送信息。另外，组播传送的信息能同时到达用户端，时延小，网络中的服务器不需要知道每个客户机地址。所有接收者使用一个网络组播地址，可实现匿名服务，并且IP组播具有可升级性，能够与新的IP和业务相互兼容。

1.2.4流媒体技术

目前，流媒体技术广泛应用于多媒体新闻、在线直播、电子商务等互联网信息服务业务。流媒体技术的应用也给现代远程教育带来了新机遇。

所谓流媒体，是指在网络中使用流式传输技术的连续媒体。流式传输实现了声音、影像或动画等媒体信息由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送。由于数据在发送过程中几乎即时播放，解决了多媒体播放时数据下载的延迟问题。流媒体传输技术是一种基于时间的连续实时传输技术，其关键在于网络数据传输和客户端播放的并行性。采用流媒体技术，能够有效突破低比特率接入网络方式下的带宽瓶颈，克服文件下载传输方式的不足，实现多媒体信息在网络上的流式传输。

流媒体把连续影像和声音信息经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由流媒体服务器向用户计算机连续、实时传送。让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个文件下载到自己的机器后才能观看。该技术先在用户计算机上创造一个缓冲区，在播放前预先下载文件的一小段数据作为缓冲，播放程序取用这一小段缓冲区内的数据进行播放。播放时，多媒体文件的剩余部分在后台继续下载填充到缓冲区。这样，当网络实际连线速度小于播放耗用数据速度时，可以避免播放中断，也使得播放品质得以维持。所以，流媒体最显著的特征是“边下载、边播放”。

实现流式传输主要有两种方式：顺序流式传输（Progressive Streaming）和实时流式传输（Realtime Streaming）。

流媒体传输模式主要有单播、IP组播、点播和广播四种，比较流行的流式文件格式主要有RealMedia 格式、ASF格式、QuickTime 格式与FLV格式四种。随着网络及流媒体技术的发展，越来越多的远程教育网站开始采用流媒体作为主要网络教学方式。作为一种新的传输方式，流式传输将推动网络视频信息的全面应用，进一步促进现代远程教育的发展。

2网络远程教育信息传输技术

计算机网络技术的发展对远程教育起到了重要推动作用。较为重要的网络远程教育信息传输技术有ATM交换技术、帧中继交换技术与视频会议技术。

2.1ATM交换技术

ATM（异步传输模式）交换称为信元交换，它是在光纤大容量传输媒体环境中分组交换技术的新发展。ATM交换把数字化语音、数据及图像信息分成固定长度的若干段，称为信元，由用户信息字段和信元头组成，信元数据根据信源动作按需分配。ATM交换支持不同的传输媒体，提供多种传输速率，可以组建各种规模的网络，同时支持数据、数字化语音/图像传输，针对不同应用对数据传输可靠性和实时性的不同需求，采用了不同的处理策略。ATM交换以信元为单位，并在信元中增加了可丢弃标识和优先级，并支持带宽预约，确保具有实时性要求的数据可以优先传递；同时ATM交换机简化了差错控制和流量控制功能，减少了结点处理延时，使得传输速率可达Gbps数量级。目前大部分ATM网络设备都具有E1电路仿真端口，这些端口可同普通DDN的E1端口一样使用，具有专线性质，可以方便地用来建立远程教育实时授课系统。

2.2帧中继交换技术

帧方式是在开放系统互联（OSI）参考模型第二层，即数据链路层上使用简化方式传送和交换数据单元的一种方式。由于链路层数据单元一般称作帧，便称为帧方式。其重要特点之一是将X.25分组网中通过分组节点间的重发、流量控制来纠正差错和防止拥塞，对处理过程进行简化，将网内处理移到网外端系统中实现，从而简化了节点处理过程，缩短了处理时间，这对有效利用高速数字传输信道十分关键。

2.3视频会议技术

视频会议又称会议电视，是利用电视和通信网络召开会议的一种多媒体通信方式。视频会议通过可视化、实时、双工、交互的形式实现了在不同地理位置上人们的相互交流，包括在网络上点对点、一点对多点、多点对多点的语音、图像、图形、动画、视频、数据传递与交流，它体现了超越空间、群体的“面对面”协同工作特点。视频会议系统实时性好、交互性强的特点，使它在远程教育方面得到了广泛运用。

视频会议系统主要由终端设备、传输信道、多点控制单元MCU（Multipoint Control Unit）以及控制管理软件等组成。其中，终端设备和MCU是视频会议系统特有部分，传输信道不是视频会议系统所特有的，而是业已存在的各类通信网络。

视频会议系统的终端设备将视频和音频数据信号分别进行处理后组合成一路复合数据流，再将它转变为适合在网络中传输的帧格式送到传输信道中进行传输。它主要包括视、音频输入/输出设备、视（音）频编码解码器、处理设备及多路复用/分解设备几个部分。由于视频会议具有即时传送图像、声音和数据功能，视频会议除了可用来召开远程会议，还可直接用于远程教育。利用视频会议开展远程教育可以实现异地授课和优秀教育资源的共享目的。视频会议系统具有实时性好、交互性强的特点，是目前用于远程教育系统中异地实时授课的有效手段之一。

3网络远程教育模式分析

基于网络的远程教育利用网络传输文字、图形、图像、声音和视频等多媒体教学信息，可达到双向、实时交互传输目的，其传输模式如图1所示。

学和异步式远程教学两种。同步式远程教学利用模拟真实课堂的方式双向实时开展交互式网上教学，当前比较先进的是采用数字视频会议技术。电子白板和聊天室也属于同步方式。异步式远程教学采用基于网络技术的多媒体平台，将教学资源存放在信息服务器中，学生可通过网络进入平台进行学习。BBS、电子邮件、新闻组、视频点播等都属于异步方式。异步式远程教学系统基本结构如图2所示。

总之，基于网络的远程教育可以进行实时或非实时交互。利用多媒体计算机和计算机网络进行学习，教学形式既形象生动又不受时间与空间制约，能方便地进行双向互动，达到理想的教学效果。

4结语

现代网络远程教育是在信息与通信技术不断发展的基础上产生的一种新的教育形式。本文对基于网络的现代远程教育技术进行了系统分析与归纳，分别从信息处理技术、信息传输技术及远程教学模式三个方面进行了阐述，可为工程技术人员快速开发远程教育系统提供参考。

参考文献：

[1]傅钢善，马红这.网络远程教育[M].北京：科学出版社，2007.

[2]王继新，张屹，郑旭东.远程教育原理与技术[M].北京：北京北京大学出版社，2013.