实验远程操控系统的设计与实现(2)
5 详细设计 9
5.1视频实现和页面设计 9
5.2用RTP/RTCP协议完成视频流的实时传输 12
1 引言（或绪论）
21世纪的当今社会是一个信息爆炸的社会，科学技术突飞猛进，尤其是在上个世纪中叶计算机发明之后，随着 Internet的迅速普及,远程控制是当前工业智能化应用领域研究的热点之一。同时网络视频传输系统以其实时性和直观性得到了越来越广泛的应用,如：远程实验室、远程监控和远程医疗系统等等。教学在这场变革中也随之发生了巨大的变化，教室中的投影仪渐渐的取代了黑板，作为教学之中重中之重的实验室也面临着重大变革。尤其在各大高校，随着生源的不断扩招，耗资巨大的实验室建设难以满足教学需求。于是，为了提高实验室利用率，有效合理的管理实验室，远程实验室应运而生。
远程实验是指用户通过局域网或Internet做实验。提供远程实验的环境称为远程实验室。远程实验室除了远程实验之外，还提供了实验相关的帮助信息，实验背景介绍和学术交流平台——网站等。
其中远程视频图像传输主要用于完成远程现场点的数据采集、处理、实时监控等功能。但网络视频信息的传输与传统的文本数据等非实时信息的传输不同,它们不仅传输大量的多媒体数据 ,而且对实时性的要求远高于可靠性。而传统的远程视频图像传输没有或无法解决实时大数据量处理、远程通信等问题,其应用受到很大的限制。当网络拥塞时,对于实时视频传输而言,数据不能按时到达将导致难以忍受的视频服务质量。为了支持网络实时视频传输服务,提供数据传输的实时标准,IETF ( Internet Engineering Task Force)的视频/音频传输工作组制订了RTP实时传输协议。基于Internet的远程视频监控系统是信息网络与控制网络结合的产物,它借助网络完成监视任务,将监控范围扩展到更广的空间,进一步推进了控制技术向网络化、分散化及开放化的发展。
1.1课题背景
随着计算机通信技术和多媒体处理技术的发展,远程观测、信息反馈和远距控制等交互式的网络教学已成为可能。基于Web的远程控制是计算机网络技术和远程控制技术发展的必然结果。它是解决资源浪费、进行资源共享的良好途径。
1.1.1远程实验室的定义
随着虚拟实验及网络技术的飞速发展,高校实验教学的数字化、智能化、远程化成为新的发展趋势并受到广泛重视。远程可操控式虚拟电子实验平台结合了虚拟仪器、网络技术及交互式多媒体三大先进技术,在实验与教学辅助管理系统的配合下,使虚拟实验及远程教学成为现实,实现了实验教学理念与方式的新变革。所构建的平台打破了时间空间对实验教学的限制,有效地克服了传统实验教学模式呆板、单一、实验设备陈旧落后等弱点,对学生的创新思文和创新能力的培养起到了良好的促进作用。
1.1.2因特网新的需求
在过去的20年里，随着网络和多媒体技术的飞速发展，人们已不仅仅满足于传统网络上的文件传输和浏览，开始向互联网提出更高的要求：在互联网上实现更直观、更丰富的多媒体信息的实时交互。随着互联网的普及和网络技术的快速发展,远程教育也进入了快速发展时期,但目前远程教育注重于理论知识的教学,缺少对学生动手实践能力的培养,实践环节在远程教育中显得非常薄弱。究其原因,接受远程教育的学生多是在职学习且分布在不同的地区,他们很难到传统的实验室内完成实验。
而远程实验室中最重要的就是客户端与实验室内真实动态的的互动与交流，因此远程实验室的实现必然要借助Internet的视频传输。随着基于流媒体传输的视频应用得到了迅速的发展。在Internet上传输视频的相关技术也成为Internet节研究和开发的热点。目前，许多实验性的高速宽带网络都把视频传输的技术和应用作为研究的重点课题。美国的Internet 2（I2）研究计划中成立了数字视频研究组（Digital Video Initiative）作为I2应用开发的重要部分。I2的应用开发组认为数字视频是带来最广泛的利益和最广泛的利用I2能力的应用，它可以覆盖从点播到远程的资源控制的应用。中国的3Tnet研究计划中也明确提出要开发高速网络中的流媒体相关技术，实现HDTV等视频应用。
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