基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于定制Iight-Udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種客戶端采用直接通信的方式進(jìn)行音視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕诙ㄖ?1 ght-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)健康醫(yī)療是一個(gè)以醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)為核心，信息高度移動(dòng)和高度共享的健康醫(yī)療信息化生態(tài)系統(tǒng)?；谠频奈锫?lián)網(wǎng)健康醫(yī)療整體方案，通常采用四層架構(gòu)技術(shù)體系，來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療的實(shí)際運(yùn)行，分別是感知層、傳輸層、云平臺(tái)及云應(yīng)用層，這四層的交互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療從感知到云服務(wù)及云應(yīng)用的功能。
[0003]在該系統(tǒng)的使用過(guò)程中，由于當(dāng)事人在使用醫(yī)療傳感器采集醫(yī)療數(shù)據(jù)時(shí)可能需要與醫(yī)生溝通交流，并且醫(yī)生可能做出實(shí)時(shí)診斷，因此語(yǔ)音及視頻通信功能就變得十分必要。通過(guò)與醫(yī)生的溝通交流，當(dāng)事人可以在醫(yī)生的指導(dǎo)下有針對(duì)性地測(cè)量某幾項(xiàng)體征數(shù)據(jù)，以獲得更好的使用效果。
[0004]由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性，視頻通信功能的實(shí)現(xiàn)往往需借助專用視頻服務(wù)器進(jìn)行視頻流轉(zhuǎn)發(fā)。通信雙方登錄到視頻服務(wù)器進(jìn)行用戶鑒權(quán)后，服務(wù)器會(huì)記錄雙方的公網(wǎng)IP以及端口號(hào)，并建立服務(wù)關(guān)系表；當(dāng)一方通過(guò)攝像頭采集的視頻流發(fā)送到視頻服務(wù)器后，月艮務(wù)器可查表并將該視頻流轉(zhuǎn)發(fā)至另一方。
[0005]基于視頻服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)視頻流的視頻通信方案具有實(shí)現(xiàn)方便、系統(tǒng)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)視頻服務(wù)器的要求較高，尤其在高并發(fā)的情況下，將導(dǎo)致服務(wù)器資源的快速消耗；且由于視頻流需要中轉(zhuǎn)，通信雙方實(shí)時(shí)性無(wú)法得到保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法。
[0007]本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法，物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)由web服務(wù)器以及與web服務(wù)器通過(guò)路由器通信的多個(gè)用戶端組成，每個(gè)用戶端均連接有對(duì)用戶進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集的攝像頭；其特征在于，所述視頻通信方法通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):a).用戶認(rèn)證，每個(gè)用戶通過(guò)向web服務(wù)器注冊(cè)獲取具有自身唯一標(biāo)識(shí)的用戶ID，web服務(wù)器根據(jù)用戶端注冊(cè)信息，形成已認(rèn)證用戶端的用戶列表，用戶列表中的每條記錄記載有用戶端的公網(wǎng)IP、light-upd端口號(hào)和用戶ID，并且每條記錄以ID為唯一標(biāo)識(shí)；b).light-udp通道的建立，用戶端通過(guò)請(qǐng)求web服務(wù)器的用戶列表來(lái)選擇視頻通信的對(duì)象，通信對(duì)象選定后向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求通信指令，并同時(shí)發(fā)送light-udp數(shù)據(jù)包；web服務(wù)器接收到發(fā)起方用戶端的請(qǐng)求通信指令后，提取接收方用戶端的ID并向其發(fā)送請(qǐng)求通信指令；接收方收到指令后，提取通信發(fā)起方的公網(wǎng)IP及l(fā)ight-udp端口號(hào)，向發(fā)起方返回light-udp數(shù)據(jù)包；至此完成light-udp通道的建立；c).數(shù)據(jù)傳輸，在發(fā)起方和接收方建立起light-udp通道后，雙方通過(guò)路由器經(jīng)Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻流的傳送，無(wú)需經(jīng)過(guò)web服務(wù)器和視頻服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，降低了視頻通信雙方的音視頻延遲，保證了視頻通信的實(shí)時(shí)性；d).數(shù)據(jù)校驗(yàn)，發(fā)起方用戶端與接收方用戶端之間發(fā)送的light-udp數(shù)據(jù)包依次由源端口字節(jié)、目的端口字節(jié)、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、校驗(yàn)和以及數(shù)據(jù)域組成，雙方對(duì)接收到的light-udp數(shù)據(jù)包只進(jìn)行數(shù)據(jù)域中前8個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)，以避免接收的數(shù)據(jù)包因少量字節(jié)錯(cuò)誤而造成整個(gè)數(shù)據(jù)包被丟棄現(xiàn)象的發(fā)生，降低了視頻通信時(shí)跳幀現(xiàn)象，保證了視頻通信的時(shí)效性；e).視頻播放，發(fā)起方用戶端與接收方用戶端分別對(duì)接收到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行播放，由于雙方采用light-udp協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)需web服務(wù)器和視頻服務(wù)器的參與，且只對(duì)數(shù)據(jù)域中的前8個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)，保證了視頻通信的時(shí)效性，降低了視頻通信時(shí)的跳幀現(xiàn)象，更加適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的健康醫(yī)療領(lǐng)域。
[0008]本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法，步驟b)中所述的light-udp通道的建立通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):b_l).生成隨機(jī)數(shù)K，web服務(wù)器利用隨機(jī)函數(shù)，生成作為通信密鑰的隨機(jī)數(shù)K，利用自身私鑰對(duì)K做簽名，形成q，利用用戶端公鑰對(duì)K進(jìn)行加密，形成m，并將q、m形成的信息發(fā)送至用戶端；b_2).用戶端利用web服務(wù)器公鑰驗(yàn)證接收到的信息是否為web服務(wù)器的簽名，如果不是，則要求重新發(fā)送；如果是，則執(zhí)行步驟b-3) ;b_3).用戶端解密獲得K，即用戶端利用自身私鑰解密出隨機(jī)數(shù)K，用其作為對(duì)稱密碼體制的通信密鑰；b_4).用戶端向服務(wù)器請(qǐng)求用戶列表，以選擇建立light-udp通道的對(duì)象；b-5).服務(wù)器端接收到用戶端的用戶列表請(qǐng)求，返回用戶列表；b-6).用戶端此時(shí)作為視頻請(qǐng)求的發(fā)起方選擇視頻通信對(duì)象，將對(duì)方的身份標(biāo)識(shí)ID與自身的身份標(biāo)識(shí)ID加密后連同視頻請(qǐng)求發(fā)送到WEB服務(wù)器，并根據(jù)對(duì)方的公網(wǎng)IP及l(fā)ight-udp端口號(hào)向?qū)Ψ桨l(fā)送light-udp數(shù)據(jù)包；b-7).服務(wù)器接收到視頻請(qǐng)求發(fā)起方的請(qǐng)求后，解密出接收方的身份標(biāo)識(shí)ID，查找接收方的公網(wǎng)IP及l(fā)ight-udp端口號(hào)，對(duì)發(fā)起方的身份標(biāo)識(shí)ID加密后連同視頻請(qǐng)求返回接收方；b-8).接收方解密出發(fā)起方的身份標(biāo)識(shí)ID，查找用戶列表得出發(fā)起方的公網(wǎng)IP及l(fā)ight-udp端口號(hào)，向發(fā)起方發(fā)送light-udp數(shù)據(jù)包，開(kāi)始發(fā)送視頻流；b-9).發(fā)起方接收到接收方的light-udp數(shù)據(jù)包，證明light-udp通道已經(jīng)建立，開(kāi)始發(fā)送視頻流。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法，發(fā)起方和接收方用戶端通過(guò)web服務(wù)器查找對(duì)方的網(wǎng)絡(luò)ID、公網(wǎng)IP和light-upd端口號(hào)建立light-udp通道，在醫(yī)療視頻數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程中，通過(guò)路由和Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的收發(fā)，無(wú)需web服務(wù)器和視頻服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，保證了視頻傳輸?shù)臅r(shí)效性，避免了以往視頻高并發(fā)的情況下因服務(wù)器快速被消耗而導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)時(shí)效性差的情形發(fā)生，滿足了醫(yī)療視頻對(duì)時(shí)效性的要求。同時(shí)，發(fā)起方和接收方用戶端對(duì)接收的視頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，只對(duì)數(shù)據(jù)域中的前8個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)，與以往的數(shù)據(jù)域中全部字節(jié)校驗(yàn)相比較，避免了因少量字節(jié)錯(cuò)誤而造成整個(gè)數(shù)據(jù)包被丟棄現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)的時(shí)效性。
[0010]本發(fā)明的健康醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)人體生理信號(hào)采集、傳輸、處理、保存的同時(shí)，基于light-udp協(xié)議實(shí)現(xiàn)了用戶端的視頻通信功能，便于當(dāng)事人與醫(yī)生的溝通交流，有效提高了診斷的實(shí)時(shí)性和有效性。本發(fā)明的健康醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的視頻通信方法，實(shí)現(xiàn)了用戶端不借助視頻服務(wù)器而直接進(jìn)行視頻通信的通信方法，有效避免了傳統(tǒng)視頻通信方式給服務(wù)器帶來(lái)的巨大負(fù)擔(dān)，尤其在高并發(fā)環(huán)境下，顯著降低了服務(wù)器負(fù)載；同時(shí)，由于視頻流直接發(fā)送到對(duì)方而不經(jīng)過(guò)服務(wù)器中轉(zhuǎn)，降低了視頻通信雙方的音視頻延遲，使通信的實(shí)時(shí)性得到了保障。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的原理圖；
圖2為本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，給出了本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的原理圖，light-udp的含義為輕量級(jí)udp協(xié)議，udp為用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中它與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包，是一種無(wú)連接的協(xié)議。所示的多個(gè)用戶端通過(guò)路由器與web服務(wù)器通信連接，每個(gè)用戶端均連接有攝像頭和相應(yīng)的音頻采集設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)用戶端現(xiàn)場(chǎng)的音視頻數(shù)據(jù)的采集。
[0014]發(fā)起方用戶端通過(guò)web服務(wù)器建立與接收方用戶端的light-upd通道連接，以便將采集的用戶端現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和人體生理參數(shù)通過(guò)light-upd通道進(jìn)行傳輸，而無(wú)需web服務(wù)器和視頻服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，解決了視頻高并發(fā)時(shí)服務(wù)器被快速消耗而導(dǎo)致視頻實(shí)時(shí)性不能保證的問(wèn)題，確保了醫(yī)療視頻的實(shí)時(shí)性。
[0015]如圖2所示，給出了本發(fā)明的基于定制light-udp協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的視頻通信方法的流程圖，其通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):
a).用戶認(rèn)證，每個(gè)用戶通過(guò)向web服務(wù)器注冊(cè)獲取具有自身唯一標(biāo)識(shí)的用戶ID，web服務(wù)器根據(jù)用戶端注冊(cè)信息，形成已認(rèn)證用戶端的用戶列表，用戶列表中的每條記錄記載有用戶端的公網(wǎng)IP、light-upd端口號(hào)和用戶ID，并且每條記錄以ID為唯一標(biāo)識(shí)；
b).light-udp通道的建立，用戶端通過(guò)請(qǐng)求web服務(wù)器的用戶列表來(lái)選擇視頻通信的對(duì)象，通信對(duì)象選定后向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求通信指令，并同時(shí)發(fā)送light-udp數(shù)據(jù)包；
web服務(wù)器接收到發(fā)起方用戶端的請(qǐng)求通信指令后，提取接收方用戶端的ID并向其發(fā)送請(qǐng)求通信指令；