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多媒体通信平台的设计与实现

作者 :文/邓桂华更新时间:2012-11-7

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 一、多媒体信息流与指令控制流协同协议(MCCP)的设计
 多媒体信息流与控制信息流协同控制协议(Mutilmedia Data-stream and Instruction-stream Cooperative Control Protocol MCCP ),是本系统设计的一个应用于多媒体教学中协同控制的协议。MCCP定义了一个封装多媒体数据流与控制信息流的数据格式。通过这个协议,可以实现服务器与客户机的交互控制。
1、多媒体电子教室的数据传输流分析
 教师机和学生机之间存在两种类型的通信,一是指令信息(如教师的操作指导信息和通信指令等),二是多媒体数据(如当前实时屏幕显示)。前者的数据量较小,而后者的数据量则较大。
2、协同控制协议(MCCP)设计思想
 本系统中,教师机需要远程控制学生机,这种远程控制要求教师机操纵学生机就象操作本机一样。为了实现这种控制,一方面,教师机需要看见学生机的屏幕,即系统要把学生机的屏幕传输到教师机上:另一方面,系统需要一个协议,利用这个协议,教师机的本地任意鼠标、键盘操作指令等信息能够无延迟的传输到受控制的远程学生机上并得到解释执行,从而实现教师机对学生机的控制。对于屏幕传输,可以采用两种方法:一是纯软件技术实现方法:二是软、硬件技术结合实现方法。本文采用第二种实现方法,提出了一个将指令数据流和多媒体数据流分开传送、统一控制的通讯模型,针对这一通信模型的设计思想,本系统提出了一个协同控制协议(MCCP ),其基本设计思想就是通过一该协议封装系统协同控制中用到的控制数据流(也称指令数据流),然后在被控制方进行解释、执行。
二、通信系统的设计与实现
 通信控制核心层的主要任务是利用局域网传输协议和专用显存信息传输硬件为上层应用提供多媒体通信服务功能。当上层应用(如教师机要查看学生机当前屏幕)需要通信时,首先要建立通信双方的通信连接,然后进行数据传输,最后关闭连接。因此,通信核心层的主要任务就是为上层应用提供建立连接、连接保持和多媒体数据传输及断开连接三大功能。
 (1)通信实体
TCP/IP网络通信中进程采用端口的概念来标识,因此系统中通信实体(指一个教师机服务器程序创建的Socket对象或一个学生机客户程序创建的Socket对象)在通信之前必须建立相应的端口号,本文设定通信实体的端口号均为6666(由于每台计算机上仅允许一个客户程序或一个服务器程序运行,故不会造成冲突)。一条通信连接可以表示为一个形如(协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号)的五元组。一个完整的 Socket连接可以用象这样的一个五元组来描述。本设计从Microsoft Visual C++基本类库(MFC)提供的CSocket类派生出一个新类CConnectSocket类,并对其进行扩充,加入姓名、学号、性别、网络标识(TP地址)、网络连接状态标识等属性,重载OnReceive函数,使该类含有教师机与学生机进行通信的所有必要信息、,系统中所有通一讯实体都是该类的一个实例。
 (2)连接的建立
 学生机与教师机建立连接的步骤如下:
学生机向教师机发出登录连接服务器请求:
m}ConnectSocket->Connect
1pAddressnPort.
其中m_pConnectSocket是学生机创建的一个CConnectSocket类的套接字对象,1pAddress是教师机服务器的IP地址,nPort是约定的通信端口号。
教师机每监听到该端口的一个连接请求后,就新建一个相同的学生套接字对象,即CConnectSocket类的对象,来建立与该学生机的连接。
由于一个教室有多个学生机存在,因此需要一个组织形式,以便对多个学生套接字对象进行管理保存,以保持每一个连接,为此本系统定义一个指针链表对象m_ socketList,当教师机每建立了一个新的学生套接字对象时,就将其添加到m_ socketList链表中,这样系统便保存了所有登录学生机与教师机服务器的连接。
如果学生机连接成功,就立即发送该学生套接字对象的属性的具体值。
教师机接收后将赋值给m_ socketList中对应的学生套接字对象。这样在以后的通信传输控制过程中,教师机根据每台学生机对象的某个关键属性(它的值是唯一的)的值,就可以在连接链表中匹配出要求的学生套接字对象,从而完成与指定学生机的通信。
3)数据传输控制
由上面的讲述可以知道,数据的传输包括指令流和多媒体数据两种。在多媒体网络教学过程中,教师机需要向所有的学生机或指定的学生机发送各种指令控制,以完成各种复杂的教学活动。总的说来通信控制核心层需要处理以下两种情况:
第一,一般指令流传输。系统中有些教学活动(如提交作业)只需传输单纯的指令命令来进行控制,这时情况就比较简单,通信核心层只需要根据上层应用的要求利用下层局域网传输协议进行指令的传输。为了支持此类信息传送,本文首先定义了一个指令类Cinstruction类,对系统所有的指令项进行封装,然后在派生的CConnnectSocket类中实现了三个基本功能。
发送指令操作:void SendInstruction CInstruction* pInstr);
接受指令操作:void ReceiveInstruction CInstruction* plnstr);
重载函数:virtual void OnReceiveint nErrorCode);
由于系统中的指今项数量众多,本系统采用CSocket类的串行化技术,与归档对象CArchive类和套接字文件对象CSocketFile类一起来管理指令数据的发送和接收。
第二,多媒体数据传输。当教学活动涉及到多媒体数据的传输与接受时,例如查看学生的屏幕、教师给学生演示自己的操作或教师指导学生的操作等教学活动,都需要实时的传送与接收屏幕。本系统多媒体数据的传输是通过多媒体硬件卡在通信核心层的协调控制下传输
的。多媒体信息传送的具体工作流程如下:
初始化硬件卡,void InitCard();//初始…… 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com


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