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大型设备交互式网络控制系统的设计与实现

赵莉

   远程网络控制是一个应用十分广泛的领域,当今发达的网络使得这一领域的面貌发生了根本的变化。远程网络控制技术是为了使人们可以在远离设备的地方及时了解设备的运行状态并对其运行状态进行控制而产生的一种网络控制技术。 在网络已经普及的今天,使用远程控制技术可以提高企业的劳动生产率,加强企业的竞争力。目前远程网络控制技术已经广泛的应用于远程医疗、生产等方面,本论文主要是把这一新兴技术运用于传统的实验室教学管理中,实现对实验室大型设备的远程网络控制。 在远程网络控制系统中,系统的管理数据、被控对象实时状态信息以及现场实时信息等都要通过网络来传输,因此,系统基于网络的数据传输机制,尤其是实时数据传输机制将左右远程控制系统的控制特性。 本文重点研究了基于因特网远程控制的数据实时传输问题,根据系统需要传输的各类数据的不同特点,具体给出了采用不同协议的解决方案,设计了一种基于RTP的MPEG4视频流网络传输系统,并对传输过程中可能出现的数据包丢失和网络诱导时延问题进行了探讨,完成了客户端和服务器端的控制界面的编程设计。论文首先介绍了远程控制系统的发展和应用,指出了其研究的科学意义和应用前景,深入研究了远程网络控制系统的国内外研究现状。 第二,给出了本系统的总体设计,包括系统的硬件组成,网络实时视频传输系统的设计及服务器端和客户端的设计。并介绍了实现该系统要用到的关键技术,包括视频编解码标准,流媒体技术,DirectShow技术和Winsock技术。 第三,重点分析研究了基于因特网远程控制的数据传输问题。在分析了TCP协议的可靠性和UDP协议的高效性及低时延性的基础上,指出了这两种协议在实时数据传输和远程控制中的不足,确定了远程控制系统的实时传输协议;针对系统需要传输大量各类数据的问题,首先对数据进行了分析归类,根据各类数据的不同特点,具体给出了采用不同传输协议的解决方案。接着设计了基于RTP/UDP的实时数据传输协议,提出了协议的设计原则,详细设计与实现了远程控制中RTP及RTCP协议的报文,完成了协议的软件实现,并编程实现了实时数据的发送和接收。 第四,论文通过对MPEG4和其他压缩协议的比较,决定采用XviD MPEG4 Codec对视频数据进行压缩。XviD MPEG4 Codec是应用MPEG4技术的数字视频编解码器。在客户端则采用DivX Decoder对视频数据进行解压缩。接着采用了DirectX中的DirectShow技术实现了视频数据的获取和回放。并且运用Winsock实现了客户端和服务器端的网络连接。 最后,提出了采用客户/服务器模式来完成系统的客户端和服务器端编程的实现。并确定该客户/服务器模式采用监听/连接方式来实现。接着详细给出了客户端和服务器端的软件设计。……   
[关键词]:远程控制;实时传输;MPEG4;RTP;数据压缩;数据包;DirectShow;流媒体
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2007年
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