一种通过WiFi实现实时传输音视频的方法及系统

一种通过WiFi实现实时传输音视频的方法及系统

作者：林勇

来源：《信息记录材料》2019年第02期

【摘要】针对传统音视频系统布线成本高、耗时长的缺点，本文基于目前使用广泛的WiFi技术，搭建了一套音视频数据传输系统，通过WPS协议和自定义协议，能够一键配对，快速建立通信链路，实现了对音视频的实时传输，大大简化了用户配置过程，有效降低了传统有线传输时的布线成本，极大的扩展了使用场景。

【关键词】WiFi；实时传输；音视频

【中图分类号】TP274 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2019）02-0046-02

1 背景

多媒体时代，用户对音视频的展现技术以及便捷性有了更高的需求，在现有技术中，音视频分屏技术通常是通过HDMI、VGA或DVI等方式分屏到多台显示终端，这种有线分屏输出技术，对设备接口有一定的要求，用户的输出显示设备不一定有对应的接口，且在使用过程中，需要将输入输出设备通过数据线连接，如果显示设备距离较远，还会增加布线的成本，因此，我们需要一种方法可以摆脱数据线和接口的束缚，基于无线传输的技术完成音视频传输。

2 通过WiFi实现实时传输音视频的优点

本文提供一种通过WiFi实现实时传输音视频的方法，实现点对点数据传输的同时按自定义协议协商信息进行数据处理，大大降低网络带宽的负载，提高传输效率。

该方法具有如下优点：（1）基于无线WiFi完成的音视频数据传输，通过一键配对连接，减少各种数据线拔插等操作，变相降低了传统分屏显示的时间成本和经济成本；（2）设备自动协商能力，以最佳采集参数、传输参数以及编解码方式处理数据，大大提高音视频数据传输处理效率；（3）通过自定义协议的协商，完成设备点对点的配对连接，采用单播方式进行音视频数据的传输，且数据经过编码压缩等，降低网络带宽的负载；（4）音视频数据采集、传输、处理与配对协商相互独立，可灵活扩展多种使用场景，大大提升用户体验。

3 通过WiFi实现实时传输音视频的具体实施步骤

如图1所示，一种通过WiFi实现实时传输音视频的方法，包括如下步骤：

通过将两设备通过遥控或实体按键触发完成WPS连接，实现一键配对，其中，一个设备作为带WiFi热点的AP端，另一设备作为STA端，完成无线传输通道的建立，在建立无线传输通道后，通过配对、注册形成点对点的数据连接，具体的，启动配对，STA端发送探测信号，AP端监听探测信号，并根据探测信号与对应的STA端进行配对，探测信号包括STA端设备的IP地址和MAC地址，AP端根据监听到的探测信号单播探测响应给对应的STA端，STA端在收到探测响应后发送注册请求给AP端，AP端监听注册请求，在当前允许注册的情况下，就回复注册响应，完成注册，从而实现AP端与STA端点对点的单播传输方式，节省有线连接的插拔操作的时间；为了进一步优化音视频数据的采集、传输和处理操作，预先对STA 端和AP端进行能力协商，具体的，通过STA端发送能力支持（例如STA端设备能够支持的视频的最大采样率、最大分辨率、最大帧率等以及音频的最大采样率、最大通道数、最佳编码方式等）给AP端，AP端接收到能力支持后，结合自身设备能力，协商出一个最佳能力值，回复最佳能力值给STA端，双方按照最佳能力值进行能力设置，从而提高音视频数据传输效率，且在音视频数据传送期间，进行实时探测，若发现断线情况，则自动重新完成配对连接，以保证正常的数据传输。

在STA端和AP端的数据交互过程中，根据双方协商好的最佳能力值进行数据处理，具体的，由数据发送方按协商好的能力值对音视频数据进行采集，并将采集到的数据按自定义的协议进行编码、压缩、打包和发送，数据接收方接收到数据包后，按预先定义的协议进行拼包、解码、显示和播放处理，数据发送方和数据接收方之一为STA端，另一为AP端，即数据发送方为STA端时，数据接收方为AP端，数据发送方为AP端时，数据接收方为STA端。本系统的能力协商与音视频的采集、传输、处理相互独立开，可灵活扩展多种使用场景，例如可根据需要随时切换所要获取的视频源等，大大提升用户体验。

4 结语

本文提供一种通过WiFi实现实时传输音视频的方法，包括：建立AP端与STA端的无线传输通道；启动配对，STA端发送探测信号，AP端监听探测信号，AP端与对应的STA端进行配对；AP端根据监听到的探测信号单播探测响应，STA端在收到探測响应后启动注册流程，由STA端发送注册请求，AP端监听注册请求并回复注册响应完成注册；通过STA端发送能力支持，AP端接收到能力支持后，根据自身能力，协商出最佳能力值，双方按最佳能力值进行设置；按设置好的能力进行音视频数据的采集、发送、接收和处理操作。本文还提供一种通过WiFi实现实时传输音视频的系统，实现点对点数据传输，按自定义协议协商信息进行数据处理，大大降低网络带宽的负载，提高传输效率。

【参考文献】

[1]高健.基于WiFi的应急通信网络组建及音视频传输的实现[D].大连理工大学， 2011.

[2]徐博.基于WiFi的音视频传输系统设计[D].吉林大学，2015.

[3]王迪.WiFi条件下视频信号实时传输的研究[D].南开大学，2015.

作者简介：林勇（1983.12-），男，汉族，福建福州人，本科，中级工程师，研究方向：嵌入式系统。