视频流媒体服务解决方案之Liveweb视频汇聚平台

一，Liveweb视频汇聚平台简介:

    LiveWeb是深圳市好游科技有限公司开发的一套综合视频汇聚管理平台，可提供多协议（RTSP/RTMP/GB28181/海康Ehome/大华，海康SDK等）的视频设备接入，支持GB/T28181上下级联，RTSP\RTMP转GB/T28181，云台控制，视频对讲; 支持RTMP分发、HLS分发、HTTP-FLV分发、WS-FLV分发、FMP4分发、WebRTC分发; 云端录像、云端录像点播下载、设备录像点播下载; 
WEB后台管理、AI智能分析设备接入、二次开发接口、防盗链、播放地址加密、播放器集成等; 支持企业私有云部署，支持 Linux & Windows 环境;

二、方案目标：

Liveweb视频汇聚平台解决方案的建设目标是实现不同厂家、不同协议、不同型号的摄像机、设备及平台获取摄像机视频流后，以统一、标准的视频格式和传输协议，将视频流推送至云平台，完成海量安防视频资源轻量化接入、分发，实现设备和平台的互联互通，形成感、存、知、用一体化的综合性大平台，让用户随时随地“可视、可测、可控”。

2.1 实时直播

不拘泥、不受限于摄像机的品牌厂商及其配套平台，只要是网络监控摄像机IPC、硬盘录像机NVR、视频服务器支持标准的RTMP/RTSP/Onvif协议、国标GB/T28181协议、大华SDK、海康SDK、海康Ehome协议，都可以接入平台，在Liveweb中实现直播、录像、检索与回放、轮巡（轮播）、分发、存储等服务。

2.2 录像回放

支持两种录像回放方式：Liveweb服务端录像回放和设备端（网络摄像头/硬盘录像机）录像回放。首先，Liveweb自身支持对成功接入的摄像机实时视频进行7*24h录像，并且支持录像的检索与回放；其次，Liveweb也支持通过GB/T28181、Ehome协议从海康、大华、宇视等摄像头、网络硬盘录像机NVR按设备、通道、日期获取对应录像文件进行录像的检索与回放，无需安装各个安防厂商的视频播放插件。

Liveweb服务端录像回放分为两种存储方法：服务器本地存储与对象云存储

2.3 终端兼容

无论是PC浏览器还是手机APP、手机浏览器、微信客户端、小程序，都可以无缝接入，摒弃浏览器插件这种受限的用户接入方式，轻量、友好地进行全部直播、录像、检索、回放等功能的对接，一套系统，全终端兼容。

2.4 网络要求

根据不同的应用场景需求，可以使系统在内网、专网、VPN、广域网、互联网等各种环境下进行输出和分发，经分发出的视频流满足低延时的同时，也能满足多种设备、多种终端的同步输出需求。

2.5 低延时

低延时是音视频领域最常遇到的关键诉求，特别是在物联网应用需求下，如：智慧城市、医疗保健、工业物联网和自动驾驶领域需要毫秒级延时。在“云、边、端”架构中，借助边缘上云网关可减少复杂网络中各种路由转发和网络设备处理的延时，获取到更低延时（延时1s内）。

2.6 应用场景

互联网思维、架构和技术应用到现代化的监控平台，不仅能够做到安防监控特性的可靠与稳定，也能拥有互联网视频的交互体验。

传统局域网监控需要更加轻、更加简单的B/S无插件视频监控

在任何互联网环境中，哪怕监控现场是没有固定的公网IP的，用户都能够随时直播观看、检索录像、查看回放

2.7 远程运维

在硬件条件完备的情况下，可以做到不去现场（在公司、在家里、有电脑、有网络）就能够云端运维各个现场的软硬件运行，快速反应问题，灵活处理，应对各种问题。

2.8 平台兼容

通过平台级联、二次开发等方式实现平台间的无缝整合，除基本的视频监看、录像回看功能外，对于第三方设备接入以及联动触发的效果也要有不错的表现。如：报警、门禁及输入输出设备的事件联动，整合接入层的设备NVR、DVR、IPC、门禁、对讲、报警等等设备进行大平台联动。这中间抛弃了很多传输或转换设备，设备节点大大减少，设备故障概率也相应降低。

2.9 操作易用

无论是用在监所、平安城市、公安、金融等行业，视频监控功能可谓是重中之重。在面对实时监控、快速检索、录像回放、录像切片等同质化功能，在这种“你有我有”的时代，需要实现整个系统操作的易用性以及界面的人性化设置。操作的易用性在于简单几步操作就可以完成系统的部署、设备的对接及视频的分发。界面上的人性化如：视频上墙、电子地图、基本运维功能（前端设备状态）、对第三方系统的整合等等。

2.10 个性化设置

无论是设备的接入、视频融合方向平台除界面上的区别、功能特点也要避免同质化，如全景画面显示、业务管理界面集成到能力平台、用户/设备综合管理等。

三、Liveweb方案简介

3.1 方案架构

整套方案的架构中，涉及到设备端（摄像机IPC、硬盘录像机NVR、编码器、视频服务器等）、边缘端、云端。

在保证Liveweb和前端设备之间网络想通的基础条件向下，设备端通过GB/T28181协议、RTMP协议、Ehome协议可直接将前端设备/平台获取网络摄像头视频流注册到云端Liveweb，实现流媒体协议转换、转码和流媒体分发工作，实现“云、端”协同。同时支持设备端通过RTSP/Onvif、海康SDK通过边缘端的上云网关设备将前端设备/平台获取的网络摄像头视频流传输到云端Liveweb，实现流媒体协议转换、转码和流媒体分发工作，将终端算力上移、云端算力下沉，在边缘形成算力融合，形成“云、边、端”三体联动，最终输出RTSP、RTMP、HLS、HTTP-FLV、FMP4流。

Liveweb自身可以实现对实时视频流进行存储和管理。可以实现国标协议的平台级联，作为上级平台接收下级国标平台的主动注册，也可以作为下级平台向上级联，实现平台与平台之间的联动。同时Liveweb自身也会提供一套可供各种平台、开发语言进行二次开发的HTTP接口，可以更加方便地与客户的业务系统相结合，达到更加丰富的管理功能。

Liveweb的设计理念采用的是“云、边、端”系统一体化架构，我们在架构一套基于Liveweb视频平台的视频应用时，将整个架构设计为三层：设备端、边缘端、云端。

◎ 设备端：包括各种IP Camera、NVR、视频服务器、单兵设备、编码器设备，主要的规格需求就是RTSP/Onvif协议、GB/T28181协议、RTMP协议、海康SDK、Ehome协议支持；

◎ 边缘端：包括流媒体边缘网关、上云网关、视频网关等，主要功能是承上启下，实现直播上云（视频设备的探测、设备视频直播地址发现、设备协议接入、视频转码、音频转码、设备在线监测、定时快照、流媒体录像、录像管理、跨平台支撑、视频直播、视频分发、录像接口与回放、用户与认证管理、接口输出、设备穿透等功能）、管理上云（管理所有接入的上云设备，实现随时随地设备配置）、分析上云（打通现场与公网，从公网获取设备源进行分析）、运维上云（远程桌面、远程指令、远程调测）等功能；

◎ 云端：视频流分发（RTSP、RTSP、HLS、HTTP-FLV直播流）、视频能力融合（直播、录像检索、回看）、云计算、中心存储、大数据多维分析以及能力层接口输出，实现接口级调用、 平台级的互通互联，实现终端算力上移、云端算力下沉，在边缘形成算力融合，云-边-端三体协同的架构将会发挥重要的作用。

3.2 方案描述

Liveweb视频智能融合共享平台是一款负责提供安防视频接入的云服务产品，负责国标GB/T28181、海康SDK、ONVIF、RTSP协议、Ehome协议等多种标准的安防视频流的接入和转发，可实现安防视频流的快速采集、转流上云能力。支持网络摄像机（Axis，Bosch、海康威视、大华、宇视、华为等主流品牌）、GB/T28181设备/平台、Ehome协议等通过标准协议接入云资源。也可通过各类型上云网关，将RTSP协议、Onvif协议、海康SDK等内网设备/平台接入云资源。接入云端的安防视频可对接包括云转码、云直播、云存储和CDN加速分发等一系列视频服务，最大限度的拓展监控视频的应用能力。

通过Liveweb接入，将这些设备端的音/视频数据进行采集、转换、输出，进行全平台（PC、Android、iOS）、全终端直播（C/S、Web、App、H5、微信、小程序），并且Liveweb视频智能融合共享平台能够将视频源的直播数据对接到第三方CDN网络服务或者第三方流媒体服务，实现传统安防设备互联网级别的直播与分发。

3.3 技术特点

◎ 兼容性：多协议接入传统网络摄像机、NVR、编码器、单兵设备、视频服务器等，能兼容市面上几乎所有的网络摄像机等源设备，最大程度的提高整体方案的硬件设备的兼容性，有效的避免采用各个硬件厂家SDK定制的繁琐以及不通用问题；

◎ 丰富性：存储方面提供传统的本地硬盘存储，并可支持扩展存储。比如支持接入磁盘阵列、iSCSI设备（IPSan）、阿里云存储。同时支持调取前端设备/平台存储文件，进行录像文件的检索和点播回放，丰富存储方案的选择；

◎ 灵活性：存储方面也支持服务器本地磁盘的不间断录像，并可通过自己的应用场景进行定时录像、报警录像等，并可以制定一系列的录像策略，录像的检索与回放不仅支持传统的回放以及回放控制，并加入了时间轴控制等精确的回放控制，使得回放过程更加简单、灵活、精准；

◎ 可扩展性：多种平台对接方式，如平台级联、通过对外服务器获取状态、信息，控制等 HTTP API 接口进行二次开发等，无插件安装、浏览器限定等条条框框，实现了无插件、多平台自由查看，使系统开发更加简单化，更加友好；

◎ 开拓性：支持CDN推流，可以根据具体的现场需求，实时推流至流媒体服务器或者进行CDN转发。

◎ 实时性：实时流媒体处理，PS（TS）转ES，提供音视频转码能力。

四、主要功能模块

4.1 设备发现与接入模块

视频源设备多种多样，目前市场上有摄像机IP Camera、硬盘录像机NVR、视频编码器、视频服务器等各种视频源设备，而这些设备目前经过发展和市场改造，基本都已经支持标准的RTSP/Onvif、国标GB/T28181协议、RTMP协议，而要将这些设备接入到Liveweb中，就需要设备能够支持这一系列的行业标准协议。同时也支持非标准协议，如海康SDK、Ehome协议的接入。在通常情况下，视频智能分析的原始数据源就是这些设备所生产的，他们具有编码多样化、码率多样化、帧率多样化、编码质量多样化等特点，这些视频参数会给视频源设备的接入带来各种各样的兼容性问题。同样，在不同的应用领域，对于视频接入的要求也各不一样，例如机场、火车站、交通等人流量密集区域视频设备，就需要超高分辨率、超大码率、超大数据量的实时视频源，用于实时的人流量统计、人脸识别和车辆（车牌）分析。

通过接入安防视频监控图像，并存储至云端视频服务器，满足视频的实时推送和调看需求。

4.2 实时直播模块

根据不同客户端平台进行全平台直播，Liveweb可以分发出RTMP、RTSP、HLS、HTTP-FLV流，能够完美覆盖目前市面上所有需求平台，同时，Liveweb在直播时，提供了多种配套功能进行辅助：

◎直播鉴权功能

Liveweb拥有唯一的用户/密码（类比appkey/secretkey）管理，应用层调用Liveweb的登录接口，获取到本次Liveweb视频汇聚平台操作的Token，后续只要在操作的接口中携带Token，就可以调用Liveweb的各种能力输出了。同时增加设备、用户、权限等各种关系管理，即可作为能力平台也可用作应用系统，自行灵活开发、使用Liveweb管理服务来满足用户需求。

◎按需直播功能

客户端通过Liveweb观看的时候，Liveweb才会向前端设备拉取直播音视频数据进行直播分发，没人看的时候，就会自动停止从设备拉流以节省网络资源。

◎定时轮巡（轮播）

在视频调阅的画面分屏中，用户可以自定义设置需要播放的通道和设置轮巡时长，实现定时轮播视频，自动观看多路通道的视频，画面支持1、4、9、16四种。

4.3 摄像机控制模块

◎支持对摄像机进行PTZ控制；

◎支持对摄像机进行焦距缩放控制；

4.4 录像与管理模块

◎支持Liveweb本地磁盘录像、检索、回放；

◎Liveweb自身提供录像功能，可以进行对应通道的录像开启和关闭，并且可以对录像文件进行检索和回放；

◎支持主流厂商的对象存储，支持直接在对象存储中进行录像；

◎支持获取海康、大华等前端设备/平台录像文件，进行录像回看；

◎支持输出对应的HTTP接口，方便录像检索、点播、回放功能的调用。

4.5 设备快照与状态维护模块

◎定时检测通道设备的在线状态；

◎定时对通道摄像机进行抓图；

◎通过接口触发，可以抓取到实时的视频快照信息，刷新快照。

4.6 H.265编码接入模块

◎支持设备/平台H.264接入；

◎支持设备/平台H.265接入；

◎实现同样画质和码率下，有效降低带宽消耗和存储成本。

4.7 语音对讲模块

◎支持平台和设备之间进行直接喊话；

◎支持GB/T28181协议、海康SDK、Ehome协议等对接的语音对讲；

◎支持音频降噪回声处理。

4.8 第三方平台对接模块

◎CDN接入：支持将直播流推送至指定的CDN，丰富了直播选项，更大程度上开放了用户的使用方式；

◎云平台对接：通过国标平台级联，实现不同平台间的互通互联，对不同平台的视频流进行调阅。

4.9 远程运维模块

◎设备管理：设备集中管理，不去现场即可云端运维各个现场的硬件运行，快速灵活处理现场设备问题；

◎桌面运维：在家、在外均可远程现场桌面，进行服务调测、远程指令发布。

4.10 电子地图与轨迹跟踪

◎支持点击电子地图中的设备图标，就能观看当前设备的实时视频；

◎支持绘制设备的历史行驶轨迹、历史轨迹回放等功能；

◎可应用在移动执法、车载监控等场景中。

五、使用方式

5.1 云-边-端协同一体化，提供高可用、高扩展视频平台

通过边缘侧的计算、网络、存储、安全等能力全面的弹性平台，与中心云和设备端形成“云-边-端三体协同”的端到云的技术架构，通过将网络转发、存储、计算，智能化数据分析等工作放在边缘处理，降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本，并提供全网调度、算力分发等云服务。该服务既可作为能力平台使用也可以作为业务平台使用，还提供方便集成的URL地址，直接跳转直播页面，同时支持通过接口获取流地址来进行集成播放，方便集成二次开发。

5.2 自成视频平台，支持摄像机直播、录像、点播、回放、对讲

Liveweb自身拥有丰富的功能，集直播、录像、点播、回放、语音对讲、远程运维于一体，加上自身拥有简洁、大方的前端界面，完全可以作为一个独立的视频直播平台部署使用。

六、Liveweb + 解决方案

当5G万物智联时代到来，城市中蕴含着巨大的“云、边、端一体化协同”的场景，大量扎根于城市的服务比如智慧交通、智慧园区、智慧零售、智能家居等等。而“云-边-端协同”，可以把中心云、边缘计算以及设备进行连接和计算力的协同，发挥云中心规模化、边缘计算本地化与低成本、终端感知等各方面的优势，为客户提供最合适、最经济的“上车点”，也就是计算发生的位置。

基于Liveweb的三层架构，不同的架构间的配合，可以形成不同类型的解决方案，满足各种不同应用场景的实际需求。

6.1 “云-端”解决方案

设备现场支持4G/5G网络传输，设备/平台支持GB/T28181协议、RTMP协议、Ehome协议，需要实现设备在公网的统一接入、分发，公网手机、微信、小程序等直播，这种情况下可以将任意现场的设备/平台注册/推送到公网云服务进行转码、分发，输出适合互联网访问的直播流进行直播。

本方案适合设备无固定IP、设备现场众多、需要统一接入、管理与分发。该方案无需经过上云网关，支持按需直播，对上行流量消耗的影响较小，支持H.265播放，支持调取前端设备/平台录像会看，支持公网24小时完整录像需求。

方案优势：

◎多屏播放：支持Flash、HTML5播放，兼容Windows、Android、iOS、Mac等操作系统；

◎操作便捷：仅需要在设备端简单配置即可实现设备/平台的接入，部署灵活，操作简单；

◎云架构支持：支持阿里云、腾讯云、华为云、青云、七牛云存储等各大云服务商，云架构运维更简单；

◎二次开发简单：提供编程语言无关化的API接口，只要了解JS、HTML、JAVA、PHP、ASP等开发语言中的任意一种，就能运用Liveweb提供 的API进行二次开发；

◎简单易用：图形化操作，设备管理、用户管理、权限管理模块清晰，流程简单，极易上手。

6.2 “云-边-端”解决方案

该方案主要针对设备现场置于私有内网，所在内网无公网固定IP或有公网IP但是端口资源少、端口映射困难，无法在互联网上被其他用户和设备访问到；且内网设备现场众多，多台设备需要统一组织到云端，实现云端的集中访问和控制。

本方案就需要借助边缘侧上云网关设备，如通过RTSP/Onvif协议将设备接入到视频网关，进行内网设备的统一接入。NVR再作为下级平台通过GB/T28181平台级联，与云端的Liveweb对接。该方案主要针对有语音对讲需求、对视频时延更敏感、希望获取更优质视频观看体验的项目场景，如：智慧城市、医疗保健、工业物联网和车联网应用场景，借助边缘侧上云网关减少复杂网络中各种路由转发和网络设备处理的时延，获取到更低延时与观看体验。

方案优势：

◎低延时：延时控制在1-2秒，高可靠和高安全，适用于计算实时性、短周期场景；

◎语音对讲：支持设备与平台间的实时语音喊话、支持实时调度指挥；

◎远程运维：直接远程控制现场设备、电脑桌面向终端设备传输文件、发送自定义操作指令、远程调测设备，随时随地自由访问和管理设备；

◎稳定运行：现场设备多具有固定IP，视频流传输更稳定，长时间播放质量更高。

6.3 “云-边”解决方案

该方案主要针对边缘侧已有上云网关设备/平台，如硬盘录像机、视频服务器等，但是设备现场置于私有内网，无公网固定IP，无法在互联网端进行视频直播、录像检索、回看。

该环境下设备端已接入到硬盘录像机、视频服务器上，进行统一集中的管控。只需要进行平台间的互通互联，边缘侧的硬盘录像机、视频服务器可以通过GB/T28181、Ehome、RTMP协议与云端具备完整的视频流媒体服务能力和运维管理服务能力的Liveweb视频云服务进行平台间的级联、注册与连接，最终实现边缘侧终端边缘节点构建的分布式传输来解决数据传输稳定性、跨运营商的传输速度瓶颈等问题，为云端服务提供透明的传输加速体验。

适用于互联网化的安防、智慧园区、透明厨房等多个行业应用。客户端通过Liveweb视频云服务上的边缘侧的设备/平台列表以及每个网络摄像头的在线状态和快照，获取对应摄像头的视频流数据远程运维，同时实现按需直播，降低网络宽带及服务器压力。

该方案规避了复杂的设备现场，通过平台与平台之间的连接确保视频源的全覆盖，打造基于体验的分布式分发平台。云端通过开放的API，融合视频直播、边缘智能、物联网等各生态技术能力，实现不同业务场景的定制化需求。

方案优势：

◎24小时稳定播放：云边协同，数据在边缘侧进行有效收敛、关键数据再回传到中心云服务。按需直播，有播放需求的时候才会通知边缘侧将对应网络摄像头视频流推出来，停止播放时会自动通知其停止推流。

◎降低运营成本：在云边协同档案中，计算下沉到边缘的模式相比直接上云可以很好的节省回源带宽。在某些典型场景中，网络带宽成本占的比例是占到57%，这是非常大的成本，经过边缘侧的数据收敛之后，带宽可以做到原来的5%，对总成本节省可以到54%。

◎灵活解决方案：基于Liveweb的云边解决方案致力于打造基于场景的城市计算能力，围绕城市场景打造边缘基础设施和灵活易用的上层应用系统。