森林防火指挥系统的设计与实现

发布时间：2020-08-24 16:22

【摘要】：森林火灾具有危害性大、发展迅速、难以预测等特点,目前已被联合国粮食及农业组织界定为全球第八大自然灾害,如何及时有效地应对森林火灾已成为人们亟待研究的课题。当前,随着森林防火监管体系中前端监控系统的智能化程度不断提高,研建一套用于响应前端监控系统报警、管理数据以及辅助林火扑救的服务端程序就显得十分重要。本课题的研究基于对上述问题的思考,同时结合小范围森林防火监管体系中服务端系统的实际业务需求,设计并实现了森林防火指挥系统,该系统在林火早期预警、资源整合、应急指挥与扑救等方面实现了智能化管控。本系统应用Spring Boot等主流后端开发框架,编程语言为Java,业务数据持久化在MySQL数据库中,同时选用基于RTMP传输协议的Red5流媒体服务器接收并对外发布前端监控设备的实时视频流。论文主要完成的工作如下:(1)论文介绍了流媒体相关技术、决策树算法、Spring Boot框架等关键技术,为系统功能的实现奠定了理论基础。(2)论文从可行性、功能性、非功能性三个方面论述了系统需求分析的工作,并详细介绍了系统的总体架构设计、系统总体功能结构设计以及数据库设计。(3)论文详细介绍了系统各功能模块的设计与实现,包括流媒体服务、林火报警管理、林火应急处理等八个主要功能模块。(4)论文展示了对系统的功能测试和性能测试,测试结果表明系统在功能和性能上均表现良好,达到了系统预期实现的目标。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.52;S762.3
【图文】：

结构图,报文结构,消息

逦（ｌｌｔｓｓａｇｅ邋Ｂｏｄｙ）逡逑Ｔｙｐｅ）逦Ｌｅｎｇｔｈ）逡逑图２．１邋ＲＴＭＰ消息报文结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋ＲＴＭＰ邋Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋Ｄｉａｇｒａｍ逡逑在实际传输过程中使用到的最小单元是消息块（Ｃｈｕｎｋ），这是由于ＲＴＭＰ协议逡逑为了提升传输速度和适应当前的网络带宽环境，故在传输数据的时候，会对消息进行逡逑进一步拆分，拆分后会就会形成消息块。消息块与消息拥有较为相似的报文结构，其逡逑报文结构如图２．２所示。逡逑消息块头部逡逑（Ｃｈｕｎｋ邋Ｈｅａｄｅｒ）逡逑Ｅｘｔｅｎｄｅｄ逡逑Ｂａｓｉｃ邋Ｈｅａｄｅｒ逦Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｈｅａｄｅｒ邋ＴｉｍｅＳｔａｍｐ逦Ｃｈｕｎｋ邋Ｄａｔａ逡逑图２．２邋ＲＴＭＰ消息块报文结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋ＲＴＭＰ邋Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｂｌｏｃｋ邋Ｄｉａｇｒａｍ逡逑当消息被分割成多个消息块时，消息体会被划分为长度相等的数据块，每个数据逡逑块的初始固定长度为１２８字节，最后一个数据块长度范围在１２８字节以内，每个数据逡逑块都会配有一个消息块首部并最终组合成一个消息块。图２．３展示了消息分块的过程。逡逑＾逦逦邋逦４４８邋Ｂｙｔｅ邋逦逡逑逦１逡逑Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｈｅａｄｅｒ逦Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｂｏｄｙ逡逑消患分块逡逑，邋＼＞邋，逡逑逦１２８邋Ｂｙｔｅ邋逦逦逦逦逦＞逦逦逦１２８邋Ｂｙｔｅ邋逦逡逑Ｃｈｕｎｋ逦Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｂｏｄｙ逦Ｍｅｓｓａ

消息,分块,报文结构

在实际传输过程中使用到的最小单元是消息块（Ｃｈｕｎｋ），这是由于ＲＴＭＰ协议逡逑为了提升传输速度和适应当前的网络带宽环境，故在传输数据的时候，会对消息进行逡逑进一步拆分，拆分后会就会形成消息块。消息块与消息拥有较为相似的报文结构，其逡逑报文结构如图２．２所示。逡逑消息块头部逡逑（Ｃｈｕｎｋ邋Ｈｅａｄｅｒ）逡逑Ｅｘｔｅｎｄｅｄ逡逑Ｂａｓｉｃ邋Ｈｅａｄｅｒ逦Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｈｅａｄｅｒ邋ＴｉｍｅＳｔａｍｐ逦Ｃｈｕｎｋ邋Ｄａｔａ逡逑图２．２邋ＲＴＭＰ消息块报文结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋ＲＴＭＰ邋Ｍｅｓｓａｇｅ邋Ｂｌｏｃｋ邋Ｄｉａｇｒａｍ逡逑当消息被分割成多个消息块时，消息体会被划分为长度相等的数据块，每个数据逡逑块的初始固定长度为１２８字节，最后一个数据块长度范围在１２８字节以内，每个数据逡逑块都会配有一个消息块首部并最终组合成一个消息块。图２．３展示了消息分块的过程。逡逑

数据流图,网络连接,数据流,流媒体服务器

每个用于传输媒体数据的数据流都拥有唯一的ＩＤ用来标识自己，且都是单项传递的，逡逑即要么从服务器端向客户端传输数据，要么从客户端像服务器传输数据。ＲＴＭＰ的网逡逑络连接与数据流之间的关系如图２．４所示。逡逑ｆＴＴＴＵ｜逦－逦－逦逦邋ｍｍｍｍａｍｍｍｍｍｍ邋｜｜｜｜｜｜逡逑ＱＨＢ邋逦邋［—：邋Ｉ邋｜邋曍逡逑１１１邋ｉ邋ｍ逦Ｕ逡逑服务器逦网络流逦网络连接逦客户端逡逑Ｓｅｒｖｅｒ邋Ｎｅｔ邋Ｓｔｒｅａｍ逦Ｎｅｔ邋Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ逦Ｃｌｉｅｎｔ逡逑图２．４邋ＲＴＭＰ的网络连接与数据流逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．４邋ＲＴＭＰ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ｄａｔａ邋Ｆｌｏｗ逡逑２．１．２流媒体服务器Ｒｅｄ５逡逑流媒体服务器是流媒体应用为外界提供服务的主要平台，其主要功能涵盖了对流逡逑媒体数据的采集、存储以及传输。而流媒体服务器能否高质量高效率地处理上述内容逡逑直接决定了该流媒体应用是否能够很好地为用户提供流媒体服务。逡逑Ｒｅｄ５是一款基于Ｊａｖａ语言编写的开源流媒体服务器软件，它支持将多种音频格逡逑式和视频格式的流媒体数据转换成播放流、发布现场直播流、在服务器端录制客户端逡逑的音视频流、共享对象以及远程调用等功能。在Ｒｅｄ５问世以前，由Ａｄｏｂｅ公司研发逡逑的基于ＲＴＭＰ协议的流媒体服务器ＦＭＳ邋（Ｆｌａｓｈ邋Ｍｅｄｉａ邋Ｓｅｒｖｅｒ）邋—直都被看作是Ｗｅｂ逡逑音视频应用^u发的最佳解决方案，但ＦＭＳ并不是免费为开发者提供的，其高昂的使逡逑用成本令许多中小型规模的^u发团队望而却步。而Ｒｅｄ５的出现扭转了这一局面，它逡逑基于ＲＴＭＰ协议、与ＦＭＳ功能相仿且是开源的

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