变流技术与原理汇总
5.2 变流电路：可控整流电路( AC—DC变换)，逆变电路( DC—AC变换)及脉宽调制(PWM)技术。
整流：交流电→整流器→直流电→用电器
逆变：直流电→逆变器→交流电→用电器（电网）
整流电路从相数上来分有单相，两相，三相，六相等，从控制方式上来区分，有半控、全控。分析与计算整流电路时一定要抓住整流电路的要点：晶闸管什么时候导通，又在什么时候关断，绘制出整流输出负载上的波形。根据输出波形，应用电工学基础中的平均值、有效值的概念，推导出输出波形随控制角 变化的函数表达式，然后代入数值即可达到要求。
单相半波可控整流电路
单相可控整流电路单相全波可控整流电路
单相桥式可控整流电路
可控整流电路
三相半波可控整流电路
三相可控整流电路三相桥式全控整流电路
三相桥式半控整流电路
逆变分有源逆变和无源逆变。变流器工作在逆变状态时，如果把交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去，叫做有源逆变。如果变流器的交流侧不于电网连接，而直接接到负载，把直流电逆变为某一频率或可调的频率的交流电供给负载，叫做无源逆变。
逆变电路中，晶闸管在正向直流电压下工作，触发导通较容易，而关断比较麻烦，所以必须采取另外的关断措施，因此，逆变器能否正常工作的关键是如何保证晶闸管可靠关断。
脉宽调制变频电路常采用电压型逆变器，它是利用控制逆变器开关元件的导通和关断时间比即调节脉冲宽度，来控制逆变电压的大小和频率。
以电压型单相逆变电路为例。VT1、VT4正半周导通，VT2、VT3负半周导通，逆变波形如图是。在正负半周内使功率开关元件多次导通关断，得到正负电压脉冲系列，采用脉宽调制，使每一个输出矩形脉冲的面积与对应的正弦拨电压的面积成正比，获得等幅不等宽的正负脉冲列。
U U -
u u 图2-16 PWM
6 数字电路
6.1 基本逻辑门电路
与门、或门、非门、与非门的逻辑功能
表2-1 常用逻辑运算表
1
0 1 0 1
1
1 1 0 0
1
6.2 组合逻辑电路：逻辑代数的基本公式，组合逻辑电路的分析方法，译码器
表2-2 逻辑代数的基本公式
组合逻辑电路的分析方法步骤：
①由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式
②化简和变换各逻辑表达式
③列出真值表
④根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，确定其功能。
6.3 译码器
译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。常用的译码器电路有二进制译码器、二—十进制译码器和显示译码器三类。
6.4 时序逻辑电路
触发器
表2-3 基本RS 触发器真值表
从表中可以看出，Q 的状态和d R 的状态保持一致，当d R 和d S 的状态一致时，触发器保持原态。
表2-4 时钟RS 触发器真值表
从表中可以看出，当S 和R 的状态都为0时，保持原态；当R 和S 的状态不同时，输出与S 状态相同；当S 和R 的状态都为1时，输出状态不确定。
表2-5 主从JK 触发器真值表
J K n Q 1+n Q 说明 0 0
0 0
0 1
0 1
输出状态不变
0 0 1 1 0 1 0 0 输出状态与J 状态相同
1 1 0 0 0 1 1 1 输出状态与J 状态相同 1 1
1 1
0 1
1 0
每输入一个脉冲，输出状态改变
一次
从表中可以看出，当J 和K 的状态都为0时，保持原态；当R 和S 的状态不同时，输出与J 状态相同；当S 和R 的状态都为1时，输出状态随着时钟脉冲反转。
表2-6 D 触发器真值表
D n Q 1 n Q 说明
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 1 1
输出状态与D 状态相同
从表中可以看出，D 触发器的输出状态随着时钟脉冲随时保持与D 端状态相同。 6.5 移位寄存器
移位寄存器具有存储代码的功能，还具有移位功能。所谓移位功能，是指寄存器里存储的代码能在移位脉冲的作用下依次左移或右移。因此，移位寄存器不但可以用来寄存代码，还可以用来实现数据的串行—并行转换、数值的运算以及数据处理等。 6.6 计数器
6.6.1 同步二进制计数器
根据二进制加法运算规则可知，在一个多位二进制的末位上加1时，若其中第i 位（既任何一位）以下各位皆为1时，则第i 位应改变状态（由0变成1，由1变成0）。而最低位的状态在每次加1时都要改变。 6.6.2 同步十进制计数器
同步十进制计数器电路是在同步二进制加法计数器电路的基础上略加修改而成的。如果从0000开始计数，则直到输入九个计数脉冲为止，它的工作过程与二进制计数器相同。计入第九个计数脉冲后电路进入1001状态，这时3Q 的低电平使门1G 的是如为0，而0Q 和3Q 的高电平使门3Q 的输出为1，所以4个触发器的输入控制端分别为10=T 、01=T 、02=T 、13=T 。因此，当第十个计数脉冲输入后，1FF 和2FF 维持0状态不变，3FF 和0FF 从1翻转为0，故电路返回0000状态。 6.7 数码显示电路
表2-7 七段数码管数码显示的逻辑图
输 入
输 出
数字 3A 2A 1A 0A a Y b Y c Y d Y e Y f Y g Y 字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1
1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
6.8 A ／D 和 D ／A 转换的基本概念
把模拟信号转换到数字信号的称为模—数转换，或简称为A/D 转换；把数字信号转换到模拟信号的称为数—模转换，或简称为D/A （Digital to Analog ）转换。把实现A/D 转换的电路称为A/D 转换器，简写为ADC ；把实现D/A 转换的电路称为D/A 转换器，简写成DAC 。 7 电力电子器件
7.1 晶闸管加正向阳极电压和足够大的正向门极电压时导通，晶闸管导通后，门极失去控制，要使导通的晶闸管关断，将阳极电流降至维持电流以下即可。
分析晶闸管的控制特性电路图。
G
G
G
G
(a) 反向阻断
(b) 正向阻断
(c) 触发导通
(d) 除去触发仍导通
1、反向阻断特性 图（a ）
晶闸管VT 的阳极A 接电源A E 的负极，阴极K 接电源A E 的正极，晶闸管VT 因为承受的是反向电压。此时，无论控制极G 是否加正向电压，电流表中均无电流，晶闸管不导通，具有反向阻断特性。 2、正向阻断特性 图（b ）
晶闸管VT 的A 极和K 极之间接入正向电压，若不接通控制极G ，晶闸管仍然不导通，具有正向阻断特性。 3、触发导通 图（c ）
晶闸管加正向电压的同时，控制极G 与K 极间加上正向控制电压即触发电压
G E ，此时晶闸管导通。
4、晶闸管导通后控制极失去控制作用 图（d ）
晶闸管导通后，断开触发极，晶闸管仍然导通，控制极此时失去作用。 5、晶闸管导通后恢复阻断的条件
（1）、将阳极正向电压改为反向电压，晶闸管恢复阻断。
（2）、降低正向电压或增大负载电阻L R ，使管中电流减小到维持电流以下，
可使晶闸管恢复到阻断状态。 7.2 晶闸管的主要参数 1、正向阻断峰值电压PFV
控制极断开，在额定结温下，允许重复加在管子上的最高正向电压称为正向阻断峰值电压，记作PFV 。 2、反向阻断峰值电压PRV
控制极断开，在额定结温下，允许重复加在管子上的最高反向电压称为反向阻断峰值电压，记作PRV 。 3、额定正向平均电流F I
在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，允许连续通过工频正弦半波正向电流的平均值称为额定正向平均电流，记作F I 。 4、正向平均电压F U
通过正常半波额定正向电流时，管子两端的电压在一周内的平均值称为正向平均电压，又称为管压降，记作F U 。一般约为0.6~1.2。 5、维持电流H I
在室温下，控制极断开，维持管子继续导通的最小电流称为维持电流，记作
H I ，一般约为几十至一百多毫安。 6、控制极触发电压G U 和触发电流G I
在室温下，阳极正向电压为直流6V 时，触发晶闸管导通所需的最低直流电压和最小直流分别称为控制极触发电压和触发电流，记作G U 和G I 。一般G U 约为1~5V ，G I 约为几十到几百毫安。 7.3 单结晶体管触发电路
U
u
u
u
单结晶体管触发电路
DZ
u是振荡电路的电源，在
DZ
u的每一个波形中，对电容器C充电，是单结
晶体管VT发射极电压
C
u按指数上升，当升高到单结晶体管的峰点电压时，管子
导通，于是电容器向电阻
1
R放电，发射极电压
C
u按指数规律迅速下降，当
C
u下
降到谷点电压时，单结晶体管截止，如此重复得到一系列锯齿波电压，在电阻
1
R 上得到一系列尖顶脉冲波电压去触发晶体管VT1和VT2，由于晶闸管导通后，控制极即失去作用，所以只有第一个脉冲起作用。
7.4 GTR功率晶体管
是一种双极性大功率高反压晶体管，控制方便，开关时间短等优点。GTR 是电流控制型器件，正偏时大电流导通；反偏时处于截止状态。目前的GTR器件有单管、达林顿管和达林顿晶体管模块。
7.5 功率MOSFET
特点：输入阻抗高，属于纯容性；开关速度快；负电流温度系数，热稳定性好。主要应用在开关稳压调压电源方面作主开关功率器件；作功率变换器件和高频的主功率振荡放大器件。导通条件：栅源极加正向电压，器件导通；栅源极加反向电压，关断。
7.6 绝缘门极晶体管IGBT
特点：输入阻抗高，速度快，热稳定性好，驱动电路简单，通态电压低，耐压高，承受电流大。
工作原理：IGBT的开通和关断是由门极电压来控制，门极加正电压时导通，门极加负电压时关断。因为IGBT常用于开关工作状态，开通时IGBT处于正向偏置，关断时处于反向偏置。为了使IGBT稳定工作，要求门极驱动①提供适当地正反向输出电压，是管子能够可靠的开通和关断；②考虑IGBT的开关时间；
③IGBT导通后驱动电路能够提供足够的电压和电流，保证管子在正常工作时不致于退出饱和而损坏；④驱动电路中的电阻对工作性能影响很大；⑤驱动电路具有较强的抗干扰能力及对管子的保护功能。
IGBT保护有：过电流保护—通过检测电流来切断门极。
过电压保护—利用吸收电路抑制过电压。
温度过高保护—检测IGBT的温度来决定跳闸。
在G-E开路时，不要给C-E加电压。
在未采取适当的防静电措施情况下，G-E端不能开路。
8 可控整流电路有以下几种：
单相半波可控整流电路
单相可控整流电路单相全波可控整流电路
单相桥式可控整流电路
可控整流电路
三相半波可控整流电路
三相可控整流电路三相桥式全控整流电路
三相桥式半控整流电路
以三相桥式全控整流电路为例进行分析：
d
图2-17 三相桥式全控整流电路
工作原理：该电路在自然换流点轮流导通，即VT1→VT3→VT5→VT1，…VT2→VT4→VT6→VT2，…，每个管子轮流导通120°。在初始时刻，U 相电压较正，V 相较负，在触发脉冲的作用下，VT6、VT1管同时导通，电流流过负载。负载上得到的是线电压。过一段时间，U 相电压还是高电位，但W 相的电位比V 低，此时VT2导通，负载上得到的是UW 两线之间的电压，一次类推，管子轮流到同。任何时刻都要有两个管子触发导通。 9 直流斩波
是将直流电源的恒定直流电压，通过电子器件的开关作用，变换为可调直流电压。直流斩波的关键是使导通的管子能够可靠关断。
晶闸管直流斩波器的原理：触发晶闸管，负载电压U u d =，当晶闸管关断时0=d u ，控制晶闸管使其周期性导通断开，负载上便得到一系列电压脉冲。可以采用脉冲宽度调制（PWM ）、脉冲频率控制（PFM ）和脉冲混合控制来改变负载直流电压。
①脉冲宽度调制（PWM ）斩波晶闸管的触发频率一定，调节脉冲宽度τ，从而改变负载电压。
②脉冲频率控制（PFM ）脉冲宽度τ一定，改变管子通断频率T
f 1
=。f 增加使τ=T 时电路全导通，U u d =；f 下降周期T 增大时，d u 减小。
③脉冲混合控制 同时改变T 和τ。
+-U
d
R
图2-18 直流斩波电路原理
10 有源逆变电路
工作原理：①由于晶闸管的单相导电性，当控制角 90<α时工作在整流状态，当 90<β时工作在逆变状态。②实现有源逆变的条件是直流侧必须外接与直流电流同方向的直流电源，其数值要大于d U ；变流器必须工作在
90<β区域，使0 d L 图2-19 三相半波逆变电路 以三相半波逆变电路为例，当 90<β时，d U E >，满足有源逆变的条件。在 60=β触发VT1，由于E 的电压大于各相电压，所以管子导通，按照三相交流电的相序一次换相，每个晶闸管导通120°，这时d u 波形的负面积大于正面积，所以直流平均功率是电源E 反送到交流电源。 11 逆变电路和逆变电路输出谐波控制 由于相控晶闸管装置的输入电流是非正弦的，还有高次谐波，这些谐波 造成电网的电压畸变。为了减小谐波的影响，采用①电阻负载时运行于小 状态；②三相整流时采用桥式电路，整流变压器采用不同接法；③给装置外接谐波滤波器进行滤波；④给装置设置一个谐波发生器，抵消原有的谐波分量。 12 缓冲、驱动和保护电路及散热技术 缓冲电路是避免器件流过过大的电流和出现过高电压或错开同时出现的电压电流的峰值而采取的一种保护手段。 12.1 缓冲电路的基本类型 ①、开通缓冲电路利用电感元件的的电流不能突变原理来抑制器件的 电流上升率。该种电路在器件导通时使电流缓升，关断时电压缓降。 ②、关断缓冲电路将电容并接于器件两端，利用电容上电压不能突变 的原理来减小器件上的电压变化。 ③、复合缓冲电路将关断缓冲电路与开通缓冲电路结合在一起。 12.2 驱动控制技术 GTO门极驱动电路要求门极电压、电流包含正向开通脉冲和反向关断脉冲，导通触发时要求触发脉冲前沿陡幅值高的强触发脉冲；关断脉冲要求有足够大的关断电荷，而且要有足够的关断电流上升率。 GTR基极驱动电路要求基极电流前沿陡；管子导通后要相应减小驱动电流，维持管子处于饱和状态；管子关断要求反向基极电流要大，并使管子维持一定的反向偏置电压；驱动电路要采取隔离措施，并设置自动保护。 P-MOSFET栅极驱动电路要求独立的直流电源；提供栅极需要的正负栅压，栅压要陡，电路输出电阻小；驱动电路应具有较强的抗干扰能力。 IGBT栅极驱动电路要求选取栅极驱动电压要合适；开关时间要合适； 管子导通后，驱动电路应提供足够的电压、电流幅值；驱动电路有足够的抗干扰能力。 PWM是脉冲调制技术，是利用控制半导体开关元件的导通和关断时间比来调节脉冲宽度或周期来控制输出电压的一种控制技术。 流式细胞术详解 一. 流式细胞术概述 流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)是七十年代发展起来的高科学技术 ,它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体, 同时具有分析和分选细胞功能。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析, 在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析; 能够分类收集(分选)某一亚群细胞,分选纯度＞95%。在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。 国内使用的流式细胞仪主要由美国的两个厂家生产:BECKMAN- COULTER公司和Becton-Dickinson公司(简称B-D公司)。流式细胞仪主要有两型:临床型（又称小型机、台式机）和综合型（又称大型机、分析型）。BECKMAN-COULTER公司最新产品为EPICS ALTRA和EPICS XL/XL-MCL, B- D公司最新产品为FACS Vantage和FACS Calibur。EPICS XL/XL-MCL和FACS Calibur是临床型;EPICS ALTRA和 FACS Vantage是综合型，除具备检测分析功能外,还具有细胞分选功能 ,多用于科学研究。 二.流式细胞仪主要技术指标 1．流式细胞仪的分析速度： 一般流式细胞仪每秒检测1000～ 5000个细胞,大型机可达每秒上万个细胞。 2．流式细胞仪的荧光检测灵敏度：一般能测出单个细胞上<600个荧光分子,两个细胞间的荧光差＞5%即可区分。 3．前向角散射（FSC）光检测灵敏度：前向角散射（FSC）反映被测细胞的大小,一般流式细胞仪能够测量到0.2μm～０.5μm。 4．流式细胞仪的分辨率：通常用变异系数CV值来表示，,一般流式细胞仪能够达到<2.0%,这也是测量标本前用荧光微球调整仪器时要求必须达到的。 5．流式细胞仪的分选速度：一般流式细胞仪分选速度＞1000个/秒，分选细胞纯度可达99%以上。 三.流式细胞仪主要构造和工作原理 流动室及液流驱动系统 流式细胞仪主要由以下五部分构成:①流动室及液流驱动系统②激光光源及光束形成系统③光学系统④信 号检测与存储、显示、分析系统⑤细胞分选系统。 流动室（Flow Cell或Flow Chamber）是流式细胞仪的核心部件，流动室由石英玻璃制成，单细胞悬液在细胞流动室里被鞘流液包绕通过流动室内的一定孔径的孔,检测区在该孔的中心，细胞在此与激光垂直相交，在鞘流液约束下细胞成单行排列依次通过激光检测区。流动室里的鞘液流是一种稳定流动，控制鞘液流的装置是在流体力学理论的指导下由一系列压力系统、压力感受器组成，只要调整好鞘液压力和标本管压力, 鞘液流包绕样品流并使样品流保持在液流的轴线方向，能够保证每个细胞通过激光照射区的时间相等，从而使激光激发的荧光信息准确无误。见图12.1流动室示意图。流动室孔径有60μm、100μm、150μm 、250μm等多种，供研究者选择。小型仪器一般固定装置了一定孔径的流动室。 图12.1流动室示意图(采自Coulter Training Guide) 四. 流式细胞仪主要构造和工作原理 激光光源及光束形成系统 流媒体技术的原理、应用及发展 一．流媒体 流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传 送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。流式传 输方式则是将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视 频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒 体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动 延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。在网络上传输音／视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。实现流式传输有两种方法： ?实时流式传输（Real-time streaming transport） ?顺序流式传输（progressive streaming transport）。 一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 （1）实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 （2）顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送 顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作HTTP流式 传输。 顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的情况，如讲座、演说与演示；也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。 二、流媒体技术原理 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP／TCP来传输控制信息，而用实时传 输协议／用户数据报协议（RTP／UDP）来传输实时数据。 流式传输的实现需要缓存。因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包，而网络又是动态变化的，各个包选择的路由可能不相同，故到达客户端的时延也就不同，甚至先发的数据包有可能后到。为此，需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响，以保证数据包顺序正确，从而使媒体数据能够连续输出。 流媒体的定义 流媒体是一种使音频、视频和其他多媒体元素在Internet及无线网络上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将视频和音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需要经过几秒钟或几十秒的启动延时即可在用户计算机上利用相应的播放器对压缩的视频或音频等流式媒体文件进行播放，剩余的部分将继续进行下载，直至播放完毕。 这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后，人们在网上聊天可直接语音输入；如果想彼此看见对方的容貌、表情，只要双方各有一个摄像头就可以了；在网上看到感兴趣的商品，点击以后，讲解员和商品的影像就会跳出来；更有真实感的影像新闻也会出现。 流媒体技术发端于美国。在美国目前流媒体的应用已很普遍，比如惠普公司的产品发布和销售人员培训都用网络视频进行。 流式传输方式则是将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 流媒体技术原理 流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。——流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检 流媒体技术及其教育应用 一．引言 在网络上传输音/视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V 文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet 上下载才能观看的缺点。流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，如：音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的 数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。 “流媒体”的概念包括以下两个层面。其一，流媒体是计算机网络尤其是中低带（Internet/Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。其二，流媒体是对多媒体信息进行“流化”处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在上在Internet/Intranet既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。 流媒体技术是综合的技术, 包括采集、编码、传输、储存、解码等多项技术。流媒体应用系统一般由分编码端、服务器端、用户终端三部分组成。流媒体技术在教育或学校的应用前景广阔, 可用于课件点播、交互教学、电视转播、远程监控、视频会议等。 二．流媒体技术基础 1.流媒体技术原理 流式传输的实现需要缓存。因为Internet 以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V 源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变 化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web 浏览器与Web 服务器之间使用HTTP/TCP 交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索来；然后客户机上的Web 浏览器启动A/VHelper 程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V 数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。A/VHelper 程序及A/V 服务器运行实时流控制协议RTSP），以交换A/V 传输所需的控制信息。与CD 播放机或VCRs 所提供的功能相似，RTSP 提供了操纵播放、快进、快倒暂停及录制等命令的方法。A/V 服务器使用RTP/UDP协议将A/V 数据传输给A/V 客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper 程序），一旦A/V 数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。 需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP 和RTSP/TCP 两种不同的通信协议与A/V 服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper 程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器。 摘要：Internet的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正日益普及，流媒体技术广泛应用于互联网信息服务的方方面面。首先介绍了流媒体技术的基础、基本原理以及流式传输的基本过程，接着重点介绍了流媒体技术在视频点播、远程教育、视频会议和Internet直播方面的应用，最后介绍了流媒体技术的发展现状和展望。 关键词：多媒体通信，多媒体业务，流媒体，流式传输，原理，应用，发展 随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。 流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。 目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。当声音、图像等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器上继续下载。流式传输不仅使启动时延大大缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部下载完毕之后才能观看的缺点。一、流媒体技术基础 实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1.实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。这意味着在以调制解调器速度连接网络时图像质量较差。而且，如果因为网络拥塞或出现问题而导致出错和丢失的信息都被忽略掉，那么图像质量将很差。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2.顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的情况，如讲座、演说与演示；也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。 第一章流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 大量图像信息，同时还容纳大量音频信息。所以，影像文件的容量往往是非常大的。 1.1.2 VOD视频点播技术 视频点播技术的出现，是视频信息技术领域的一场革命，其巨大的潜在市场，使世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 流媒体的定义很广泛， 后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器就可以观看的视频/ 持的某种特定文件格式：压缩流式文件，它通过网络传输，并通过个人电脑软件进行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。 1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。 山西大学研究生学位课程论文（2013 ---- 2014 学年第一学期） 学院（中心、所）：生物技术研究所 专业名称：微生物学 课程名称： 论文题目：流式细胞仪的原理及其应用 授课教师（职称）：崔晓东 研究生姓名：常姣 年级：研一 学号：201323001003 成绩： 评阅日期： 山西大学研究生学院 年月日 流式细胞仪的原理及其应用 姓名常姣专业微生物学 摘要本文简要论述了流式细胞仪( flowcyt ometry, FCM) 的工作原理, 并对其某些科学领域研究中的应用进行阐述, 包括在生物学、免疫学、临床学中的研究应用。 关键词 FMC；生物学；免疫学；临床学 流式细胞仪( fl o w c y to me tr y, F CM) 研制、发展、革新和应用领域的扩展，都是由生物学、生物技术、计算机科学、电子工程学、流体力学、激光技术、分子生物学、有机化学和物理学等多个学科综合发展和应用而实现的。近代流式细胞仪，由于单克隆抗体技术、定量细胞化学和定量荧光细胞化学的应用，使其在生物学、临床医学等众多研究领域的应用愈来愈广泛和重要，尤其在生物学中对细胞周期的动力学分析、细胞因子、细胞凋亡、信号传导、R N A / D N A 的分析、细胞表面受体及特异性抗原的分析等领域发挥着独特作用，具有操作简单、分析精确、重复性好、费用低廉、分析速度快等优点。 1流式细胞仪的构成及工作原理 流式细胞仪主要由液流系统、光学系统、电子系统、分析系统和细胞分选系统五个部分组成。将待测细胞制成单细胞悬液, 经荧光染料染色后加入样品管, 在一定气体压力下待测样品被压入流动室。待测细胞在鞘液的包裹下单行排列, 依次通过检测区, 被荧光染料染色的细胞受到强烈的激光照射后, 产生散射光和荧光信号。这两种信号同时被前向光电二极管和90°方向的光电倍增管(PMT) 接收。散射光分为前向角散射(forwardscatter, FSC) 和侧向角散射(sidescatter, SSC) 。前者主要反映被测细胞的大小, 后者主要反映被测细胞的胞质、胞膜、核膜的折射等, 以及细胞内颗粒的性状。光信号通过波长选择通透性滤片后, 经光电倍增管接收后转为电信号, 再经数/模转换器转换为可被计算机识别的数学信号, 以一维直方图或二维点阵图及数据表或三维图形显示出来[1,2]。 流式细胞仪还可以对分析中的目的细胞进行分选, 它是通过分离含有单细胞的液滴而实现的。流动室的喷嘴上安装有超高频的压电晶体, 可以产生高频振荡, 使液流断裂为均匀的液滴, 待测细胞就包含在液滴之中。将这些液滴充上正或负电荷, 当带电液滴通过电场, 便会在电场的作用下发生偏转, 然后落入相应的收集器中, 从而实现细胞分选[2]。 2流式细胞仪的应用 流式细胞术的应用，简单用一句话概括就是，凡能被荧光分子标记的细胞或微粒均能用流式细胞仪检测。其中细胞生物学领域是流式细胞术在基础研究中应用范围最广泛的领域，因为最初这个技术就是为此目的而设计的。 2.1流式细胞仪在生物学中的应用 流式细胞仪在生物学中的应用越来越广泛,如在细胞生物学、细胞遗传学、分子生物学、神经生物学、微生物学、分子免役学、植物学等等许多生物学基础学科的应用和在细胞凋亡、细胞周期调控、细胞因子及细胞分型等研究中的应用[3]。 2.1.1 对凋亡细胞的分析 细胞凋亡是生物体生长发育过程中出现的正常现象, 在生物体形态构成、正常细胞更替以及维持 M J 46H=EF ;T% !#$’()*+,34b "-.#$%%%&’ 23(L i n 45WF n 9q 8rs )t !RSC +A c "p Y u )/>[v ?v L RS7[M 45*A 6A =lm a L i n 7->45_4:A J w E x 45+(<=79nw _[M C X ?L i n 7<=[v VW "DEa [I t !f y HI7J z "P E a -HL i n 45"VL i n E x U +|Z U ?v L U ]F 7qr t !f y HI7(kV G *456(L i n ,J w E x ,()[M ,-./01.0/,789:(234 $456%&’((#%%$7%87$8* 9;< 34F /Q \RSTUV "BC }$A C T :Q \;EW Ew [R B%T4U *kl f H f R A C 01B T )F "o Q \2T4U 87a O ED +l =f MN T w Q Es "V 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Horst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不断改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上的应用。近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术的日臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的应用领域和使用效果。 宋平根的《流式细胞术的原理和应用》是迄今为止对流式细胞仪及其技术阐述的最为详尽和透彻的中文著作。这本书非常详细地介绍了流式细胞术的历史、结构、原理、技术指标等，例举了其在医学和生物工程中的应用，非常适合从事此方面专业研究的人。由于这本书是13年前出版的，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术。此外对于只需要对流式细胞仪有些基本认识的人士来说，这本书太复杂太深奥。谢小梅主要介绍了流式细胞仪在生物工程中的应用。杨蕊概括了流式细胞仪的工作原理，简单提及了流式细胞仪的应用。本文在分析这三篇论著或文章的优缺点后，用比较通俗的语言介绍了掌握流式细胞仪检测技术必须了解的一些原理，并对目前市场上的主流型号进行了客观的性能概括。 2 流式细胞仪的工作原理和技术指标 2．1 流式细胞仪工作原理除电源外，流式细胞仪主要由四部分组成：流动室和液流系统：激光源和光学系统；光电管和检测系统；计算机和分析系统，其中流动室是仪器的核心部件。这四大部件共同完成了信号的产生、转换和传输的任务。 流动室和液流系统 摘要 基于目前网络带宽的不断提高，流媒体技术的应用范围越来越广泛。本文首先介绍说明了流媒体的定义，分析了现有的几种流媒体格式，讨论了几种在流式传输中涉及到的协议（RTP、RTCP），对其原理做了深入的分析。在这之后介绍了利用Microsoft producer平台制作课件的过程以及Microsoft producer包括的内容、功能和特点以及实际应用作了详细的叙述，在压缩技术里边主要讨论了MPEG技术和REAL技术、此外还探讨了流媒体同步技术和流媒体关键技术解决问题等。最后对流媒体以后的发展趋势作了分析。在这次毕业设计的任务中，运用到了微软公司的Producer，PowerPoint，Windows Media Encoder，Windows Media Player 以及网页设计方面的软件，逐步架构起流媒体课件的制作过程。最终把基于流媒体技术的成品课件在网络上发布。 关键词：流媒体, Microsoft producer, MPEG, QoS,同步技术 ABSTRACT …… KeyWords: 目录 前言 ............................................................ I 1. 流媒体技术的现状与发展 .. (1) 1.1流媒体的发展过程 (1) 1.1.1 现有视频格式概述 (1) 1.1.2 VOD视频点播技术 (1) 1.1.3流媒体技术的出现 (1) 1.2流式传输的格式及特点 (1) 1.2.1流媒体能为我们做什么 (2) 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 (2) 1.2.3流式视频格式 (2) 1.3 流媒体系统的组成 (2) 2. Microsoft Producer概述 (3) 2.1课件制作平台Microsoft Producer简介 (3) 2.1.1 Microsoft Producer更强大的视频、音频的集成优势 (3) 2.1.2 Producer包含的内容 (3) 2.2 Producer的功能 (3) 2.2.1 Producer的功能简述 (3) 2.2.2 Producer内置的Windows Media技术 (3) 2.3点播应用系统应用拓扑图 (3) 3. 流媒体应用的设计与同步 (4) 3.1应用流媒体技术进行设计的优点 (4) 3.2视频压缩的主要技术 (4) 3.2.1 MPEG压缩标准 (4) 3.2.2 REAL压缩技术 (4) 3.2.3 微软公司的压缩标准 (4) 流媒体技术的原理、应用及发展随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。 流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。 目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。当声音、图像等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器上继续下载。流式传输不仅使启动时延大大缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户 必须等待整个文件全部下载完毕之后才能观看的缺点。一、流媒体技术基础 实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1. 实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。这意味着在以调制解调器速度连接网络时图像质量较差。而且，如果因为网络拥塞或出现问题而导致出错和丢失的信息都被忽略掉，那么图像质量将很差。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2.顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内 1 流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 1.1.2 VOD视频点播技术 世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 载到自己机器就可以观看的视频/ 行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。 注：[1]: 1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。 1 P2P流媒体系统 1.1P2P流媒体系统播送方式 P2P流媒体系统按照其播送方式可分为直播系统和点播系统，此外近期还出现了一些既可以提供直播服务也可以提供点播服务的P2P流媒体系统。 1.1.1直播 在流媒体直播服务中，用户只能按照节目列表收看当前正在播放的节目。在直播领域，交互性较少，技术实现相对简单，因此P2P技术在直播服务中发展迅速。2004年，香港科技大学开发的CoolStreaming原型系统将高可扩展和高可靠性的网状多播协议应用在P2P直播系统当中，被誉为流媒体直播方面的里程碑，后期出现的PPLive和PPStream 等系统都沿用了其网状多播模式。 P2P直播是最能体现P2P价值的表现，用户观看同一个节目，内容趋同，因此可以充分利用P2P的传递能力，理论上，在上/下行带宽对等的基础上，在线用户数可以无限扩展。 1.1.2点播 与直播领域相对应，在P2P流媒体点播服务中，用户可以选择节目列表中的任意节目观看。在点播领域，P2P技术的发展速度相对缓慢，一方面是因为点播当中的高度交互性实现的复杂程度较高；另一方面是节目源版权因素对P2P 点播技术的阻碍。目前，P2P的点播技术主要朝着适用于点播的应用层传输协议技术、底层编码技术、以及数字版权技术等方面发展。 与P2P流媒体直播不同，P2P流媒体点播终端必须拥有硬盘，其成本高于直播终端。目前P2P点播系统还需在技术上进一步探索，期望大规模分布式数字版权保护(DRM)系统的研究，以及底层编码技术的发展能为P2P点播系统的实施铺平道路。 1.2P2P流媒体系统网络结构 目前存在很多P2P流媒体的研究成果及实际系统，它们在其覆盖网络的组织结构上可以被大体分成两大类，即基于树(Tree-based)的覆盖网络结构和数据驱动随机化的覆盖网络结构[1]。 (1)基于树的方法 流媒体技术原理及播放方式.txt25爱是一盏灯，黑暗中照亮前行的远方；爱是一首诗，冰冷中温暖渴求的心房；爱是夏日的风，是冬日的阳，是春日的雨，是秋日的果。流媒体技术原理及播放方式 流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。 : W; K* d2 ?9 c8 J/ c 一、流媒体技术原理 + r3 L5 _7 u3 b: Z4 @) A* ?0 Q0 } 流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。 % V/ Y- g; f5 O- a 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。 , @3 }6 t5 V% z3 @# v5 a/ h 流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web 服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。 + E7 V- |; M; C# x! l) z6 i . b+ ?! }( |% H A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。 % N$ l L# ^; P3 K, X5 U# n# p) @ 需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP 两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图所示。 * ?* x2 S" w/ O; n) e4 v ( B$ r# x2 s4 Z+ Y" [$ j 2 C) W1 h1 A0 S; q/ x% \ " |; s o6 o6 `) X* Q 二、流媒体播放方式 ' ^ Y! {1 X8 c5 R' @& A 1.单播 ( C. V/ E' A$ ?/ A! l 在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担，响应需要很长时间，甚至停止播放；管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。 1 x# k- u2 F9 `& J* K% v 2.组播 - Y- }+ X% v9 {) @+ B ＩＰ组播技术构建一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道流式细胞术原理及功能介绍
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