1、112电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering算法对本实验的数学问题模型进行分析求解，最后得到实验的结果表明，本文提出的双悬臂拱架式贴片机负载均衡的问题求得的最优解趋近于 1，结果较其他算法的最优解有明显优势，缩短了 SMT 产线中贴装 PCB 板的贴装时间，再最大限度下有效的提高了贴装效率。参考文献1 Li,D.and Yoon,S.W.,“PCB assembly optimization in a single gantry high-speed rota
2、ry-head collect-and-place machine.”International Journal of Advanced Manufacturing Technology,88(9)(2017)2819-2834.2 M.Wu,K.Li,S.Kwong,and Q.Zhang,“Evolutionary Many-objective optimization based on adversarial decomposition,”IEEE Trans.Cybern.,vol.50,no.2,pp.753-764,Feb.2020.3 J.Wang,Y.Zhou,Y.Wang,J
3、.Zhang,C.L.P.Chen,and Z.Zheng,“Multiobjective vehicle routing problems with simultaneous delivery and pickup and time windows:Formulation,instances,and algorithms,”IEEE Trans.Cybern.,vol.46,no.3,pp.582-594,Mar.2016.4 J.Luo,J.Liu,and Y.Hu,“An MILP model and a hybrid evolutionary algorithm for integra
4、ted operation optimisation of multi-head surface mounting machines in PCB assembly,”Int.J.Prod.Res.,vol.55,no.1,pp.145-160,2017.5 付永忠,潘云峰.基于改进遗传算法的垂直旋转式贴片机贴装顺序优化 J.计算机与现代化,2017(08):17-21.6 于松乐,肖曙红,林德育.双悬臂双旋转头贴片机贴装效率优化研究 J.计算机应用与软件,2019,36(09):146-150.7 王洪洋,李述.自动化贴片机系统设计与实现 J.微电机,2017,50(9):79-82.8 D
5、origo M,Sttzle T.Ant colony optimization:overview and recent advancesJ.Handbook of metaheuristics,2019:311-351.9 高先和,卢军编.表面贴装技术(SMT)及应用 M.中国科学技术大学出版社,2018.10 彭乾伟,曹乐,万婷婷,等.拱架式贴片机贴装路径优化 J/OL.重庆大学学报,2022,45(9):51-60.11 易东严,尤志强.基于树形压缩器的低测试数据量方法J.计算机工程,2010,36(9):249-251.作者简介王睿妍（1997-），女，黑龙江省双鸭山市人。硕士研究生在
6、读，专业为软件工程。贾志淳（1982-），女，天津市人。博士学位。现为计算机应用技术专业教授。1 引言H.264 是一种低码率视频数据压缩算法，其在视频监控、视频会议、视频巡检等领域都有着广泛的应用。H.264 视频压缩格式适合于各种组网模式，包括一点对多点的服务器-客户端结构，以及点对点的服务器-服务器结构等。由于H.264 视频压缩格式在以太网上传输的便捷性，所以可以考虑使用协议分析技术，从以太网传输的数据中直接获取H.264视频流，并对其进行数据过滤，得到用户指定 MAC 地址（或IP 地址）的视频源所传输的 H.264 视频流，解码后，实现本机的视频实时播放。通过协议分析技术实现的 H
7、.264 视频显示终端具有以下优点：1.1 多点性多点性是指视频显示终端可以在以太网内进行多点安装，实现多点视频显示。用户在安装显示终端时，只需考虑网络数据是否能够到达即可，不受安装位置等其它条件束缚。对于跨网段的以太网架构，可以将显示终端安装在路由器的外网出口，这样就可以监听到当前网段内的所有数据，以实现对当前网段内所有 H.264 视频的监控。基于协议分析技术的多点 H.264 视频显示终端的设计与实现周新虹宋维（山东电子职业技术学院 电子与通信工程系 山东省济南市 250200）摘要：本文提出并实现了一种基于协议分析技术的多点 H.264 视频显示终端，其通过数据监听技术获取网络上传输的
8、 H.264 视频流，并对其进行数据过滤，得到用户指定 MAC 地址（或 IP 地址）的视频源所传输的 H.264 视频流，解码后，实现本机的视频实时播放。由于论文所提出的解决方案采用数据监听和网络分析技术予以实现，所以具有多点性、便捷性、高效性、过滤性、以及保密性等显著优点，在视频监控等安防领域、视频会议等即时通讯领域具有广泛应用。关键词：协议分析；H.264；视频监控；视频会议113电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering1.2 便捷性便捷性是指视频显示终端
9、不仅可以使用 PC 机实现，也可以使用装有 Linux 操作系统的嵌入式设备予以实现。由于，嵌入式设备具有体积小、功耗低、易携带、易安装等显著特点，所以终端可以便捷地安装到网络中的指定位置，方便快捷。1.3 高效性高效性是指视频显示终端的使用不占用现有以太网的任何带宽，这是由于论文所述的视频显示终端仅对接收以太网中传输的数据进行分析和监控，而不向以太网发送任何数据，所以论文所述的视频显示终端的加入不会影响原有以太网中的数据的传输效率，具有高效性的特点。1.4 过滤性过滤性是指视频显示终端可以对用户感兴趣的特定视频流进行监控，这是由于 H.264 视频流是封装在以太网数据报中，而现有的以太网均采
10、用 TCP/IP 协议，在对 TCP/IP 协议进行解码时，可以获得视频流传输的源 MAC 地址（或 IP地址），以及目标 MAC 地址（或 IP 地址），借助取得的MAC 地址（或 IP 地址），可以对视频流进行过滤和整理，从而使终端能够显示用户希望看到的 H.264 视频流。1.5 保密性保密性是指视频显示终端加入以太网后，以太网中的其它计算机设备不能发现视频显示终端的存在，其原因还在于视频显示终端是单纯的数据接收设备，而不向网络中发送任何其它数据，所以视频显示终端加入以太网后，其它计算机设备是察觉不到当前视频显示终端的存在，以及安装的具体位置。2 技术基础2.1 H.264H.264 是
11、 ITU-T 和 ISO 组建的联合视频组(JVT)制定的数字视频编码标准1，是当前互联网上广为流行的视频编码压缩标准，其主要采用以下3种方法对视频进行压缩，包括2：（1）帧内预测压缩：解决空域数据冗余问题；（2）帧间预测压缩：解决时域数据冗余问题；（3）整数离散余弦变换：将空间上的相关性变为频域上的无关数据，进行量化。视频帧经过 H.264 算法进行压缩后，将分为：I 帧、P帧和 B 帧，解释如下2：I 帧：关键帧，采用帧内压缩技术；P 帧：前向参考帧，在压缩时，只参考前面已处理的帧；B 帧：双向参考帧，在参考前序帧及后续帧的基础上进行压缩。2.2 RTSPRTSP（Real Time St
12、reaming Protocol）称为实时流协议，是一种用于直接处理流媒体的传输协议，其协议本身虽不需连续发送流媒体数据，但通过协议控制，可以建立并控制多个时间同步的连续流媒体3。所以，RTSP 是当前互联网上最为流行的流媒体服务器控制协议，与 H.264 相结合，各取所长，可以完成互联网上高质量、低码率的视频传输。2.3 RTPRTSP4含有 RTP 数据，RTP 全称是 Real Time Transport Protocol，由 IETF 的多媒体传输小组与 1996 年在 RFC1889中公布，并在 RFC3550 中进行更新。RTP 是 TCP/IP 协议簇的上层协议，位于应用层，使
13、用 TCP 或 UDP 来传输流媒体数据，所以，从 RTSP 中提取 H.264 视频流，需正确解析TCP/IP 传输层和网络层的协议数据。3 分析流程论文所述方案的整体分析流程如图 1 所示，可分为pcapng 的整体解包、解析接口描述块、解析增强分组块、解析 TCP/IP 链路层、解析 TCP/IP 的 IP 协议、解析 TCP/IP 的TCP 协议、解析 RTSP Interleaved Frame 协议、解析 RTP 协议 8 个步骤，最终在本地文件中存储 H.264 视频流，该视频流可通过 PotPlayer、VLC media player 等播放器实时播放。4 技术实现4.1 p
14、capng的整体解包图 1：分析流程114电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering提取 H.264 视频流，首先需要捕获原始网络数据，根据操作系统的不同，可以选用 tcpdump、netsniff-ng、iptraf、argurs、iftop 等，这些软件抓包后，一般都会存储为 pcapng格式，所以解析 RTSP，首先需要对 pcapng 格式进行分析。pcapng 是 IETF（互联网工程工作组）定义的新一代 pcap 格式，有效提升了 pcap 的可扩展性
15、及逻辑性。pcapng由各种块（block）组成，每种块都有统一的结构，如表 1 所示。根据块类型的不同，pcapng 的块可以分为：节头块(Section Header Block）、接口描述块(Interface Description Block）、分 组 块(Packet Block）、简 单 分 组 块(Simple Packet Block）、名称解析块(Name Resolution Block)、接口统计块(Interface Statistics Block）、增强分组块(Enhanced Packet Block）。在上述的块中，pcapng 使用二进制标识予以区分，每种块
16、类型有不同的二进制标识，对于提取 RTSP 数据，应解析接口描述块和增强分组块。图 2 是应用 Python 语言对pcapng 的整体解包分析结果，可见 pcapng 是由 1 个节头块、1 个接口描述块和多个增强分组块构成的。4.2 解析接口描述块pcapng 的接口描述区块具有强制性。该区块用于指定网络接口的特性，以便进行捕获。接口描述块必须在使用它的其他任何块之前定义，以便将捕获的数据关联到相应的接口；因此，这个区块通常会紧随节点区块放置，如表 2 所示的界面描述区块的结构。接 口 描 述 块 中，常 用 链 路 类 型 有 LINKTYPE_ETHERNET、LINKTYPE_AX25 等，解 析 接 口 描 述 块 的主要目的在于确认当前 pcapng 包是否是 D/I/X and 802.3 Ethernet 链路类型。应用 Python 语言对接口描述块进行解析后的结果如图 3 所示，正确解析后可获得链路类型、设备名称、流量捕获过滤端口等信息。4.3 解析增强分组块pcapng 的增强分组块是用来存储来自网络的数据报的标准容器，当前所有的抓包软件都优先采用增强分组块来存
