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589
状态机.md
589
状态机.md
@ -1,183 +1,211 @@
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状态机就是“把一次视频会话/设备流程拆成明确状态，并规定状态之间怎么流转”的机制。
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||||
device-bootstrap 就是“设备启动或上线时，先来云端报到、认证，并领取连接 MQTT/实时系统所需临时配置和凭证”的接入服务。
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```markdown
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# 状态机与 `device-bootstrap` 术语说明
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1. 状态机是什么意思
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1.1 通俗解释
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状态机可以理解成一张流程规则表。
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## 一、核心结论
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比如一次智能锁视频通话，不应该只是简单地说：
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**状态机**：用于管理一次视频会话或设备流程的状态变化，明确规定当前处于什么状态、下一步能进入什么状态、异常时如何处理。
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**`device-bootstrap`**：设备启动或上线时访问的接入服务，用于完成设备认证，并下发 MQTT 临时凭证、topic 权限、连接配置和设备能力配置。
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## 二、状态机是什么意思
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### 1. 通俗理解
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状态机可以理解成一张**流程规则表**。
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比如一次智能锁视频通话，不应该只有：
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```text
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开始通话
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结束通话
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而是应该有一系列明确状态：
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```
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而应该有完整流程：
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```text
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待创建 -> 呼叫中 -> 已接听 -> 连接中 -> 已连接 -> 已结束
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```
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待创建 -> 呼叫中 -> 已接听 -> 连接中 -> 已连接 -> 通话中 -> 已结束
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每个状态只能按照规则进入下一个状态。
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例如：
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```text
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pending -> ringing -> accepted -> connecting -> connected -> ended
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不能乱跳，比如：
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```
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不能随意跳转，例如：
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```text
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pending -> connected
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通常就不合理，因为中间还没经过设备接听和媒体连接。
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```
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||||
1.2 在你这个智能锁项目里的含义
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你们旧方案里可能是通过 UDP 字段告诉 APP 或锁：
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通常是不合理的，因为中间还没有经过设备接听、媒体连接等步骤。
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## 三、状态机在智能锁项目中的作用
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旧方案里，可能通过 UDP 字段直接通知 APP 或锁：
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```text
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开始视频
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结束视频
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这种方式简单，但问题是：
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```
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||||
APP 以为开始了，设备没收到
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这种方式简单，但容易出现以下问题：
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||||
设备接听了，APP 已经取消
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||||
- APP 以为开始了，设备没收到
|
||||
- 设备接听了，APP 已经取消
|
||||
- 网络抖动导致消息重复
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||||
- 云端不知道当前到底是“呼叫中”还是“已连接”
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||||
- 通话失败后不好追踪原因
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网络抖动导致消息重复
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云端不知道现在到底是“呼叫中”还是“已连接”
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通话失败后不好追踪原因
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所以新方案里要用 session-orchestrator 管理状态机。
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||||
新方案中，由 `session-orchestrator` 统一管理状态机。
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也就是云端统一记录：
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||||
```text
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||||
这个 sessionId 当前到底处于什么状态
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2. 视频会话状态机例子
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2.1 推荐状态
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pending
|
||||
ringing
|
||||
accepted
|
||||
connecting
|
||||
connected
|
||||
degraded
|
||||
switching_route
|
||||
recovered
|
||||
ended
|
||||
rejected
|
||||
timeout
|
||||
failed
|
||||
可以翻译成：
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```
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状态
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---
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中文含义
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## 四、视频会话状态机示例
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pending
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### 1. 推荐状态
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||||
会话刚创建，等待发起呼叫
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| 状态 | 中文含义 |
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|---|---|
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||||
| `pending` | 会话刚创建，等待发起呼叫 |
|
||||
| `ringing` | 正在呼叫设备 / 设备响铃 |
|
||||
| `accepted` | 设备已接听 |
|
||||
| `connecting` | APP 和设备正在建立媒体连接 |
|
||||
| `connected` | 音视频已连通 |
|
||||
| `degraded` | 通话质量下降 |
|
||||
| `switching_route` | 正在切换媒体线路 |
|
||||
| `recovered` | 切换后恢复正常 |
|
||||
| `ended` | 正常结束 |
|
||||
| `rejected` | 被拒接 |
|
||||
| `timeout` | 超时未响应 |
|
||||
| `failed` | 异常失败 |
|
||||
|
||||
ringing
|
||||
---
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||||
|
||||
正在呼叫设备 / 设备响铃
|
||||
|
||||
accepted
|
||||
|
||||
设备已接听
|
||||
|
||||
connecting
|
||||
|
||||
APP 和设备正在建立媒体连接
|
||||
|
||||
connected
|
||||
|
||||
音视频已连通
|
||||
|
||||
degraded
|
||||
|
||||
通话质量下降
|
||||
|
||||
switching_route
|
||||
|
||||
正在切换媒体线路
|
||||
|
||||
recovered
|
||||
|
||||
切换后恢复正常
|
||||
|
||||
ended
|
||||
|
||||
正常结束
|
||||
|
||||
rejected
|
||||
|
||||
被拒接
|
||||
|
||||
timeout
|
||||
|
||||
超时未响应
|
||||
|
||||
failed
|
||||
|
||||
异常失败
|
||||
|
||||
2.2 状态流转例子
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||||
一次正常视频通话：
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||||
### 2. 正常通话流程
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||||
|
||||
```text
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||||
pending
|
||||
-> ringing
|
||||
-> accepted
|
||||
-> connecting
|
||||
-> connected
|
||||
-> ended
|
||||
中文就是：
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||||
```
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||||
|
||||
对应中文流程：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
创建会话
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||||
-> 呼叫设备
|
||||
-> 设备接听
|
||||
-> 建立 WebRTC / ZLM 连接
|
||||
-> 通话成功
|
||||
-> 挂断结束
|
||||
2.3 异常情况例子
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||||
设备不在线
|
||||
```
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||||
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||||
---
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||||
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||||
### 3. 异常流程示例
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||||
#### 设备不在线
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||||
|
||||
```text
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||||
pending -> failed
|
||||
原因：
|
||||
```
|
||||
|
||||
失败原因：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
device_offline
|
||||
设备没有响应
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 设备没有响应
|
||||
|
||||
```text
|
||||
pending -> ringing -> timeout
|
||||
原因：
|
||||
```
|
||||
|
||||
失败原因：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
invite_timeout
|
||||
用户取消
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 用户取消
|
||||
|
||||
```text
|
||||
pending -> ringing -> ended
|
||||
原因：
|
||||
```
|
||||
|
||||
结束原因：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
caller_cancelled
|
||||
设备拒接
|
||||
pending -> ringing -> rejected
|
||||
原因：
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 设备拒接
|
||||
|
||||
```text
|
||||
pending -> ringing -> rejected
|
||||
```
|
||||
|
||||
失败原因：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
device_rejected
|
||||
WebRTC 连接失败，切 ZLMediaKit
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### WebRTC 连接失败后切换 ZLMediaKit
|
||||
|
||||
```text
|
||||
pending
|
||||
-> ringing
|
||||
-> accepted
|
||||
-> connecting
|
||||
-> failed_p2p
|
||||
-> switching_route
|
||||
-> connected
|
||||
或者更规范一点：
|
||||
|
||||
connecting
|
||||
-> degraded
|
||||
-> switching_route
|
||||
-> recovered
|
||||
-> connected
|
||||
3. 为什么一定要状态机
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||||
3.1 保证流程不乱
|
||||
```
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||||
|
||||
---
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||||
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||||
## 五、为什么需要状态机
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||||
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||||
### 1. 保证流程不乱
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||||
|
||||
没有状态机时，可能出现：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
已经挂断了，又收到设备 accept
|
||||
那系统不知道该怎么办。
|
||||
```
|
||||
|
||||
有状态机后可以规定：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
ended 状态下收到 accept，直接忽略或记录为迟到事件
|
||||
3.2 方便排查问题
|
||||
有状态机后，每个会话都能查：
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 2. 方便排查问题
|
||||
|
||||
有状态机后，可以按 `sessionId` 查完整流程：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
sessionId = abc123
|
||||
pending at 10:00:01
|
||||
ringing at 10:00:02
|
||||
@ -185,21 +213,344 @@ accepted at 10:00:05
|
||||
connecting at 10:00:06
|
||||
timeout at 10:00:16
|
||||
reason = ice_timeout
|
||||
这样就能知道失败原因是：
|
||||
```
|
||||
|
||||
设备接了，但 WebRTC 没连上
|
||||
而不是一句模糊的：
|
||||
这样可以明确知道失败原因是：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
设备接听了，但 WebRTC 没连上
|
||||
```
|
||||
|
||||
而不是笼统地显示：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
通话失败
|
||||
3.3 方便做超时和重试
|
||||
比如：
|
||||
```
|
||||
|
||||
呼叫设备 15 秒没响应，自动超时
|
||||
---
|
||||
|
||||
WebRTC 10 秒没连上，切 ZLM
|
||||
### 3. 方便做超时和重试
|
||||
|
||||
设备 ACK 没回来，重发 invite
|
||||
状态机可以支持：
|
||||
|
||||
通话结束后清理 token 和流资源
|
||||
- 呼叫设备 15 秒没响应，自动超时
|
||||
- WebRTC 10 秒没连上，切换 ZLMediaKit
|
||||
- 设备 ACK 没回来，重发 invite
|
||||
- 通话结束后清理 token 和流媒体资源
|
||||
|
||||
这些都依赖状态机。
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 六、`device-bootstrap` 是什么意思
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||||
|
||||
### 1. 通俗理解
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||||
|
||||
`device-bootstrap` 可以理解为：
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||||
|
||||
> 设备上线入口 / 设备启动接入服务 / 设备报到服务
|
||||
|
||||
设备开机后，不应该直接随便连接 MQTT，也不应该把固定账号密码写死在固件里。
|
||||
|
||||
更安全的做法是：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
设备开机
|
||||
-> 调用 device-bootstrap
|
||||
-> 云端验证设备身份
|
||||
-> 云端返回 MQTT 地址、临时账号、topic 权限、配置
|
||||
-> 设备再连接 BifroMQ
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 七、`device-bootstrap` 在项目中的作用
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||||
|
||||
### 1. 设备启动时的流程
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||||
|
||||
设备，也就是 WiFi 网关锁，启动后先请求：
|
||||
|
||||
```http
|
||||
POST /device/bootstrap
|
||||
```
|
||||
|
||||
请求中通常携带：
|
||||
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"deviceId": "device_001",
|
||||
"firmwareVersion": "1.0.0",
|
||||
"timestamp": 1710000000,
|
||||
"signature": "xxxxx",
|
||||
"capabilities": {
|
||||
"webrtc": true,
|
||||
"zlm": true,
|
||||
"ai": true
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
云端验证通过后返回：
|
||||
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"mqtt": {
|
||||
"host": "mqtt.example.com",
|
||||
"port": 8883,
|
||||
"clientId": "lock_xxx",
|
||||
"username": "tmp_user",
|
||||
"password": "tmp_password",
|
||||
"expiresIn": 3600
|
||||
},
|
||||
"topics": {
|
||||
"subscribe": [
|
||||
"tenant/t1/device/d1/control",
|
||||
"tenant/t1/session/+/signal/device"
|
||||
],
|
||||
"publish": [
|
||||
"tenant/t1/device/d1/status",
|
||||
"tenant/t1/device/d1/event",
|
||||
"tenant/t1/session/+/signal/app"
|
||||
]
|
||||
},
|
||||
"config": {
|
||||
"heartbeatInterval": 30,
|
||||
"webrtcEnabled": true,
|
||||
"zlmEnabled": true,
|
||||
"aiEnabled": true
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
含义是：
|
||||
|
||||
- 设备认证通过
|
||||
- 返回 MQTT 连接地址
|
||||
- 返回临时账号密码
|
||||
- 返回允许订阅的 topic
|
||||
- 返回允许发布的 topic
|
||||
- 返回心跳周期
|
||||
- 返回设备功能开关配置
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 八、`device-bootstrap` 解决的问题
|
||||
|
||||
### 1. 避免设备写死 MQTT 密码
|
||||
|
||||
不推荐：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
所有设备固件里写同一个 MQTT 用户名和密码
|
||||
```
|
||||
|
||||
风险是：一旦泄露，所有设备都会受影响。
|
||||
|
||||
推荐：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
每台设备启动时领取自己的临时凭证
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 2. 控制设备权限
|
||||
|
||||
例如设备 `device_001` 只能访问：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
tenant/t1/device/device_001/...
|
||||
```
|
||||
|
||||
不能访问：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
tenant/t1/device/device_002/...
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 3. 支持设备配置下发
|
||||
|
||||
例如某个设备支持 WebRTC：
|
||||
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"webrtcEnabled": true
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
另一个旧设备不支持：
|
||||
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"webrtcEnabled": false
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
系统就可以按设备能力下发不同策略。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 4. 支持灰度升级
|
||||
|
||||
例如只让 10% 的设备启用 ZLMediaKit：
|
||||
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"zlmEnabled": true
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
其它设备暂时不开启。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 九、`device-bootstrap` 和 `session-orchestrator` 的区别
|
||||
|
||||
| 模块 | 作用 | 类比 |
|
||||
|---|---|---|
|
||||
| `device-bootstrap` | 设备上线认证、领取 MQTT 凭证、获取配置 | 门卫 / 报到处 |
|
||||
| `session-orchestrator` | 管理一次视频会话的创建、呼叫、接听、连接、切路、挂断 | 调度员 / 指挥中心 |
|
||||
| BifroMQ | 负责消息通道 | 对讲机频道 / 消息总线 |
|
||||
| ZLMediaKit / WebRTC | 负责音视频传输 | 真正的视频通话线路 |
|
||||
|
||||
简单理解：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
device-bootstrap 管设备怎么接入系统
|
||||
session-orchestrator 管一次通话怎么开始、进行、结束
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 十、完整流程<E6B581><E7A88B><EFBFBD>例
|
||||
|
||||
### 1. 设备上线流程
|
||||
|
||||
```text
|
||||
WiFi锁开机
|
||||
-> 调用 device-bootstrap
|
||||
-> bootstrap 验证设备身份
|
||||
-> 返回 MQTT 临时凭证
|
||||
-> WiFi锁连接 BifroMQ
|
||||
-> WiFi锁上报 online
|
||||
```
|
||||
|
||||
这部分由 `device-bootstrap` 负责。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 2. 用户发起视频通话流程
|
||||
|
||||
```text
|
||||
APP 点击视频通话
|
||||
-> 调用 starlock
|
||||
-> starlock 校验用户是否有权限访问这把锁
|
||||
-> starlock 调用 session-orchestrator 创建 session
|
||||
-> session-orchestrator 通过 BifroMQ 给设备发 invite
|
||||
-> 设备响铃并返回 accept
|
||||
-> APP 和设备交换 WebRTC signaling
|
||||
-> 建立 P2P / TURN / ZLM 媒体链路
|
||||
```
|
||||
|
||||
这部分由 `session-orchestrator` 负责。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 3. 通话中弱网切换流程
|
||||
|
||||
```text
|
||||
APP 上报丢包高
|
||||
设备上报 RTT 高
|
||||
session-orchestrator 判断质量差
|
||||
-> 下发 switch-route
|
||||
-> APP 和设备切到 ZLMediaKit
|
||||
```
|
||||
|
||||
这仍然属于状态机控制。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 十一、<E4B880><E38081><EFBFBD>团队的简短解释
|
||||
|
||||
### 状态机一句话
|
||||
|
||||
> 状态机就是云端统一管理“这次通话现在进行到哪一步、下一步允许做什么、超时或异常怎么处理”的规则系统。
|
||||
|
||||
### `device-bootstrap` 一句话
|
||||
|
||||
> `device-bootstrap` 就是设备开机后的接入报到服务，负责认证设备，并给设备下发 MQTT 临时凭证、topic 权限和能力配置。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 十二、项目落地建议
|
||||
|
||||
### 1. 状态机第一版建议
|
||||
|
||||
第一版状态不要太复杂，建议先支持：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
created
|
||||
ringing
|
||||
accepted
|
||||
connecting
|
||||
connected
|
||||
ended
|
||||
rejected
|
||||
timeout
|
||||
failed
|
||||
```
|
||||
|
||||
后续稳定后再增加：
|
||||
|
||||
```text
|
||||
degraded
|
||||
switching_route
|
||||
recovered
|
||||
```
|
||||
|
||||
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### 2. `device-bootstrap` 第一版必须返回
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mqttHost
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mqttPort
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clientId
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username
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password
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expiresIn
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subscribeTopics
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publishTopics
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heartbeatInterval
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capabilities
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不要让设备直接写死 MQTT 账号密码。
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## 十三、最简对照表
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| 模块 | 负责内容 |
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| 状态机 | 管“通话流程” |
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| `device-bootstrap` | 管“设备上线接入” |
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| BifroMQ | 管“消息通道” |
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| WebRTC / ZLM | 管“视频声音怎么传” |
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| `starlock` | 管“用户有没有权限” |
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| `starcloud` | 管“共享业务能力” |
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## 十四、总结
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在智能锁实时系统中：
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用户有没有权限开视频：starlock / starcloud 判断
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设备怎么连上云：device-bootstrap
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控制消息怎么传：BifroMQ
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这次通话现在到哪一步：session-orchestrator 状态机
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视频音频怎么传：WebRTC / TURN / ZLMediaKit
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