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# 状态机与 `device-bootstrap` 术语说明
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## 一、核心结论
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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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```
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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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||
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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```
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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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```
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这种方式简单，但容易出现以下问题：
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- APP 以为开始了，设备没收到
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- 设备接听了，APP 已经取消
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- 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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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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||
```
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## 四、视频会话状态机示例
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### 1. 推荐状态
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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 |
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| `ringing` | 正在呼叫设备 / 设备响铃 |
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| `accepted` | 设备已接听 |
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| `connecting` | APP 和设备正在建立媒体连接 |
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||
| `connected` | 音视频已连通 |
|
||
| `degraded` | 通话质量下降 |
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||
| `switching_route` | 正在切换媒体线路 |
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||
| `recovered` | 切换后恢复正常 |
|
||
| `ended` | 正常结束 |
|
||
| `rejected` | 被拒接 |
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||
| `timeout` | 超时未响应 |
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||
| `failed` | 异常失败 |
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---
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### 2. 正常通话流程
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||
```text
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||
pending
|
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-> ringing
|
||
-> accepted
|
||
-> connecting
|
||
-> connected
|
||
-> ended
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||
```
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|
||
对应中文流程：
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||
```text
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||
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
|
||
```
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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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||
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||
```text
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||
pending -> failed
|
||
```
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||
|
||
失败原因：
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||
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||
```text
|
||
device_offline
|
||
```
|
||
|
||
#### 设备没有响应
|
||
|
||
```text
|
||
pending -> ringing -> timeout
|
||
```
|
||
|
||
失败原因：
|
||
|
||
```text
|
||
invite_timeout
|
||
```
|
||
|
||
#### 用户取消
|
||
|
||
```text
|
||
pending -> ringing -> ended
|
||
```
|
||
|
||
结束原因：
|
||
|
||
```text
|
||
caller_cancelled
|
||
```
|
||
|
||
#### 设备拒接
|
||
|
||
```text
|
||
pending -> ringing -> rejected
|
||
```
|
||
|
||
失败原因：
|
||
|
||
```text
|
||
device_rejected
|
||
```
|
||
|
||
#### WebRTC 连接失败后切换 ZLMediaKit
|
||
|
||
```text
|
||
pending
|
||
-> ringing
|
||
-> accepted
|
||
-> connecting
|
||
-> degraded
|
||
-> switching_route
|
||
-> recovered
|
||
-> connected
|
||
```
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## 五、为什么需要状态机
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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：
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```text
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||
已经挂断了，又收到设备 accept
|
||
```
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||
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||
有状态机后可以规定：
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||
|
||
```text
|
||
ended 状态下收到 accept，直接忽略或记录为迟到事件
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||
```
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||
### 2. 方便排查问题
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||
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||
有状态机后，可以按 `sessionId` 查完整流程：
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```text
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||
sessionId = abc123
|
||
pending at 10:00:01
|
||
ringing at 10:00:02
|
||
accepted at 10:00:05
|
||
connecting at 10:00:06
|
||
timeout at 10:00:16
|
||
reason = ice_timeout
|
||
```
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||
|
||
这样可以明确知道失败原因是：
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||
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||
```text
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||
设备接听了，但 WebRTC 没连上
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||
```
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||
|
||
而不是笼统地显示：
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||
```text
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||
通话失败
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||
```
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### 3. 方便做超时和重试
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||
状态机可以支持：
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||
- 呼叫设备 15 秒没响应，自动超时
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||
- WebRTC 10 秒没连上，切换 ZLMediaKit
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||
- 设备 ACK 没回来，重发 invite
|
||
- 通话结束后清理 token 和流媒体资源
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||
## 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
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||
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。
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|
||
更安全的做法是：
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||
```text
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||
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
|
||
```
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---
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||
## 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：
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||
```http
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||
POST /device/bootstrap
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||
```
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||
|
||
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
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
含义是：
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||
|
||
- 设备认证通过
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||
- 返回 MQTT 连接地址
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||
- 返回临时账号密码
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||
- 返回允许订阅的 topic
|
||
- 返回允许发布的 topic
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||
- 返回心跳周期
|
||
- 返回设备功能开关配置
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||
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||
## 八、`device-bootstrap` 解决的问题
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||
### 1. 避免设备写死 MQTT 密码
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||
不推荐：
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||
```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：
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||
|
||
```text
|
||
每台设备启动时领取自己的临时凭证
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||
```
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||
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||
---
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||
### 2. 控制设备权限
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||
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||
例如设备 `device_001` 只能访问：
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```text
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||
tenant/t1/device/device_001/...
|
||
```
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||
|
||
不能访问：
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|
||
```text
|
||
tenant/t1/device/device_002/...
|
||
```
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||
|
||
---
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|
||
### 3. 支持设备配置下发
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||
|
||
例如某个设备支持 WebRTC：
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||
```json
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||
{
|
||
"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。
|
||
|
||
---
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||
|
||
### 4. 支持灰度升级
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||
|
||
例如只让 10% 的设备启用 ZLMediaKit：
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||
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||
```json
|
||
{
|
||
"zlmEnabled": true
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
其它设备暂时不开启。
|
||
|
||
---
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||
|
||
## 九、`device-bootstrap` 和 `session-orchestrator` 的区别
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| 模块 | 作用 | 类比 |
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|---|---|---|
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| `device-bootstrap` | 设备上线认证、领取 MQTT 凭证、获取配置 | 门卫 / 报到处 |
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||
| `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：
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||
|
||
```text
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||
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
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||
|
||
### 1. 设备上线流程
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||
|
||
```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
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||
|
||
```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
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||
|
||
> 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
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||
|
||
### 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
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 2. `device-bootstrap` 第一版必须返回
|
||
|
||
```text
|
||
mqttHost
|
||
mqttPort
|
||
clientId
|
||
username
|
||
password
|
||
expiresIn
|
||
subscribeTopics
|
||
publishTopics
|
||
heartbeatInterval
|
||
capabilities
|
||
```
|
||
|
||
不要让设备直接写死 MQTT 账号密码。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 十三、最简对照表
|
||
|
||
| 模块 | 负责内容 |
|
||
|---|---|
|
||
| 状态机 | 管“通话流程” |
|
||
| `device-bootstrap` | 管“设备上线接入” |
|
||
| BifroMQ | 管“消息通道” |
|
||
| WebRTC / ZLM | 管“视频声音怎么传” |
|
||
| `starlock` | 管“用户有没有权限” |
|
||
| `starcloud` | 管“共享业务能力” |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 十四、总结
|
||
|
||
在智能锁实时系统中：
|
||
|
||
```text
|
||
用户有没有权限开视频：starlock / starcloud 判断
|
||
设备怎么连上云：device-bootstrap
|
||
控制消息怎么传：BifroMQ
|
||
这次通话现在到哪一步：session-orchestrator 状态机
|
||
视频音频怎么传：WebRTC / TURN / ZLMediaKit
|
||
```
|
||
``` |