物联网设备的实时音视频通信

随着 5G 和 AIoT 的普及，全球物联网连接数在 2025 年突破 200 亿，实时音视频成为智能设备交互的核心载体。从智能家居的实时对讲到工业无人机的远程操控，音视频通信赋予设备 “眼睛” 和 “声音”，推动人机协作向沉浸式、实时化演进。本文将系统介绍物联网设备实现实时音视频通信的技术方案、关键挑战、应用场景及未来发展趋势。

实时音视频通信在物联网中的重要性

实时音视频通信已成为现代物联网设备的”硬指标”，其重要性体现在多个方面。根据工业和信息化部数据，截至 2025 年 5 月，我国移动物联网终端用户已达28.31亿户，比移动电话用户多10亿！

在智能家居领域，实时音视频功能已从简单的监控发展为双向互动。现代智能门铃、门锁等设备不仅能让用户远程查看门口情况，还能与访客进行实时对话，延迟控制在1秒以内，实现”丝滑流畅”的体验。这种实时互动能力极大提升了用户体验，使物联网设备从被动感知发展为主动交互。

实时音视频通信的普及也得益于硬件技术的进步。越来越多的智能硬件设备如智能门锁、婴儿看护机、宠物喂食器、扫地机器人等都增加了可视模块，为实时音视频通讯提供了硬件基础。这些设备通过音视频传输技术实现了远程看护、实时报警和社交等多种功能，极大扩展了物联网设备的应用场景。

然而，物联网设备的音视频通信仍面临诸多挑战。与智能手机相比，物联网设备在算力、网络条件和软件生态上都存在明显差距。如何在资源受限的环境中实现高质量、低延迟的音视频传输，是行业需要解决的关键问题。

物联网实时音视频通信的关键挑战

物联网环境中的音视频通信面临诸多独特挑战，需要针对性解决方案才能实现稳定可靠的实时交互。这些挑战主要来自设备异构性、网络复杂性和安全隐私要求等方面。

网络适应性与连接稳定性

物联网设备常部署在复杂网络环境中，可能面临带宽波动、高延迟、数据包丢失等问题。为解决这些问题，现代音视频通信系统采用了多种技术：

• 自适应码率控制：根据网络状况动态调整音视频码率，确保流畅性。在网络较差时自动降低分辨率和帧率，防止卡顿；网络改善时提升质量。
• 丢包恢复机制：通过前向纠错(FEC)或选择性重传等技术减少数据丢失对通话质量的影响。
• 智能路由选择：比如ZEGO即构科技建立MSDN海量有序数据网络技术，通过全球分布式节点和智能动态路由优化传输路径，提供高连通性、低延时的码流传输服务。

设备资源限制与优化

物联网设备通常具有有限的计算能力、内存和电池容量。智慧门铃、门锁等设备要求延迟在1秒以内且要丝滑流畅，但这些设备的算力和网络条件远不如手机。针对这一挑战，行业采取了多种优化措施：

• 信令协议选择：在物联网设备的实时音视频通信中，信令与连接管理就如同设备交互的 “神经系统”，负责传递控制信息和建立稳定连接，而信令协议的选择则是这一系统的关键组成部分。
• 低功耗设计：通过硬件加速、睡眠唤醒机制等方式降低能耗，延长电池寿命。
• 分层架构：根据设备能力提供不同级别的功能。

生态碎片化

生态碎片化是物联网领域的长期难题。不同厂商设备间的互联互通性差。行业正通过标准化协议、开放平台等方式解决这一问题。例如，腾讯云提供的一站式解决方案可支持多种智能硬件设备；而 ZEGO 的物联网解决方案可以实现跨平台兼容，适配了市场上基本所有的主流芯片型号。

物联网实时音视频通信的主要技术方案

物联网设备实现实时音视频通信有多种技术路径，各具特点，适用于不同场景和设备类型。目前主流的技术方案是以 WebRTC 为代表的开源方案和第三方实时音视频服务商的专业方案。

WebRTC 开源方案

WebRTC（Web Real-Time Communication）作为一种开源实时通信技术，已成为物联网音视频通信的首选方案之一。它支持点对点音视频传输，具有跨平台、低延迟特性，特别适合需要实时交互的场景。WebRTC 内置了 STUN/TURN/ICE 等 NAT 穿透机制，能够解决大多数网络环境下的连接问题。例如，在智能家居门铃场景中，WebRTC 可以实现用户手机与门铃摄像头之间的直接连接，延迟可控制在 300ms 以内。

第三方服务商专业方案

第三方实时音视频服务商一般采用自研技术或基于 WebRTC 的封装 SDK 提供快速交付。 比ZEGO如即构科技依托自研音视频引擎，针对物联网设备算力有限、带宽不足的特点，可提供针对性的终端 SDK，支持音视频采集、编码、传输及基础交互功能，无需复杂配置即可快速集成。

WebRTC 开源方案 vs 专业物联网方案

物联网实时音视频通信的应用场景

工业物联网（IIoT）​

• 远程设备监控与维护：通过工业摄像头、传感器实时采集设备运行状态（如机床振动、温度），工程师在远程通过音视频通信实时查看设备画面，远程指导现场人员进行维护，降低出差成本，提高维护效率。​

• 车间协同通信：车间内的智能终端（如工业平板、安全帽摄像头）实现员工间实时音视频通话、作业画面共享，配合物联网传感器数据（如生产进度、物料库存），提升生产协同效率。​

智能家居​

• 全屋智能联动：智能门锁、摄像头、音箱、家电等设备通过音视频通信联动，如门锁识别到主人回家后，自动触发摄像头拍摄画面并推送至手机，主人可通过语音与家人实时通话，或远程控制家电开关。​

• 家庭安防监控：家用摄像头支持实时视频查看、语音对讲，异常情况（如门窗被撬、烟雾报警）触发时自动推送告警视频至手机，用户可远程与入侵者对话威慑，或联系物业处理。​

智慧交通与车载物联网​

• 车载实时通信：车载设备（如行车记录仪、车载终端）支持驾驶员与调度中心实时音视频通话，调度中心可查看车辆实时画面、位置信息，实现远程调度、应急救援（如交通事故后快速连线救援人员）。​

• 车路协同：路侧传感器、摄像头与车辆之间通过低延迟音视频通信，共享路况信息（如前方拥堵、障碍物），辅助自动驾驶决策，提升行车安全。​

智慧安防与公共服务​

• 远程安防监控：城市摄像头、社区监控设备实时传输视频流至指挥中心，支持多画面同时查看、语音对讲，异常事件（如斗殴、火灾）发生时快速定位现场，调度人员处置。​

• 远程政务与医疗：政务大厅、医院部署物联网终端，实现群众与工作人员远程音视频咨询（如社保查询、就医问诊），配合身份认证技术，无需到场即可办理业务。

物联网实时音视频通信的未来发展趋势

物联网音视频通信技术仍在快速发展，随着5G普及、AI技术进步和边缘计算成熟，未来将呈现更多创新可能。这里预测了几个关键发展方向，将进一步提升物联网音视频通信的能力和应用范围。

边缘计算与端云协同

随着物联网设备数量的爆发式增长，数据处理的压力也日益增大。边缘计算与端云协同成为未来物联网实时音视频通信的重要发展方向。在边缘节点部署轻量化编解码服务，如 H.265 实时转码，能够在靠近数据源的地方对音视频数据进行处理，有效降低云端带宽压力。

同时，端侧 AI 处理与实时视频流的结合，能够实现本地化快速响应。例如，在智能安防监控中，通过在摄像头端集成 AI 芯片和算法，实现人脸检测、异常行为识别等功能。

沉浸式交互技术融合

AR/VR 设备的接入为物联网实时音视频通信带来了全新的体验。未来，支持 6DoF（六自由度）视频流传输将成为趋势，这将推动远程装配、虚拟导购等场景的落地。在远程装配场景中，技术人员可以佩戴 AR 眼镜，通过实时音视频通信，获取远程专家的指导。专家可以在虚拟环境中对装配过程进行实时标注和演示，技术人员能够更加直观地理解装配步骤，提高装配效率和准确性。

自优化系统演进

基于机器学习的网络预测模型将在物联网实时音视频通信中发挥重要作用。通过对大量历史网络数据的学习和分析，模型能够提前预判网络拥塞情况，并根据预测结果自动调整码率。当预测到网络即将出现拥塞时，系统会提前降低视频的码率，以减少数据传输量，避免因网络拥塞导致的视频卡顿和中断。

设备能耗自优化算法也是未来的发展方向之一。该算法能够根据电池状态动态切换传输模式，在节能模式和高性能模式之间灵活调整，以平衡续航与体验。如在智能穿戴设备中，设备能耗自优化算法能够根据用户的使用场景和电池状态，智能调整传输模式，在保证用户基本通信需求的同时，最大限度地延长设备续航时间，提高用户体验。

结语

物联网实时音视频通信正从 “能用” 迈向 “好用”，开发者需在设备多样性、网络复杂性、资源受限性之间找到最优解。通过选择专业的技术方案，如ZEGO物联网解决方案，结合场景化优化策略，可高效构建低延时、抗弱网、跨平台的音视频系统，为智能设备赋予更丰富的交互能力，推动物联网应用从 “连接” 走向 “智能协同”。