6万人同时离场,竟然一点都不挤?原来用了这个神器-阿里云开发者社区

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6万人同时离场,竟然一点都不挤?原来用了这个神器

简介: 阿里妹导读:阿里20周年年会上,全球6万阿里人 "回家",用一种特别的方式为阿里庆生。年会现场,每位阿里员工人手一只白色IoT手环,这个由102颗LED小灯组成的手环,随着现场音乐、节目节奏变幻不同色彩。

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阿里妹导读:阿里20周年年会上,全球6万阿里人 "回家",用一种特别的方式为阿里庆生。年会现场,每位阿里员工人手一只白色IoT手环,这个由102颗LED小灯组成的手环,随着现场音乐、节目节奏变幻不同色彩。别小看这只手环,它会找到你的专属座位,为马老师送礼物(组成生日快乐字样),会告诉你绿色请等待,红色请离场。总之,这项阿里巴巴#办公黑科技#今天被阿里妹首次揭秘了,这个“小玩意”有大作用哦。

作者 | 韩康

背景

大型晚会舞台灯光效果虽然够炫够亮,但身处其中的观众,往往被动参与,无法通过自己的动作、语言和状态对晚会进程产生影响,更无法和身边的人、场馆建立联系,更不要提观众和舞台、节目之间的互动了。

基于此考虑,早在2017年阿里巴巴18周年年会上,阿里巴巴企业智能事业部的工程师就研发出IoT发光手环。让每个手环通过无线电单独实时控制,随着晚会节目进程,发出不同的颜色和强度的光,并按照一定的帧率实时刷新,从而让佩戴手环的人以一种全新的方式参与到晚会之中。

时隔两年后,工程师们在原IoT发光手环的基础上,全线升级成为云手环产品。每一个手环中不仅由102颗全彩LED灯组成,并且每一颗LED灯都由中控系统控制,通过无线通讯进行调光,达到业界领先的、精确到点的实时控制技术。

除了光效变化外,增加了个性化的设置,让其可以实现诸如入离场引导、公益“摇臂种树”等实时互动体验。下面将重点介绍升级后的云手环产品的系统设计点。

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20周年年会手环

设计难点

1、人、节目、场的数字化重构

阿里巴巴18周年IoT发光手环虽然完成了每个观众作为单个“像素”共同一起拼大图,播视频的效果,但也仅限于舞台灯光效果的互动,人、场、节目的数字化实时互动仍需探索。

2、大规模高密终端无线上下行数据通信

相比起18周年年会,今年年会在多个方面都提出了更高要求:首先,受控终端更多。人数再创新高,达到6万+,增加50%以上。

其次,部署场地更大。作为2022年亚运会主场馆,杭州滨江奥体的物理尺寸较黄龙体育馆大不少,整个上下行无线覆盖系统需要应对此种变化。

最后,终端实时通信。需要在高密场景,直径300米的大场地大小,完成6万+终端的实时上下行通信,进而完成实时互动。

3、手环像素级控制

在受控终端数暴增的情况下,进一步强化发光效果。在整场体育馆这个“大画板”的基础上,如何完成实时内容生成-压缩-下发-执行展现的全过程。如何在由云手环组成的“超级无线大屏”上演绎更酷炫的视频内容。

系统关键点设计

1、立体发光手环

为了达到完美的发光效果,手环采用全环发光的设计,102颗高亮LED遍布表盘、表带,消除发光死角,即除了覆盖整个表盘的LED,在两侧的表带上也嵌入了LED灯珠。

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云手环外观效果和LED布局示意图

每个LED灯珠可以单独控制,独立显示颜色和亮度,继而可以在表盘及表带的平面上做显示各式形状及动画。

2、感知&互动手环

为了完成实时交互,手环硬件上配备了如下感知器件:

  • 3轴陀螺仪+3轴加速度:支持通过算法实时感知佩戴者姿态、摇晃次数、摇晃节奏等动作变化模式。
  • 心率传感器:可精准识别手环是否处于佩戴状态。
  • 配备麦克风声音检测:支持手环周边声音强度、频谱、音乐节奏的监测。

根据传感器实时计算的需要用户体验到的反馈,可以通过本地LED阵列的动画效果和马达振动实时反馈给用户。

3、大规模超密无线传感网系统

在大型体育场馆的场景,完成无线接入覆盖历来是一个世界级的技术难题,大型赛事活动鲜有WiFi或者运营商无线网络覆盖特别成功的案例。而云手环实现全场6万+终端的实时互动,第一个要跨越的技术难点就是单个终端的实时上下行通信。

云手环通过上下行分离、冗余链路、小包重传等技术手段,实现了6万终端的实时在线,实现了高密场景下的超大规模的无线传感网节点的无缝覆盖。

通过全面实时感知并上传手环/上下行基站等设备的休眠、在离线、电量、异常信息、温度、负载、流量、业务量等关键状态,实现关键设备关键指标监控的全程全场全覆盖。

| 上下行分离

在无线传输侧,采用上下行分离的方法实现实时上下行通信。系统架构如下图所示:

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手环技术架构

无线上行信道,实时信息通过非链接式的无线小包多频点快传,降低链接保持开销和高密端侧相互干扰的同时,降低部分实时性要求搞的时延。

无线下行信道,使用独立信道,长包传输媒体控制信息,提高协议效率,增加下行吞吐;通过多基站热备形式提高系统稳定性;为了降低基站要求,采用非链接、多次重传的形式完成下行QoS保障。

| 冗余链路

面对实时性最高的无线上行链路,由于终端数量庞大,为了应对终端间的同频干扰,上行实时消息采用类UDP的非链接状态协议,通过冗余部署上行接入AP,单个手环发送,多个AP同时冗余接收转发,最终聚合于云端的形式,保障上行数据成功率。

4、服务端大流量应对:6万人实时大互动支持

实时互动环节,所有人同时开始摇手,每个人每3秒上报最新消息,考虑10倍冗余链路的情形下,需要服务端TPS>20万。服务端和基站侧分别通过中间件调优和多任务聚合的方式从容应对,最终实现全场6万人实时互动。

5、大场景科技感

在IoT发光手环的基础上,通过基于GPU的多重加速压缩技术,对媒体素材进行实时压缩。使得视频流可以在带宽容量有限的情况下,依然可以顺畅传输。每个参会者作为一个发光像素,共同构建全球最大的无线大屏,演绎各种视频和复杂动效。

功能设计

基于上述系统设计点,在20周年年会上,云手环也带来了更丰富的互动与多样功能:在产品设计上,产品经理朱江认为:云手环不是一个单纯的手环硬件设备,它同时承载了人与人连接,人与场的互动,以及作为大型活动硬件的一个组成部分。结合AI大数据及云端能力,带给用户实时的沉浸式互动体验的IOT智能硬件。以下是产品功能的详细介绍。

互动公益挑战

本场晚会专门设计了公益挑战环节,通过现场观众在主持人的带动下挥舞手臂,将摆臂次数转化为能量填充公益挑战能量条,完成最后20%的公益挑战。 手环通过内置的6轴运动传感器识别用户的手势动作,可以对用户的各种摆臂动作进行精准识别,手环会自动跟随用户动作节奏,通过变换颜色给用户即时的反馈。摇臂次数被实时上报到云端。通过阿里云dataV数据大屏在现场完美呈现。

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公益摇臂环节示意图

设备个性化,活动期间专属设备

每个手环背后都印有一个和设备唯一ID号对应的二维码,用户通过使用钉钉,淘宝、支付宝扫描手环背后的二维码,将个人身份与硬件设备进行授权绑定。扫码系统专门针对晚会观众身份的复杂性进行设计开发,观众在30秒时间内即可完成绑定操作。

授权绑定后,赋予了硬件设备佩戴者的信息,不再是一个冰冷冷的设备,而是成为了一个温度的智能硬件,正如手环的slogan“一直坚持,一直发光”。每位小二在晚会过程中的活动情况,情绪指数被精准感知,在BG(事业群)秀,阿里年陈(阿里年陈文化,有1、3、5、10年陈)环节被精准点亮,沸腾全场。

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马老师的生日礼物

在给马老师特别礼物的环节,当主持人一句对马老师说:“全体阿里技术人给您的一个特别的礼物”,看台上所有手环立即呈现出“生日快乐”四个巨型大字,可以说是阿里全体技术人送给马老师的礼物。

入离场引导

大型活动人数众多,撤场环节安全和用户体验至关重要,云手环作为现场唯一一个能实时感知用户信息,并能够实时触达到每个用户智能硬件设备,完美的完成了现场超过6万的观众的撤场引导工作。

“红灯停,绿灯行”,依据现场指挥的指令,精准控制不同区块手环的颜色,亮起红色的代表需要暂时等待,不能离场。绿色的表示可以开始离场,并通过佩戴检测功能,对摘下放回座位的手环进行灭灯,节能环保。

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总结

本次云手环通过102颗高亮LED遍布表盘、表带消除了发光死角,实现全环立体发光;通过自建上行分离式的无线覆盖网,完成了6万多手环终端高密场景下超大规模的物联网终端的实时上下行通信,构建了滨江奥体主场馆的大场景科技感,覆盖受控手环数比18周年4万终端增加50%以上;结合动作、声音、心率等多维度的实时感知和振动、LED造型闪烁能力,构建了全场沉浸式的互动体验,完成人、节目、场的数字化的一步重要探索。

作为盛大的20周年年会的一部分,在奥体现场浩如烟海的各式子系统当中,在“IoT发光手环”正式蜕变升级成为云手环,全面提升了感知能力、模式识别能力和互动能力,完成了晚会氛围营造、大场景科技感打造、现场实时互动、辅助撤场等功能,是现场大规模实时互动不可缺少重要组成部分。面对五彩缤纷的各式大型公司年会、演唱会、体育盛会,有深远的商业前景。

看到这里如果你也跃跃欲试,想跟我们一起探索云手环的奥秘,欢迎将简历发送给我们。联系邮箱:poli.yzj@alibaba-inc.com,期待你的加入。

原文发布时间为:2019-10-21
作者:企业智能事业部
本文来自云栖社区合作伙伴“阿里技术”,了解相关信息可以关注“阿里技术”。

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