專利名稱：一種無線Mesh網絡下風/太陽能互補供電的視頻監控系統的制作方法
技術領域：
本發明創造公開了一種無線Mesh網絡下的視頻監控系統。屬于安防領域，涉及到太陽能/風能互補式供電裝置，球型攝像機控制，特別涉及到Mesh網絡下視頻傳輸。
背景技術：
伴隨著社會經濟和信息化技術的飛速發展，視頻監控應用在社會安全的各個行業，平安城市、安全生產、森林防火、公園景區、公路交通等圍繞在人們日常生活和工作周圍的眾多應用都已經離不開視頻監控。視頻監控能夠獲得如此超常規的發展，得益于網絡技術的不斷成熟應用。相對于前兩代的模擬視頻監控和基于微機平臺的數字視頻監控，最新的基于IP的數字化視頻監控是建立在全球高速發展的全面數字化基礎上的系統。按使用的視頻傳輸網絡分類，主要分為有線視頻監控和無線視頻監控。有線視頻監控，傳輸速率穩定，但是安裝部署、線路維護麻煩，而且部署的范圍局限。而無線視頻監控，相對部署容易。無線組網技術的發展，使視頻信號的穩定傳輸和大型的監控應用成為可能。在無線視頻監控領域，主要是使用3G網絡，公告號為201657215U的《警用無線視頻監控裝置》，和公告號為201839388U的《一種在3G網絡下帶VPN和GPS功能的視頻監控系統》均是采用的3G網絡。還有一些是采用目前802. lla/b/g/n無線網絡。本發明采用的無線Mesh路由器，利用多模塊技術徹底解決了無線Mesh多跳損耗問題，并采用多種先進的標準技術在無線性能比如傳輸距離、移動速率、抗干擾、穿透等方面和無線網絡安全方面大幅提高，支持復雜或對安全要求高的環境下開展無線數據傳輸、 無線視頻圖像監控、IP視頻會議、IP音視頻電話、無線定位、無線數控等業務。靈活的組網方式，方便被監控區域范圍的擴大或縮小。幾個視頻監控系統可以作為子系統組成更大的視頻監控系統，可按多級組網方式，形成大規模的監控網絡，高級監控中心能管理低級監控中心的運行(便于管理權限分級管理)。在供電方面，市場上現有的無線視頻監控系統大多直接采用市電220V50HZ，但是由于監控區域可能處于野外環境，不具備市電供電條件。本發明采用太陽能/風能互補式供電系統。使得系統的安裝范圍和功耗與同類型產品具有較大的靈活性和節能性。

發明內容
本發明要解決的技術問題是實現對Mesh網絡下大范圍目標區域監控并有消防報警、防盜報警、錄像存儲和回放的功能。為了增加系統的靈活性，Mesh網絡應當允許監控網絡中監控節點的自動加入，采用太陽能/風能互補式供電。本發明采用的解決方案如下包括無線Mesh設備、智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統三大部分組成，其中無線Mesh設備實現視頻的無線傳輸是關鍵。
該無線Mesh路由器包括無線網卡、數據處理部分和10M/100M網口三個部分；數據處理部分的網絡處理芯片作為主控，外擴RAM和Flash芯片用于程序的存儲和數據的暫存， FPGA芯片和無線網卡通信將網絡數據包的處理后發給網絡處理芯片，降低網絡處理芯片的負荷，加快數據傳輸速度；10M/100M網口將獲取的無線數據輸出和需要轉發的數據輸入；每個路由器節點通過發送和接收節點發現消息NDMgs來實現路由表的建立，鏈路通信質量的分析，進而實現路由；NDMgs包括的信息為版本、生存時間(TTL)、網關標志 (GffFlags)、序列號、節點的IPv4地址；如下表1所示。表1 節點發現消息數據包格式
權利要求
1. 一種無線Mesh網絡下風/太陽能互補供電的視頻監控系統，其特征在于，包括無線 Mesh設備、智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統；該無線Mesh路由器包括無線網卡、數據處理部分和10M/100M網口三個部分；數據處理部分的網絡處理芯片作為主控，外擴RAM和Flash芯片用于程序的存儲和數據的暫存， FPGA芯片和無線網卡通信將網絡數據包的處理后發給網絡處理芯片，降低網絡處理芯片的負荷，加快數據傳輸速度；10M/100M網口將獲取的無線數據輸出和需要轉發的數據輸入；每個路由器節點通過發送和接收節點發現消息NDMgs來實現路由表的建立，鏈路通信質量的分析，進而實現路由；NDMgs包括的信息為版本、生存時間(TTL)、網關標志 (GffFlags)、序列號、節點的IPv4地址；如下表1所示。 表1 節點發現消息數據包格式04812版本TTL網關標志網關端口序列號IPv4 地址NDMgs數據包共10字節，其中版本為版本號，4個比特；生存時間(TTL)，8個比特，用來定義跳數的上限；網關標志(GWFlags)，8個比特，如果節點接入互聯網，那么它作為一個 Internet網關，設置GWFlags為描述網絡連接的參數，如果節點不提供互聯網接入，它必須設定GWFlags為0 ；網關端口，8個比特，定義網絡連接的端口 ；序列號，16個比特，NDMgs的連續編號，每個新的NDMgs序列號增加1 ；節點地址32個比特，節點的IPv4地址；在組網過程中每個節點對于網絡中其他節點維護以下信息IPv4地址，序列號，如果該節點提供了一個互聯網網關，記錄其參數；建立鄰居信息列表，列表中的滑動窗口用來記錄收到的若干個NDMgs的序列號，數據包計數用來記錄收到的NDMgs的數目，最新TTL字段用來記錄最近接收的NDMgs的TTL ；每個節點都必須定期生成和廣播NDMgs ；發送時，根據自身信息來設置NDMgs消息的各字段；接收到NDMgs之后，首先要檢測NDMgs版本和發送地址信息，如果版本與自身不同，或者其發送者地址與自身地址相同，那么該NDMgs必須被丟棄。之后根據發送者地址建立或者更新對應鄰居信息列表表項；還需綜合發送方的通訊信號強度(RSSI/RSI)和預測的丟包率(last_rx)兩項，經過時間積分后，量化為鏈路通信質量，用以選擇最佳下一跳節點； 最后對該NDMgs的TTL字段減1后，如果不等于0，那么將其重播；如果節點能夠接入互聯網，那么它就通過NDMgs向網絡中聲明自己為接入因特網的網關；它的廣播報文包括了描述連接上行下行速率參數等；還發送一個用來建立的UDP通道端口號；無線通訊使用64位或1 位的AES加密方式，所有通訊信息以及NDMgs信息均加密發送，無線路由器工作在802. lla/b/g的方式。系統的其余部分智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統采用現有的模塊； 智能球型攝像機的模擬視頻輸出與視頻壓縮編碼芯片相連，視頻壓縮編碼芯片的將編碼壓縮后的視頻信號，通過無線Mesh路由器的10M/100MbpS接口傳輸給無線Mesh路由器， 并將視頻信號發送到Mesh網絡中，最終回傳到監控中心；圖像信號和控制信號均通過網絡傳輸，無需外加控制電纜。太陽能/風能供電系統輸出功率在20W，輸出電壓12V/MV。
全文摘要
一種無線Mesh網絡下風/太陽能互補供電的視頻監控系統，具有對Mesh網絡下大范圍目標區域監控并有消防報警、防盜報警的功能，采用風能太陽能互補供電。本發明部署快速，便于安裝，升級方便。可調節圖像質量與帶寬占用，系統采用軟件編解碼，可以根據用戶需求調節幀數、分辨率、圖像質量等，接收到的視頻監控圖像可以通過計算機或專用設備實現存儲與回訪的功能。支持基于瀏覽器技術的網絡瀏覽功能，使用方便。通過多跳路由器傳輸可保證在有個別路由器損壞或故障的情況不影響正常的數據傳輸，系統及設備具備防雷和抗強電干擾能力，在高、低溫、大風、揚塵、暴雨等環境下正常運行，廣泛應用于港口、無線校園等領域。具有強大的數據和告警的采控和處理功能，與數據監控系統的無縫結合，實現告警時燈光、警笛聯動并錄像。
文檔編號H04L29/06GK102387352SQ20111036455
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者朱明 , 王雷, 羅鐘鉉, 鄭英東 申請人:大連理工大學