CN102215378B - 一种动态组网的多媒体传感网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息与通信技术领域，提出了一种动态组网的多媒体传感网络系统，从而可以在此基础上实现大规模视频监控网络。本发明的基于多媒体传感网络的视频监控网络系统包括：监控平台、本地监控节点、监控终端。监控终端由多媒体传感节点构成，本地监控节点可以连接、控制多个监控终端，组成局域多媒体传感网络。本地监控节点和监控终端之间不需要预先部署IP网络，而是利用Wi-Fi点对点技术来动态建立网络连接，实现自组织多媒体传感网络。监控平台和多个本地监控节点之间通过已部署的IP网络连接，集中控制以本地监控节点为中心的大量局域多媒体传感网络。采用本发明的方案，可以在不具备IP网络覆盖的区域内快速组建局域多媒体传感网络，并通过和IP网络的结合，组建大规模的基于多媒体传感网络的视频监控网络。

Description

一种动态组网的多媒体传感网络系统

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及通信网络中一种动态组网的多媒体传感网络系统。

背景技术

近年来，视频监控业务得到了快速的发展，在公共安全、企业管理等方面发挥着重要的作用。目前的视频监控网络基本上采用专网传输的方案，故而造成网络建设费用居高不下。

为了降低视频监控网络的建设费用，从而使之可以应用到更广泛的领域，利用已部署的IP网络来构建视频监控网络是势在必行的。为了满足覆盖需求，视频监控终端可能会被安装在各种地方，很可能会在已部署的IP网络的覆盖范围之外，此时，如何以低成本来扩展IP网络，从而快速构建视频监控网络，就是我们需要解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种动态组网的多媒体传感网络系统，通过利用Wi-Fi点对点技术等热点网络技术来动态建立和维护局域多媒体传感网络，并和已部署的IP网络相结合，共同组建大规模多媒体传感网络系统，从而可以在此基础上实现大规模视频监控网络。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于多媒体传感网络的视频监控网络系统架构，包括：监控平台、本地监控节点、监控终端。其中，监控平台和多个本地监控节点之间通过已部署的IP网络连接；多媒体传感节点作为监控终端，一个本地监控节点可以和多个监控终端连接，本地监控节点和监控终端之间不需要预先部署IP网络，而是利用Wi-Fi点对点技术来动态建立网络连接，实现自组织多媒体传感网络。如果一个本地监控节点失效，和其连接的监控终端将会自动寻找其他本地监控节点，并建立与之的网络连接。

根据本发明的第二方面，提供了一种本地监控节点装置，其中，包括：自组织网络管理装置，用于建立和作为监控终端的多媒体传感节点之间的自组织局域多媒体传感网络；监控终端控制代理装置，用于执行监控终端的控制代理功能，在监控平台的控制下管理连接到本地监控节点装置的监控终端；策略执行装置，用于接收监控平台下发的多媒体处理、多媒体存储和传输策略，并根据相关策略来控制数据处理装置、数据存储装置、流量处理装置对于多媒体数据流的处理、存储和转发操作；数据存储装置，用于存储来自监控终端的多媒体监控数据；数据处理装置，用于处理多媒体监控数据，如：过滤、检索、删除、编码等等；流量处理装置，用于转发来自监控终端的多媒体监控数据到监控平台；第一获取装置，用于获取来自监控终端的多媒体监控数据；第二获取装置，用于获取来自监控平台的控制信息，如：控制命令、信息检索命令等；第一发送装置，用于发送信息到监控终端；第二发送装置，用于发送信息到监控平台。

根据本发明的第三方面，提供了一种应用于监控终端的网络控制装置。监控终端上的网络控制装置负责实现多媒体传感网络的拓扑建立、终端管理、监控信息传输等功能，从而将具有摄像等功能的监控终端纳入到多媒体传感网络，其中，包括：终端控制装置，用于根据监控平台的命令，对监控终端进行控制；自组织网络客户端装置，用于实现局域自组织多媒体传感网络的业务发现、拓扑建立和维护；第三接收装置，用于接收来自本地监控节点的信息；第三发送装置，用于发送信息到本地监控节点。

根据本发明的第四方面，提供了一种监控平台的控制装置。其中，包括：监控终端管理装置，用于实现对监控终端的控制和管理；监控网络管理装置，用于通过本地监控节点，建立和维护局域多媒体传感网络；数据处理装置，用于实现对多媒体监控数据的处理；数据存储装置，用于实现对多媒体监控数据的存储；策略控制装置，用于控制本地监控节点对多媒体监控数据的处理、存储和转发。

根据本发明的第五方面，提供了一种本地局域多媒体传感网络的拓扑建立和维护方法。其中，本地局域多媒体传感网络的拓扑建立包括以下步骤：a)服务发现；b)网络协商；c)终端认证；d)网络连接建立；e)监控终端配置。本地局域多媒体传感网络的拓扑维护包括以下步骤：a)链路监听；b)失效链路发现；c)拓扑重组。

根据本发明的第六方面，提供了一种基于多媒体传感网络的视频监控网络的监控数据处理方法。在所述网络中，本地监控节点是本地多媒体传感网络的多媒体监控流量汇聚中心，来自监控终端的多媒体监控信息可以临时或长期存储在本地监控节点，本地监控节点根据所配制的传输策略来决定是否及时或者定时传递来自于监控终端的多媒体监控信息，本地监控终端也可以根据监控平台的命令来在所存储的监控内容中检索满足要求的内容，并上传到监控平台。

采用本发明的方案，可以在不具备IP网络覆盖的区域内快速动态组建局域多媒体传感网络作为局域监控网络，并通过和IP网络的结合，组建大规模的视频监控网络。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个具体实施例的基于多媒体传感网络的视频监控网络系统架构图；

图2示出了根据本发明的一个具体实施例的本地监控节点装置示意图；

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的监控终端的网络控制装置示意图；

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的监控平台的控制装置示意图；

图5示出了根据本发明的一个具体实施例的本地局域多媒体传感网络的拓扑建立流程图；

图6示出了根据本发明的一个具体实施例的本地局域多媒体传感网络的拓扑维护流程图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。

本发明在监控设备(如，图1所示的监控设备1)中引入本发明第三方面所提供的控制装置，在监控平台(如，图1所示的监控平台1)中引入本发明第四方面所提供的控制装置，并引入本发明第二方面所提供的本地监控节点装置，以实现本发明第一方面所提供的基于动态组网的多媒体传感网络的视频监控网络系统。

图1示出了根据本发明的一个具体实施例的基于多媒体传感网络的视频监控网络系统架构图。以下参照图1并结合第一实施例对本发明进行描述。如图1所示，基于多媒体传感网络的视频监控网络由三类关键设备共同组建：包含本发明的一个具体实施例的本地监控节点，包含本发明的一个具体实施例的监控设备，和包含本发明的一个具体实施例的监控平台。图中所示的监控网络由监控平台1统一控制。网络内的所有本地监控节点和监控平台通过IP网络相连接。监控设备和本地监控节点通过Wi-Fi点对点技术共同组成局域多媒体传感网络，例如：图1中监控设备1、监控设备2、监控设备3和本地监控节点1共同组成局域多媒体传感网络1；监控设备4、监控设备5和本地控制节点2共同组成局域多媒体传感网络2。一个监控网络由多个局域多媒体传感网络共同组成。本地监控节点是每个局域多媒体传感网络的控制中心。一般而言，监控设备由具有多媒体信息捕获功能的多媒体传感节点构成，从而捕获某一区域的实时多媒体信息。

以下，参照图2并结合图1对本发明的第二方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。

图2是本发明所提供的本地监控节点装置结构实施例，它主要包括：自组织网络管理装置101、监控终端控制代理装置102、策略执行装置103、数据存储装置104、数据处理装置105、流量处理装置106、第一获取装置107、第二获取装置108、第一发送装置109、第二发送装置110。其中：

自组织网络管理装置101用于建立和监控终端之间的自组织局域多媒体传感网络。自组织网络管理装置负责建立包含有其连接覆盖范围内的多个监控终端在内的Wi-Fi点对点通信组(P2P组)，并作为这个P2P组的所有者，负责该P2P组的创建、准入控制、终结等功能。利用Wi-Fi点对点技术，自组织网络管理装置可以自动建立和一组监控终端的同步通信。该P2P通信组内的所有成员共同组织成为一个局域多媒体传感网络，每个本地监控节点是一个局域多媒体传感网络的控制中心，控制所有加入到该局域多媒体传感网络的监控终端。而监控终端通过本地监控节点和监控平台相连接，并受本地监控节点控制。

监控终端控制代理装置102用于执行监控终端的控制代理功能，在监控平台的控制下管理局域多媒体传感网络内的所有监控终端。所负责功能如下：

(1)在监控终端启动并加入到所述本地监控节点的局域多媒体传感网络时，从监控平台获取该监控终端的配置信息，并对监控终端进行相应配置。

(2)接收监控终端的状态信息上报，并定期上报到监控平台。

(3)根据监控平台的命令，加载最新软件版本到监控终端，等等。

监控终端控制代理装置102和监控终端之间通过第一获取装置107和第一发送装置109进行通信。监控终端控制代理装置102和监控平台之间通过第二获取装置108和第二发送装置110进行通信。

策略执行装置103，用于接收监控平台下发的多媒体处理、多媒体存储和传输策略，并根据相关策略来控制数据处理装置、数据存储装置、流量处理装置对于多媒体数据流的处理、存储和转发操作。策略执行装置103通过第二获取装置108接收来自监控平台的策略信息。

数据存储装置104负责根据策略执行装置103的配置来实现对来自监控终端的多媒体监控数据的存储。

数据处理装置105负责根据策略执行装置103的配置来处理多媒体监控数据，执行过滤、检索、删除、编码等操作。

流量处理装置106负责根据策略执行装置103的配置来转发来自监控终端的多媒体监控数据到监控平台，如：转发来自某监控终端的全部实时监控信息到监控平台，或者转发某一时间段内的某个监控终端的监控信息到监控平台，等等。

第一获取装置107用于获取来自监控终端的各类信息，如：监控终端的实时多媒体监控数据，P2P通信组交互信息，等等。本地监控节点装置通过第一获取装置107获取来自局域多媒体传感网络的所有监控终端的多媒体监控数据。

第二获取装置108用于获取来自监控平台的控制信息，如：控制命令、信息检索命令等。第二获取装置108和监控平台之间可以通过已部署的IP网络连接，第二获取装置108从IP网络上获取来自监控平台的控制信息。

第一发送装置109用于发送信息到局域多媒体传感网络内的监控终端，如：来自监控终端控制代理装置的各种控制命令等信息，自组织网络管理装置101所发送的P2P通信组建立和维护信息等。

第二发送装置110用于发送信息到监控平台。

以下，参照具体图3并结合图1对本发明的第三方面进行说明，其中，上文中结合图1对第一方面的说明以及结合图2对第二方面的说明在此作为参考。以图1所示监控终端1为例。

根据本发明的一个具体实施例，图3是本发明所提供的应用于监控终端的网络控制装置的结构实施例，它主要包括：终端控制装置201、自组织网络客户端装置202、第三接收装置203、第三发送装置204。其中：

终端控制装置201，用于根据来自本地监控节点的命令，对监控终端进行控制。终端控制装置201通过第三接收装置203接收来自本地监控节点的监控终端控制代理装置102的控制命令，并根据其对监控终端进行控制。

自组织网络客户端装置202用于实现自组织网络的业务发现、拓扑建立和维护。自组织网络客户端装置202负责根据Wi-Fi点对点协议，发现并加入本地监控节点所建立的P2P通信组。

第三接收装置203，用于接收来自本地监控节点的信息。

第三发送装置204，用于发送信息到本地监控节点，如：自组织网络客户端装置202发送的P2P通信组交互信息，监控终端采集的视频监控信息，等等。

以下，参照具体图4并结合图1对本发明的第四方面进行说明，其中，上文中结合图1对第一方面的说明，图2对第二方面的说明在此作为参考，图3对第三方面的说明在此作为参考。以图1所示视频监控平台1为例。

根据本发明的一个具体实施例，图4是本发明所提供的监控平台的控制装置的结构实施例，它主要包括：监控终端管理装置301、监控网络管理装置302、数据处理装置303、数据存储装置304、策略控制装置305。其中：

监控终端管理装置301，用于实现对监控终端的控制和管理。监控终端管理装置301通过本地监控节点实现对所有监控终端的控制和管理。当监控终端启动并连接到某个本地监控节点后，本地监控节点向监控终端管理装置301请求并获取该监控终端的配置信息，并对该监控终端进行配置。监控终端管理装置301也可以同样利用本地监控节点对指定监控终端上的软件版本进行升级。本地监控节点上的监控终端控制代理装置102定期收集各监控终端的状态信息，并上报给监控终端管理装置301。

监控网络管理装置302，用于通过本地监控节点，建立和维护基于多媒体传感网络的监控网络。在每个本地监控节点启动时，监控网络管理装置302负责传送多媒体处理、多媒体存储和流量传输策略到本地监控节点，本地监控节点将根据相关策略来处理来自监控终端的多媒体流量。监控网络管理装置302也负责维护基于多媒体传感网络的监控网络的拓扑结构，每个本地监控节点的启动，每个监控终端接入到本地监控节点，都会产生通知消息到监控网络管理装置302。监控网络管理装置302将会根据相关消息更新监控网络的拓扑结构。

数据处理装置303，用于实现对多媒体监控数据的处理，如：数据过滤、数据查找等等。用户对多媒体监控数据的过滤、查找等等处理需求将由数据处理装置303执行，并返回执行结果。这种数据处理是针对数据存储装置304已存储的数据进行操作。

数据存储装置304，用于实现对多媒体监控数据的存储。数据存储装置304接收并存储本地监控节点所转发的来自监控终端的监控数据。

策略控制装置305，用于控制本地监控节点对多媒体监控数据的处理、存储和转发。策略控制装置305负责接收用户配置的多媒体监控数据的处理、存储和转发策略，并通过监控网络管理装置302将这些策略下发到相应本地监控节点进行执行。

根据本发明实施例，还提供了一种本地局域多媒体传感网络的拓扑建立和维护方法，其可以使用上述的系统结构和装置。

提供了一种本地局域多媒体传感网络的拓扑建立和维护方法。其中，本地局域多媒体传感网络的拓扑建立包括以下步骤：a)服务发现；b)网络协商；c)终端认证；d)网络连接建立；e)监控终端参数配置。

下面根据图5并结合图1来介绍该方法。该方法包括以下处理：

步骤S10，服务发现。本地监控节点的自组织网络管理装置101周期性地广播本地监控节点服务广告消息。监控终端启动后，会进入服务发现阶段，此时监控终端的自组织网络客户端装置202将侦听所有本地监控节点服务广告消息，并在接收到服务广告消息的本地监控节点内选择一个进行网络协商。

步骤S11，网络协商。在此阶段，监控终端的自组织网络客户端装置202将发送连接请求信息到本地监控节点的自组织网络管理装置101，本地监控节点的自组织网络管理装置101接收到连接请求信息后将根据自身的配置策略来判断是否允许此监控终端加入，如果可以，则发送连接确认消息给监控终端，否则发送连接失败消息给监控终端。

步骤S12，网络连接建立。若允许所述监控终端加入，自组织网络管理装置101将所述监控终端加入到其拥有的P2P通信组，并通知视频监控平台此监控终端的加入信息，其后将可以接收来自所述监控终端的监控流量。

步骤S13，监控终端参数配置。在基于多媒体传感网络的监控网络中，监控终端可以是零配置，所有配置信息都保存在监控平台中。当监控终端被授权接入到多媒体传感网络中时，本地监控节点的监控终端控制代理装置102从监控平台获取该监控终端的配置信息，并将所获得的配置信息发送给监控终端的终端控制装置201，由其对监控终端进行相应配置。

下面根据图6并结合图1来介绍本地局域多媒体传感网络的拓扑维护方法。该方法包括以下处理：

步骤S20，链路监听。为了维护本地监控节点和监控终端之间的监控链路，本地监控节点会周期性发送链路心跳信息，监控终端将持续监听链路心跳信息。

步骤S21，失效链路发现。如果监控终端在指定时间内没有接收到来自本地监控节点的链路心跳信息，监控终端将认为和本地监控节点之间的通信链路失效。

步骤S22，拓扑重组。当发现和本地监控节点之间的通信链路失效后，监控终端将重新启动服务发现流程，以发现新的本地监控节点，并建立与新的本地监控节点之间的网络链接。

根据本发明的第六方面，提供了一种基于多媒体传感网络的视频监控网络的监控数据处理方法。在监控网络中，本地监控节点是本地局域多媒体传感网络的监控流量汇聚中心，来自监控终端的监控信息可以临时或长期存储在本地监控节点，本地监控节点根据所配制的传输策略来决定是否及时或者定时传递来自于监控终端的多媒体监控信息，本地监控终端也可以根据监控平台的命令来在所存储的监控内容中检索满足要求的内容，并上传到监控平台。

上述设备实施例中描述的多个细节同样适用于该方法实施例，因此，省略了对相同或相似部分的重复描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于动态组网的多媒体传感网络的视频监控网络系统，其特征在于：

a)监控网络系统由监控平台、本地监控节点、监控终端组成；

b)监控平台和多个本地监控节点之间通过已部署的IP网络连接；

c)多媒体传感节点作为监控终端；

d)本地监控节点和监控终端之间不需要预先部署IP网络，而是利用Wi-Fi点对点技术来动态建立网络连接，实现自组织多媒体传感网络；

本地局域多媒体传感网络的拓扑建立包括以下步骤：

11)服务发现：本地监控节点周期性地广播本地监控节点服务广告消息，监控终端启动后，进入服务发现阶段，侦听所有本地监控节点服务广告消息；

12)网络协商：监控终端在接收到服务广告消息的本地监控节点内选择一个进行网络协商，监控终端发送连接请求信息到所选本地监控节点，本地监控节点接收到连接请求信息后将根据自身的配置策略来判断是否允许此监控终端加入，如果可以，则发送连接确认消息给监控终端，否则发送连接失败消息给监控终端；

13)网络连接建立：若允许所述监控终端加入，本地监控节点将所述监控终端加入到其拥有的P2P通信组，并通知监控平台此监控终端的加入信息，其后将可以接收来自所述监控终端的监控流量；

14)监控终端参数配置：当监控终端被授权接入到局域多媒体传感网络中时，本地监控节点从监控平台获取该监控终端的配置信息，并将所获得的配置信息发送给监控终端，对监控终端进行相应配置；

本地局域多媒体传感网络的拓扑维护包括以下步骤：

21)链路监听：为了维护本地监控节点和监控终端之间的监控链路，本地监控节点会周期性发送链路心跳信息，监控终端将持续监听链路心跳信息；

22)失效链路发现：如果监控终端在指定时间内没有接收到来自本地监控节点的链路心跳信息，监控终端将认为和本地监控节点之间的通信链路失效；

23)拓扑重组：当发现和本地监控节点之间的通信链路失效后，监控终端将重新启动服务发现流程，以发现新的本地监控节点，并建立与新的本地监控节点之间的网络链接；

在监控网络中，本地监控节点是本地监控局域网络的监控流量汇聚中心，来自监控终端的监控信息可以临时或长期存储在本地监控节点，本地监控节点根据所配制的传输策略来决定是否及时或者定时传递来自于监控终端的多媒体监控信息，本地监控终端也可以根据监控平台的命令来在所存储的监控内容中检索满足要求的内容，并上传到监控平台。

2.一种本地监控节点装置，其中，包括：

自组织网络管理装置，用于建立和监控终端之间的自组织局域多媒体传感网络，所述自组织局域多媒体传感网络的系统为如权利要求1所述的基于动态组网的多媒体传感网络的视频监控网络系统；

监控终端控制代理装置，用于执行监控终端的控制代理功能，在监控平台的控制下管理连接到本地监控节点装置的监控终端；

策略执行装置，用于接收监控平台下发的多媒体处理，多媒体存储和传输策略，并根据相关策略来控制数据处理装置、数据存储装置、流量处理装置对于多媒体数据流的处理、存储和转发操作；

数据存储装置，用于存储来自监控终端的多媒体监控数据；

数据处理装置，用于处理多媒体监控数据，包括过滤、检索、删除和编码；

流量处理装置，用于转发来自监控终端的多媒体监控数据到监控平台；

第一获取装置，用于获取来自监控终端的多媒体监控数据；

第二获取装置，用于获取来自监控平台的控制信息，包括控制命令和信息检索命令；

第一发送装置，用于发送信息到监控终端；

第二发送装置，用于发送信息到监控平台。

3.一种应用于监控终端的网络控制装置，其中，包括：

终端控制装置，用于根据来自本地监控节点的命令，对监控终端进行控制；

自组织网络客户端装置，用于实现局域自组织多媒体传感网络的业务发现、拓扑建立和维护，所述自组织局域多媒体传感网络的系统为如权利要求1所述的基于动态组网的多媒体传感网络的视频监控网络系统；

第三接收装置，用于接收来自本地监控节点的信息；

第三发送装置，用于发送信息到本地监控节点。

4.一种基于多媒体传感网络的视频监控网络系统中的监控终端，包括权利要求3所述的网络控制装置。