CN102340656A

CN102340656A - 监控终端、监控系统，以及监控数据的发送方法、接收方法

Info

Publication number: CN102340656A
Application number: CN2011103187567A
Authority: CN
Inventors: 刘克华; 欧阳典勇; 陈涛
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明公开了一种监控终端、监控系统，以及监控数据的发送方法、接收方法，在监控终端对原始监控码流不进行复杂的压缩和编码处理，只进行简单的时序转换处理后达成以太网包，在监控中心相应的只需要将以太网包还原成原始监控码流，而不需要进行解码和解压缩处理。本发明适用于各种视频监控系统，采用本发明，节省了大量的硬件资源，大大降低设计的复杂度，增强了系统的可靠性。

Description

监控终端、监控系统,以及监控数据的发送方法、接收方法

技术领域

本发明涉及通信和监控领域，尤其涉及一种监控终端、监控系统，以及监控终端与监控系统之间的监控数据传输方法。

背景技术

视频监控是安全防范系统的重要组成部分，视频监控以其直观、准确和内容丰富广泛而应用于许多场合。从上世纪八九十年代随着计算机、网络、图像处理、信号传输技术的飞跃发展，视频监控的技术和手段也随之迅猛发展和提升。视频监控系统的发展大致经历了三个阶段，在上世纪九十年代之前以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称之为第一代模拟监控系统；九十年代以来，随着计算机处理能力的提高以及图像视频处理水平的迅速提升，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集、处理，实现了高分辨率图像的多画面处理，图像质量也随之大大提高，这种基于计算机多媒体主控台系统称为第二代数字视频监控系统；九十年代末二十世纪初随着宽带、计算机处理能力以及存储容量的巨大提高，以及各种视频图像压缩处理技术的出现，视频监控进入了全数字化时代，称之为第三代远程视频监控系统。

如图1所示，目前视频监控系统的工作模式是一个视频监控中心连接若干视频监控终端，视频监控终端即各类型摄像头，这些摄像头完成各终端监测点的图像采集。各监控终端采集到图像后通过处理器对图像进行压缩、编码，再将这些压缩编码后图像以某种传输介质传送至监控中心，从而监控中心可实时监控以及存储、回放各监控点的视频图像。

通常情况下各视频监控终端与视频监控中心有一定的距离，据不同环境和条件这个距离可达数十米乃至于数百米，监控终端所采集的视频图像以何种介质传输至监控中心，这是整个视频监控系统中极为重要的一环。在第一代模拟视频监控系统(简称模拟视频监控系统)中，一般使用模拟视频线来传输视频信号(只能支持标清，无法支持高清)，模拟视频线仅适合近距离(几米至几十米范围)无干扰传输，普通视频线无干扰传输距离若达到百米之后图像质量根本令人无法接受，况且在实际布线环境下干扰无可避免；如若采用质量很好抗干扰的高档视频线缆，成本又将会大幅飙升，因此模拟视频监控系统目前已经很少采用。在第二代以及第三代视频监控系统中(统称数字视频监控系统)，虽然已经采用的是数字信号接口传输譬如以太网、光纤等等，但若以数字信号进行传输的话必须在视频监控终端上对图像信号进行压缩编码，否则需传输的数据量较为庞大，参考图2所示的监控终端的工作原理。由于以太网接口是目前最流行、最普遍也是成本低廉的数字化传输接口，在当前的视频监控领域也广泛使用，因此现有的视频监控一般都选择以太网接口作为传输接口。以太网在传输距离方面也具有很大的优势，以五类线为例，在保证信号质量的前提下最远可以达到百米，如果借助于网络中继器等设备，信号传输距离达到数百米没有问题。在图像采集模块和以太网物理接口收发器之间一般会设置处理器，作为二者之间通讯的桥梁。处理器通过某种接口譬如VP口(即Video Port，一种业界专用图像传输接口)与图像采集模块相连接，将图像采集模块送过来的原始码流数据进行压缩、编码，编码后的数据通过某种接口譬如MII/GMII/SGMII(MII：Media Independent Interface接口即媒体独立接口，GMII/SGMII与MII类似)等接口传输给以太网物理接口收发器(以下简称为以太网PHY)，以太网PHY将处理器送过来的编码后的图像数据打成以太网包，通过以太网线直接传送至视频监控中心。视频监控中心将收到的以太网包先解包，然后将解出来的图像编码数据再解码，最后再经过一定的转换后送显示或存储等。由于视频终端上的处理器是整个视频终端的核心同时也是视频终端上最昂贵的器件。因此现有的视频监控终端成本比较高，而且监控终端的设计复杂度高、可靠性低。而在视频监控中心还需要进行解码工作，如果终端数量庞大，则需大量的设备来进行解码工作，同样要增加不少系统硬件成本和设计成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种监控终端、监控系统，以及监控数据的发送方法、接收方法，省去了在视频监控中的压缩/解压缩和编/解码处理。

本发明提供了一种监控终端，包括：图像采集模块、时序转换模块和以太网物理接口收发器；所述图像采集模块，用于采集监测点的图像，向所述时序转换模块输出原始监控码流；所述时序转换模块，与所述图像采集模块相连，用于将接收到的原始监控码流进行时序转换，转换成符合所述以太网物理接口收发器输入时序的转换监控码流；所述以太网物理接口收发器，与所述时序转换模块相连，用于将接收到的所述转换监控码流打包成以太网包。

优选的，所述时序转换模块为逻辑器件，例如：ARM芯片、CPLD芯片，以及FPGA芯片等。

优选的，所述以太网物理接口收发器的输入时序包括：MII接口时序、GMII接口时序，以及SGMII接口时序中的一种。

进一步的，还包括与所述时序转换模块相连的配置模块，用于对监控终端进行参数配置。

本发明还提出了一种监控系统，包括监控中心，以及至少一个上述的监控终端；所述监控终端通过以太网连接到所述监控中心，用于将打成以太网包的原始监控码流传送到所述监控中心。

进一步的，所述监控中心包括交换机和监控中心服务器，所述监控中心服务器与交换机相连；所述交换机用于接收并向所述监控中心服务器转发所述监控终端上传的以太网包；所述监控中心服务用于将所述以太网包还原成原始监控码流。

本发明提出了一种监控数据的发送方法，包括以下步骤：采集监测点的图像，并输出原始监控码流；将原始监控码流转换成符合以太网物理接口收发器输入时序的转换监控码流；以太网物理接口收发器将所述转换监控码流打包成以太网包；以太网物理接口收发器通过以太网发送所述以太网包。

本发明还提供了一种监控数据的接收方法，包括以下步骤：交换机通过以太网接收以太网包，所述以太网包中包含原始监控码流；交换机向监控中心服务器转发所述以太网包；监控中心服务将所述以太网包还原成原始监控码流。

本发明由于采用对原始监控码流进行简单的时序转换后就打成以太网包，在视频监控的发送、接收以及传输的过程中省去了码流压缩、解压缩、编码以及解码等步骤，节省了大量的硬件资源，大大降低设计的复杂度，增强了系统的可靠性。

附图说明

图1为现有技术的视频监控系统结构原理图；

图2为现有技术视频终端的结构示意图；

图3为本发明实施例一中的监控终端的结构示意图；

图4为本发明实施例二中的监控系统结构示意图；

图5为本发明实施例三中的监控数据传输流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的主要的发明构思是：在监控终端对原始监控码流不进行复杂的压缩和编码处理，只进行简单的时序转换处理后达成以太网包。在监控中心相应的只需要将以太网包还原成原始监控码流，而不需要进行解码和解压缩处理。

虽然本发明监控终端向监控中心传输的数据量比现有技术多，但是如果选择以太网传输方式，完全可以满足监控要求。具体分析如下：

图像采集模块输出原始码流，粗略计算一下原始码流的大小：以普通标清320×240分辨率的图像为例，假设输出数据位宽为8位，帧率25(监控领域帧率10即可满足最基本的需求，此处以25来计算)，则原始码流为320×240×8×25＝14.7Mbps；如果以高清720P之1028×720分辨率图像为例，假设输出位宽是10位，帧率为30，则原始码流为1280×720×10×30＝264Mbps。通过以上计算的结果可以得知，原始码流的数据量是较为庞大的，这也是为何目前普通视频监控终端都要对采用较为昂贵的“处理器”对SENSOR所采集的图像数据进行压缩编码的原因所在。分析以上标清和高清的原始码流的大小，可以看出若使用以太网接口来传输也是可以满足需求，即使用百兆以太网接口传输标清原始码流已足够，使用千兆以太网接口传输高清原始码流也是够的。

实施例一

如图3所示，为本发明的监控终端的一实施例结构示意图。本发明的监控终端包括：图像采集模块，时序转换模块，以太网物理接口收发器，其中图像采集模块与时序转换模块相连；图像采集模块通过时序转换模块与以太网物理接口收发器相连。其中配置模块为可选模块，与时序转换模块相连，对监控终端进行参数配置。

所述的图像采集模块包含至少一个采集设备，如摄像头。通过图像采集模块采集监测点的图像，并对采集到的图像进行预处理，并向时序转换模块输出原始监控码流。时序转换模块接收到所述图像采集模块输出的原始监控码流后，将原始监控码流转换成为符合以太网物理接口收发器输入接口时序的转换监控码流。其中的时序转换模块由于只进行时序转换处理，因此在硬件选择上的要求比较低。只需要选择逻辑器件即可，这种器件成本相当低廉，也方便进行功能设计。可以选择：ARM芯片、CPLD芯片，以及FPGA芯片等器件。以太网物理接口收发器接收由时序转换模块输出的转换监控码流，并将其打包成以太网包，输出以太网数据包。其中以太网物理接口收发器的输入时序包括：MII接口时序、GMII接口时序，或者SGMII接口时序。

实施例二

如图4所示，为本发明的监控系统结构示意图。本发明的监控系统包括：至少一个监控终端和监控中心，其中监控中心包括交换机和监控中心处理器，其中监控中心处理器通过交换机与监控终端相连。

监控终端采集监测点的图像，对采集到的图像预处理生成原始监控码流，并对原始监控码流进行时序转换，转换成为符合要求的转换监控码流，将转换监控码流打包为以太网包，并向监控中心输出以太网包。各个监控终端输出的以太网包通过交换机传送给监控中心服务器，最后由监控中心服务器对接收到的以太网包还原成原始监控码流，并进行分析、处理。

实施例三

如图5为本发明中监控数据传输方法的流程图，所述具有监控数据传输的方法包括：

步骤301，图像采集模块采集监测点图像，并输出原始监控码流；

步骤302，时序转换模块将所述的原始监控码流转换成符合以太网物理接口收发器输入接口时序的转换监控码流；以太网物理接口收发器的输入时序包括：MII接口时序、GMII接口时序，或者SGMII接口时序。

步骤303，以太网物理接口收发器将转换监控码流打包成以太网包；

步骤304，以太网物理接口收发器将所述以太网包通过以太网传输至监控中心；监控中心中设有交换机和监控中心服务器，交换机接收监控终端输出的以太网包，并将其传送给监控中心服务器，最后由监控中心服务器对接收到的以太网包进行分析、处理。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明；因此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种监控终端，其特征在于，所述终端包括：图像采集模块、时序转换模块和以太网物理接口收发器；

所述图像采集模块，用于采集监测点的图像，向所述时序转换模块输出原始监控码流；

所述时序转换模块，与所述图像采集模块相连，用于将接收到的原始监控码流进行时序转换，转换成符合所述以太网物理接口收发器输入时序的转换监控码流；

所述以太网物理接口收发器，与所述时序转换模块相连，用于将接收到的所述转换监控码流打包成以太网包。

2.根据权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述时序转换模块为逻辑器件。

3.根据权利要求2所述的监控终端，其特征在于，所述逻辑器件为ARM芯片、CPLD芯片，以及FPGA芯片中的一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的监控终端，其特征在于，所述以太网物理接口收发器的输入时序包括：MII接口时序、GMII接口时序，以及SGMII接口时序中的一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的监控终端，其特征在于，还包括与所述时序转换模块相连的配置模块，用于对监控终端进行参数配置。

6.一种监控系统，包括监控中心，其特征在于，还包括至少一个如权利要求1-5任一项所述的监控终端；所述监控终端通过以太网连接到所述监控中心，用于将打成以太网包的原始监控码流传送到所述监控中心。

7.如权利要求6所述监控系统，其特征在于，所述监控中心包括交换机和监控中心服务器，所述监控中心服务器与交换机相连；所述交换机用于接收并向所述监控中心服务器转发所述监控终端上传的以太网包；所述监控中心服务用于将所述以太网包还原成原始监控码流。

8.一种监控数据的发送方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集监测点的图像，并输出原始监控码流；

将原始监控码流转换成符合以太网物理接口收发器输入时序的转换监控码流；

以太网物理接口收发器将所述转换监控码流打包成以太网包；

以太网物理接口收发器通过以太网发送所述以太网包。

9.根据权利要求8所述的监控数据的发送方法，其特征在于，所述以太网物理接口收发器的输入时序包括：MII接口时序、GMII接口时序，以及SGMII接口时序中的一种。

10.一种监控数据的接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

交换机通过以太网接收以太网包，所述以太网包中包含原始监控码流；

交换机向监控中心服务器转发所述以太网包；

监控中心服务将所述以太网包还原成原始监控码流。