CN102665065B - 一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统，其中所述系统包括至少两个用于获取各自监控数据的监控节点，所述每个监控节点均设置一个用于发送和接收所述监控数据以及连接请求信息的太赫兹收发器；所述每个监控节点均对应连接一个用于控制监控节点和太赫兹收发器的控制模块。本发明通过在每个监控节点均设置太赫兹收发器，从而使得任一监控节点均能实现对等监控的功能，由于是通过太赫兹方式传输，从而使得无线通信的传输容量更大（高达10Gbps）与方向性更好，充分实现各监控节点的对等化通信与动态组网。从而为无线监控领域带来全新的业务模式。

Description

一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统

技术领域

本发明涉及监控方法和系统，尤其涉及一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统。

背景技术

传统的无线监控传输方式包括模拟微波视频传输，数字微波视频传输和3G无线网络监控等，每一个监控设备称为一个监控节点，监控节点兼有摄像采集和视频显示的功能，可以包含显示器和摄像头等监控设备。基于模拟微波传输的监控系统，虽然延时与损耗较小，但监控节点与中继节点数目受限；基于数字微波视频传输与3G无线网络的监控系统，虽然监控节点的数量不受限制，但上行和下行通道带宽受限，无法实现对等通信，且监控图像延时较大，分辨率也有限。

因此，现有技术有待于完善和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现各监控节点对等通信、传输容量更大以及方向性更好的一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法，包括以下步骤：

A，通过至少两个监控节点获取各自的监控数据，所述每个监控节点均设置一用于发送和接收太赫兹信号的太赫兹收发器；

B，任意一个监控节点通过太赫兹信号向至少一个其他监控节点发送连接请求；

C，其他监控节点接收连接请求后，产生应答并与发送连接请求的监控节点建立连接；

D，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据通过太赫兹信号发送到发送连接请求的监控节点；

E，发送连接请求的监控节点接收并读取被请求连接的其他监控节点发送的监控数据。

所述的对等监控方法，其中，所述步骤A中，每个监控节点有唯一的自身地址。

所述的对等监控方法，其中，所述步骤B中，所述连接请求的内容包括被请求连接监控节点的自身地址。

所述的对等监控方法，其中，所述步骤D中包括：

D1，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据处理为适于太赫兹信号传输的数据包，并通过太赫兹信号向发送连接请求的监控节点发送所述数据包。

所述的对等监控方法，其中，所述步骤E还包括：

E1，发送连接请求的监控节点接收所述数据包后，将所述数据包处理为适于读取的监控数据；

E2，发送连接请求的监控节点读取被请求连接的其他监控节点发送的监控数据。

所述的对等监控方法，其中，步骤A中的所述监控数据包括音频数据和/或视频数据。

所述的对等监控方法，其中，所述步骤E中还包括：

E3，发送连接请求的监控节点通过显示器读取被请求连接的其他监控节点的监控数据。

一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统，其中，包括至少两个用于获取各自监控数据的监控节点，所述每个监控节点均设置一个用于发送和接收所述监控数据以及连接请求信息的太赫兹收发器，还包括一用于控制监控节点和太赫兹收发器的控制模块。

所述的对等监控系统，其中，所述控制模块为一个，所述控制模块连接所述监控节点以及所述太赫兹收发器。

所述的对等监控系统，其中，所述每个监控节点均对应连接一个用于控制监控节点和太赫兹收发器的控制模块。

所述的对等监控系统，其中，所述监控节点包括与控制模块连接的视频采集设备和/或音频采集设备。

所述的对等监控系统，其中，所述监控节点还包括用于显示监控数据的显示器。

所述的对等监控系统，其中，所述监控节点还包括用于连接显示器的接口。太赫兹（THz）波是电磁频率在0.1~10THz（波长在3mm~30um）之间的电磁波，波段介于微波与远红外光之间。太赫兹技术将会成为第六或第七代无线通讯技术的基础。

本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统，通过在每个监控节点均设置用于发送和接收监控数据以及连接请求信息的太赫兹收发器，从而使得一个监控节点能与其他至少一个监控节点连接，如图1所示，为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统的效果示意图一，即从任一个监控节点处可以获取其他任一个或多个监控节点的监控数据，实现对等监控的功能，由于是通过太赫兹方式传输，从而使得无线通信的传输容量更大（10Gbps）、方向性更好，充分实现各监控节点的对等化通信与动态组网，从而为无线监控领域带来全新的业务模式。

附图说明

图1为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统的效果示意图。

图2为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统原理示意图。

图3为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统的软件原理图。

图4为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统较佳实施例一的示意图。

图5为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统较佳实施例二的示意图。

图6为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统中监控节点的状态示意图。

图7为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统的原理示意图，包括至少两个用于获取各自监控数据的监控节点20，每个监控节点20均设置一太赫兹收发器30，所述太赫兹收发器30用于发送和接收所述监控数据以及连接请求信息，通过请求及应答，将发送连接请求的监控节点与至少一个其他的监控节点建立定位连接，然后通过太赫兹信号发送和接收监控数据。即每个监控节点均可通过太赫兹收发器30向其他的监控节点广播自身地址，以及读取其他监控节点位置信息与监控数据。所述监控节点20还可以设置用于获取监控数据的视频采集设备40或音频采集设备，在本实施例中，所述监控节点20仅包括视频采集设备40，更优选的方案是在监控节点还设置一用于显示监控数据的显示器50，所述监控节点20与控制模块10连接，所述控制模块10用于控制监控节点20，所述太赫兹收发器30、视频采集设备40和显示器50均与控制模块10连接。用户可以通过控制模块10在每个监控节点20读取任意一个或多个监控节点的监控数据。

具体地，当定位连接后的被请求连接的监控节点将自身获取的监控数据处理为适于太赫兹发送的数据包，并通过太赫兹信号将所述数据包向发送连接请求的监控节点发送，发送连接请求的监控节点接收所述数据包后，将所述数据包处理为可播放的多媒体流以及播放所述多媒体流。这是太赫兹发送与接收的基本原理。

如图3所示，为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统的软件原理图，最底层为硬件单元，包括太赫兹收发器、视频采集设备和显示器。太赫兹收发器用于收发承载监控数据流的太赫兹无线信号，视频采集设备一般为摄像头。

在硬件单元之上都是由软件来实现的逻辑功能。太赫兹通信接口驱动负责控制太赫兹收发器进行监控数据的接收和发送，太赫兹通信协议栈负责握手、重传、拆包、重组等协议层面的数据处理。视频采集设备和显示器都需要相应的驱动软件才能正常工作。视频采集设备对应视频采集驱动，显示器对应显示驱动，在视频采集驱动之上为多媒体编码器，多媒体编码器负责实时获取监控帧来压缩成相应的媒体格式来提供给其他监控节点使用；显示驱动之上为图形引擎和多媒体解码器，节点接收到的监控流，经过解码后得到原始的图像帧，再由图形引擎以单画面或多画面的方式呈现到显示器上。

所述控制模块包括监控集群控制台及监控集群管理器，监控集群管理器负责节点增减和监控数据的收发控制。具体包括节点增减的请求和响应，监控节点的连接请求与应答和监控数据的发送与接收。最上层为监控集群控制台。所述监控集群控制台允许用户以图形界面或命令行的方式，去控制监控节点的行为。包括：指定监控节点，调节多画面显示效果，控制摄像头云台等等。所述控制模块、太赫兹收发器、视频采集设备和显示器的软件实现均为本领域技术人员所熟知，具体的软件实现原理在此不再赘述。

如图4所示，为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统较佳实施例一的示意图，所有监控节点可共用一个控制模块，对所有的监控节点实行总的控制，这样可以节省监控网络的成本。即每个监控节点都与控制模块连接，这样用户既可以在一个控制模块上控制每个监控节点的活动状态，如关闭或开启，又或者锁定某个监控节点；由于每个监控节点的太赫兹收发器可以正常发送与接收其他监控节点的监控数据，所以用户也可以在每个监控节点上读取任一监控节点的监控数据。

当然，也可以在每个监控节点设置一个控制模块，如图5所示，每个控制模块对应连接一个监控节点以及一个所述太赫兹收发器。这样每个监控节点可以真正实现无线通信。每个监控节点既可以完全独立存在，又因为太赫兹收发器而相互连接。

在本发明中监控节点的增加与减少都可以很自由。无论监控节点的数量改变或者传输监控数据，均需要首先给各个监控节点定位，通过设置自身地址来实现，以便相互识别，即任意两个监控节点先通过太赫兹发送和接收连接请求，当需要某一监控节点的监控数据时，只需查找对应监控节点的自身地址，然后再进行监控数据的发送或接收。如图6所示，为本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统中监控节点（以下简称“节点”）的状态示意图，左侧为在网节点（1，2，3……N），属于活跃节点；右侧为待加入节点（M，M+1，M+2，……）和已移除节点（K，K+1，K+2，……），属于非活跃节点。首先，任意一个监控节点必须通过注册流程才能成为在网节点，活跃节点之间可以随意查看监控画面。如果一个节点没有必要存在，可以移除为非活跃节点。节点的工作流程分为以下三个步骤：

一，节点增加，待加入节点通过广播（太赫兹收发器实现）方式，对特定子网进行全地址扫描，其他活跃节点接收到扫描信号后，必须做响应，直至遇到无响应的地址即用作自身地址，即监控节点均有唯一的自身地址以便定位连接，准确发送连接请求。并向其他活跃节点通知自己新获取的地址，所述地址类似于互联网的IP地址，当然还可以通过手功或者自动为每个节点增加标注信息，如具体的楼道位置。

二，请求服务，节点处于活跃状态后，如果向任意一个有效地址的节点发送监控画面请求，经过应答交互后即可接收监控数据流，一个节点可同时接收多个节点的监控数据，以多画面方式呈现在显示器上。

三，节点删除，当一个节点没必要存在时，可以发送退出监控集群网的广播命令，其他节点收到后即认为该节点已不可用。为了处理异常掉网的情况，每个节点也会周期性地发出广播用于“心跳”维持，如果若干周期后仍无法收到某个节点的广播，也会认为那个节点已经处于被移除状态。

由若干节点组成对等网，节点间使用太赫兹进行通信。得益于太赫兹的高速数据流，每个节点可以实时高分辨率地查看其他节点的摄像采集画面，并且支持多画面分屏的方式同时查看多个节点。节点和节点之间是完全对等的点对点关系，节点的数量可以动态增减，因此极大地增加了监控布防的灵活度和可靠性。

在本发明一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统中，每个监控节点既可以设置一个显示器，也可以在每个监控节点只设置用于连接显示器的接口，这样当用户需要察看任一监控节点的监控数据时，就可以只在其中一个监控节点的接口上连接显示器即可，从而节省成本和安装的空间。

本发明还公开了一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法，如图7所示，包括以下步骤：

步骤S1，通过至少两个监控节点获取各自的监控数据，所述每个监控节点均设置一用于发送和接收太赫兹信号的太赫兹收发器；优选方案是每个监控节点包括一个太赫兹收发器、一个视频采集设备和一个显示器。所述视频采集设备用于获取视频的监控数据，当然也可以包括音频的监控数据；所述显示器用于显示当前监控节点的监控数据，所述太赫兹收发器用于将监控数据处理成可实现太赫兹传输的数据包，为了方便定位连接，每个监控节点有唯一的自身地址，类似于互联网的IP地址；这是现有公知技术，在此不再赘述。

步骤S2，任意一个监控节点通过太赫兹信号向至少一个其他监控节点发送连接请求；具体地，所述连接请求的内容包括被请求连接监控节点的自身地址。也即是说每个监控节点可实现一个监控节点里，同时连接多个监控节点。

步骤S3，其他监控节点接收连接请求后，产生应答并与发送连接请求的监控节点建立连接；具体参见上述节点的工作流程的表述。

步骤S4，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据通过太赫兹信号向发送到发送连接请求的监控节点；

具体地，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据处理为适于太赫兹传输的数据包，并通过太赫兹信号向发送连接请求的监控节点发送所述数据包；

步骤S5，发送连接请求的监控节点接收并读取被请求连接的其他监控节点发送的监控数据。由于一般监控数据为视频信息，因此，发送连接请求的监控节点可通过显示器读取被请求连接的其他监控节点的监控数据，

监控数据在通过太赫兹信号传输时，须进行前期的数据处理，具体地，发送连接请求的监控节点接收所述数据包后，将所述数据包处理为适于读取的监控数据，即将所述数据包处理为可播放的多媒体流以及播放所述多媒体流。

发送连接请求的监控节点读取被请求连接的其他监控节点的发送的监控数据，具体可通过显示器来读取。

通过本发明的方法可实现在任一监控节点中读取其他任一个或多个监控节点的监控数据，即实现对等监控，解决了传统监控方法中，每个监控节点仅能察看该处的监控数据的限制，方便用户进行更好地监控。甚至还可以在每个监控节点设置用于连接显示器的接口，而不需单独在每个监控节点设置一个显示器，当用户需要到该处监控时，直接拿着一个显示器连接到所述接口，就可察看任一监控节点的监控数据，大大提高监控效率，节省成本。

本发明公开的一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法及其系统均基于太赫兹实现，使用太赫兹的无线监控突破了其他无线传输方式的局限，在确保监控画质与时延基础上，可以实现灵活的集群化监控；而且可以真正实现了监控节点之间的对等性，使得各个监控节点都可以动态增减，并可以充当监控服务平台的角色，从而赋予了各监控节点更安全的组网性与智能性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于太赫兹无线通信的对等监控方法，包括以下步骤：

A，通过至少两个监控节点获取各自的监控数据，所述每个监控节点均设置一用于发送和接收太赫兹信号的太赫兹收发器；

B，任意一个监控节点通过太赫兹信号向至少一个其他监控节点发送连接请求；

C，其他监控节点接收连接请求后，产生应答并与发送连接请求的监控节点建立连接；

D，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据通过太赫兹信号发送到发送连接请求的监控节点；

E，发送连接请求的监控节点接收并读取被请求连接的其他监控节点发送的监控数据；

所述步骤A中，每个监控节点有唯一的自身地址；

所述步骤B中，所述连接请求的内容包括被请求连接监控节点的自身地址；

若干监控节点组成对等网，节点间使用太赫兹进行通信，节点与节点之间是完全对等的点对点关系；

所述步骤D中包括：

D1，被请求连接的其他监控节点将各自的监控数据处理为适于太赫兹信号传输的数据包，并通过太赫兹信号向发送连接请求的监控节点发送所述数据包；

所述步骤E还包括：

E1，发送连接请求的监控节点接收所述数据包后，将所述数据包处理为适于读取的监控数据；

E2，发送连接请求的监控节点读取被请求连接的其他监控节点发送的监控数据；

E3，发送连接请求的监控节点通过显示器读取被请求连接的其他监控节点的监控数据；

所述步骤E1中监控数据为可播放的多媒体流；

所述监控节点还包括用于显示监控数据的显示器或连接显示器的接口；

步骤A中的所述监控数据包括音频数据和/或视频数据；

每个监控节点实时高分辨率地查看其他监控节点的摄像采集画面，并且支持多画面分屏的方式同时查看多个节点，监控节点的数量可动态增减。

2.一种基于太赫兹无线通信的对等监控系统，其特征在于，包括至少两个用于获取各自监控数据的监控节点，所述每个监控节点均设置一个用于发送和接收所述监控数据以及连接请求信息的太赫兹收发器，还包括一用于控制监控节点和太赫兹收发器的控制模块；

所述控制模块为一个，所述控制模块连接所述监控节点以及所述太赫兹收发器；

所述每个监控节点均对应连接一个用于控制监控节点和太赫兹收发器的控制模块；

所述监控节点还包括用于显示监控数据的显示器或连接显示器的接口；

所述控制模块包括监控集群控制台及监控集群管理器，监控集群管理器负责节点增减和监控数据的收发控制；具体包括节点增减的请求和响应，监控节点的连接请求与应答和监控数据的发送与接收；所述监控集群控制台允许用户以图形界面或命令行的方式，去控制监控节点的行为；包括：指定监控节点，调节多画面显示效果，控制摄像头云台；

所述监控节点包括与控制模块连接的视频采集设备和/或音频采集设备；

每个监控节点实时高分辨率地查看其他监控节点的摄像采集画面，并且支持多画面分屏的方式同时查看多个节点，监控节点的数量可动态增减。