CN103188518B - 无线网络视频存储系统及其无线网络视频监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线网络视频存储系统及其无线网络视频监控方法，该存储系统包括磁盘组，还包括：视频流接入单元，用于从IP摄像机获取视频流，并当视频流为高清视频流时，对视频流进行处理，得到处理后的低码率视频流；存储控制单元，用于提供视频流读写接口，接收视频流接入单元写入的高清视频流；本地下载单元，用于读取高清视频流；视频流转发单元，用于从视频流接入单元接收低码率视频流，转发给后端监控中心，同时接收后端监控中心发送的视频流下载命令，从存储控制单元读取高清视频流，并转发给后端监控中心。本发明实现了IP摄像机采集的高清视频本地存储、本地无线下载，经降码流处理后的视频通过无线网络转发。

Description

无线网络视频存储系统及其无线网络视频监控方法

技术领域

本发明涉及计算机信息存储技术和网络视频监控技术领域，特别是涉及一种无线网络视频存储系统及其无线网络视频监控方法。

背景技术

近几年来，随着平安城市建设在全国范围内的推进，安防监控技术得到了极大的发展。作为安全防范系统的重要组成部分，视频监控为要害场所和部门提供实时监视的手段，并对被监视的画面进行录像存储，以便事后回放，是一种防范能力较强的综合系统，其技术和产品逐渐成熟并被广泛应用于高速公路、地铁、城市道路、治安、银行、公共社区和海、空、港大型公共建筑等城市监控。从技术层面看，视频监控技术经历了第一代模拟监控、第二代数字监控，发展到了现在的网络监控阶段。新一代网络视频监控系统与前几代视频监控系统的根本区别在于，它不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制，其核心乃是对基于IP网络的多媒体信息(视频/音频/数据)提供一个综合、完备的管理控制平台。前端监控摄像头采集的视音频数据经有线或无线网络传输至后端监控中心进行集中处理，用于数据挖掘分析和综合利用。

视频监控的数字化为实现更高的清晰度提供了可能性，但随着清晰度的提高，需要处理、传输和存储的数据量相对于传统的监控视频将显著上升。综合考虑传输带宽、成本、视频信息应用效率和安全等因素，当前的网络视频监控系统多采用前端分布存储和后端集中存储相结合的视频存储模式。前端分布存储接近前端摄像头部署，实现监控视音频的本地存储，降低对网络带宽的需求，避免由于网络故障造成监控数据的丢失。后端集中存储部署在中心或分中心监控机房，存储前端存储转发过来的重要视音频和直接接入的摄像头数据。在采用有线网络传输时，前端分布存储多采用硬盘录像机DVR或网络硬盘录像机NVR存储前端摄像头的视音频数据，目前市场上主流DVR和NVR可安装8块硬盘，但各个硬盘独立工作，不支持RAID功能，一旦有硬盘损坏，该硬盘存储的视音频数据将面临丢失的风险。

无线网络视频监控由于其安装方便、灵活性强、性价比高等特性已被许多行业所接受，已经在军事、公检法、金融、交通、电信、电力、石油、新闻、消防、水利及其他领域得到广泛的应用。目前的无线网络视频监控系统多采用电信、联通和移动提供的3G网络进行视音频传输，由于3G网络带宽的限制，高清晰的录像难于实时传输到后端监控中心，当前的解决办法是摄像头采集的高清晰图像在本地存储，经过减帧或降低分辨率处理后的低码流图像经3G网络实时传送至后端，并提供高清晰图像本地WiFi无线下载功能，以达到既实现对现场的实时监控又满足事后稽查对高清晰图像的需求。然而，目前市场上已有的3G硬盘录像机只能接入模拟视频流，不支持IP摄像头；只支持3G网络，不支持4G网络；底层存储不支持RAID功能，硬盘一旦损坏，录像机上存储的视音频信息将全部丢失。随着4G无线通信网络在北京、上海等特大城市的试点，以及视频监控向IP化发展的趋势，有必要研制一种能够接入IP摄像头，即支持4G网络又支持RAID功能的无线网络视频存储系统，实现无线网络视频监控系统对现场的实时监控，以及高清视频本地存储、本地无线下载的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线网络视频存储系统及其无线网络视频监控方法，用于实现IP摄像机采集的高清视频本地存储、本地无线下载，经降码流处理后的视频通过无线网络转发。

为了实现上述目的，本发明提供一种无线网络视频存储系统，包括磁盘组，其特征在于，还包括：

视频流接入单元，用于从IP摄像机获取视频流，并当视频流为高清视频流时，对所述视频流进行处理，得到处理后的低码率视频流；

存储控制单元，连接所述视频流接入单元，用于提供视频流读写接口，接收所述视频流接入单元写入的高清视频流；

本地下载单元，连接所述存储控制单元，用于读取所述高清视频流；

视频流转发单元，连接所述视频流接入单元、所述存储控制单元，用于从所述视频流接入单元接收所述低码率视频流，转发给后端监控中心，同时接收所述后端监控中心发送的视频流下载命令，从所述存储控制单元读取所述高清视频流，并转发给所述后端监控中心。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述视频流接入单元对所述视频流进行减帧或降分辨率处理，得到所述低码率视频流。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述视频流接入单元当所述IP摄像机支持双码流时，从所述IP摄像机获取一路高清视频流和一路低码率视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，将该路低码率视频流发送给所述视频流转发单元；当所述IP摄像机不支持双码流时，从所述IP摄像机获取一路高清视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，并对该路高清视频流进行减帧或降分辨率处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述视频流转发单元向所述后端监控中心发送数据采用单播或组播模式；

在单播模式下，所述视频流转发单元为所述后端监控中心的每一台请求主机发送一路视频流；

在组播模式下，所述视频流转发单元为所述后端监控中心的所有请求主机发送一路视频流，当视频流到达所述后端监控中心后，再分发给每一台请求主机。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述本地下载单元与所述存储控制单元之间通过有线或无线的数据链路进行连接。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述视频流转发单元通过无线网络将所述低码率视频流转发给所述后端监控中心。

所述的无线网络视频存储系统，其中，还包括：

RAID控制单元，连接所述存储控制单元、所述磁盘组，用于控制所述磁盘组，将所述磁盘组中的磁盘上的存储空间映射为RAID存储空间，以存储所述存储控制单元写入的所述高清视频流，并使得RAID存储空间支持多种RAID级别。

所述的无线网络视频存储系统，其中，所述磁盘组包括两个2.5寸的SATA硬盘；

所述RAID控制单元控制所述磁盘组，形成RAID0或RAID1的存储结构，由该RAID0实现视频流在所述硬盘上的条带化存储，由该RAID1实现视频流在所述硬盘上的镜像存储。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于无线网络视频存储系统的无线网络视频监控方法，其特征在于，包括：

步骤一，在4G视频存储服务器上设置视频流接入单元、存储控制单元、视频流转发单元，在本地下载客户端上设置本地下载单元；将4G视频存储服务器接入IP摄像机、无线网络，将后端监控中心接入无线网络；

步骤二，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取视频流，并当视频流为高清视频流时，将高清视频流写入存储控制单元，对所述视频流进行处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元；

所述本地下载单元读取所述高清视频流；所述视频流转发单元接收所述低码率视频流，并转发给所述后端监控中心，同时接收所述后端监控中心发送的视频流下载命令，从所述存储控制单元读取所述高清视频流，并转发给所述后端监控中心。

所述的无线网络视频监控方法，其中，所述步骤一中，还包括：

通过所述4G视频存储服务器提供的以太网接口将所述视频流接入单元与所述IP摄像机连接；

通过4G模块将所述4G视频存储服务器接入无线网络；

通过所述4G视频存储服务器提供的WiFi模块将所述本地下载单元与所述存储控制单元连接。

所述的无线网络视频监控方法，其中，所述步骤二中，还包括：

所述视频流接入单元当所述IP摄像机支持双码流时，从所述IP摄像机获取一路高清视频流和一路低码率视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，将该路低码率视频流发送给所述视频流转发单元；当所述IP摄像机不支持双码流时，从所述IP摄像机获取一路高清视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，并对该路高清视频流进行减帧或降分辨率处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元。

所述的无线网络视频监控方法，其中，所述步骤二中，还包括：

所述视频流转发单元向所述后端监控中心发送数据采用基于连接的单播模式或基于无连接的组播模式；

在基于连接的单播模式下，所述视频流转发单元与所述后端监控中心的每一台请求主机建立面向连接的TCPSOCKET；

在基于无连接的组播模式下，所述视频流转发单元绑定所述后端监控中心的服务器端口，建立无连接的UDPSOCKET，所述后端监控中心的每一台请求主机到指定端口读取视频流。

所述的无线网络视频监控方法，其中，所述步骤一中，还包括：

在所述4G视频存储服务器上设置RAID控制单元和磁盘组，所述磁盘组包括两个2.5寸的SATA硬盘。

所述的无线网络视频监控方法，其中，所述步骤二中，还包括：

通过所述RAID控制单元控制所述磁盘组，形成RAID0或RAID1的存储结构，由该RAID0实现视频流在所述硬盘上的条带化存储，由该RAID1实现视频流在所述硬盘上的镜像存储。

本发明的有益技术效果在于：

本发明提出了一种支持IP摄像头接入、RAID功能和4G网络的无线网络视频存储系统，克服了目前3G硬盘录像机只能接入模拟视频流，不支持4G网路，底层存储不支持RAID功能的问题，实现了前端监控点(IP摄像头)录制的高清视频本地可靠存储、历史视频流本地无线下载，而经降码流处理后的视频通过无线网络实现转发的功能，从而既满足无线网络视频监控对监控现场的实时监控需求，又满足事后稽查对高清视频流的存储需求。适用于有线网络无法到达的地方安装使用，如电力高压线路、高速公路、环境监测、仓库、森林防火、市政管理、施工现场、石油管线等。

附图说明

图1为本发明的无线网络视频存储系统结构图；

图2为本发明的无线网络视频存储系统部署图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明的无线网络视频存储系统结构图。该系统100包括：视频流接入单元10、存储控制单元20、本地下载单元30、视频流转发单元40、RAID控制单元50、磁盘组60。

视频流接入单元10，依据IP摄像头是否支持双码流，从前端IP摄像头获取1路或2路视频流。当前端IP摄像头支持双码流时，视频流接入单元10从IP摄像头获取1路高清视频流和1路低码率视频流，并调用存储控制单元20提供的视频流写接口将高清视频流写入存储控制单元20，同时将低码率视频流发送给视频流转发单元40。当前端IP摄像头不支持双码流时，视频流接入单元10从IP摄像头获取1路高清视频流，并调用存储控制单元20提供的视频流写接口将高清视频流写入存储控制单元20，同时，对高清视频流进行减帧或降分辨率处理，将处理后获得的低码率视频流发送给视频流转发单元40。

存储控制单元20，为视频流接入单元10、本地下载单元30、视频转发单元40提供视频流读写接口，接收视频流接入单元10调用视频流写接口写入的高清视频流，并将高清视频流写入RAID控制单元50提供的RAID存储空间内。同时，接收本地下载单元30和视频流转发单元40对视频流读接口的调用，将历史高清视频流分别发送给本地下载单元30和视频流转发单元40。

本地下载单元30，调用存储控制单元20提供的视频流读接口，读取历史高清视频流，实现高清视频流的本地下载功能，本地下载单元30与存储控制单元20之间数据链路可以是有线(如以太网)或无线(如WiFi)连接。

视频流转发单元40，一方面接收视频流接入单元10发送来的低码率视频流，并通过无线网络(如3G或4G网络)转发给后端监控中心。

视频流转发单元40向后端监控中心发送数据可采用单播或组播模式：

1)单播模式:视频流转发单元40为后端监控中心的每一台请求主机发送1路视频流；

2)组播模式：视频流转发单元40为后端监控中心的所有请求主机发送1路视频流，当视频流到达后端监控中心后，再分发给每一台请求主机；

视频流转发单元40，另一方面接收后端监控中心发送来的视频流下载命令，并调用存储控制单元20提供的视频流读命令读取历史高清视频流并转发给后端监控中心。

RAID控制单元50，控制连接在其上由多块磁盘组成的磁盘组60，并将多块磁盘上的存储空间映射为一个或若干个RAID空间，RAID空间支持多种RAID级别，如RAID0，RAID1，RAID5等，实现视频流在多块磁盘上条带化或冗余存储，从而提高磁盘组60的并发读写性能和可靠性。

磁盘组60，由多块磁盘组成，接受RAID控制单元50的控制，为无线网络视频存储系统100提供存储空间。

磁盘组60由两个2.5寸的SATA硬盘组成，接受RAID控制单元50的控制，组成RAID0或RAID1，RAID0实现视频流在两个硬盘上的条带化存储，RAID1实现视频流在两个硬盘上的镜像存储。

下面结合实施例给出本发明的无线网络视频存储系统采用双码流IP摄像头、双SATA硬盘、4G无线网络时的具体实施方式。

如图2所示，为本发明的无线网络视频存储系统部署图。该实施例在4G视频存储服务器200上部署视频流接入单元10、存储控制单元20、视频流转发单元40、RAID控制单元50和磁盘组60，在本地下载客户端400上部署本地下载单元30。

4G视频存储服务器200固定安装于IP摄像头21的室外立杆上，4G模块22安装于立杆顶部，4G视频存储服务器200接入IP摄像头21，并通过4G模块22连入4G无线网络50，后端监控中心300这一服务器通过路由器60接入4G无线网络50，向4G视频存储服务器200发送控制命令，实现低码率视频流的实时播放和历史高清视频流的下载。

视频流接入单元10通过4G视频存储服务器200提供的以太网接口与IP摄像头21连接，从IP摄像头21上获取1路高清视频流和1路低码率视频流，将低码率视频流发送给视频流转发单元40并调用存储控制单元20提供的视频流写接口将高清视频流写入存储控制单元20；

存储控制单元20为视频流接入单元10、本地下载单元30、视频转发单元40提供视频流读写接口，接收视频流接入单元10调用视频流写接口写入的高清视频流，并将高清视频流写入RAID控制单元50提供的RAID存储空间内，接收本地下载单元30和视频流转发单元40对视频流读接口的调用，将历史高清视频流分别发送给本地下载单元30和视频流转发单元40；

本地下载单元30以软件模块的形式安装在本地下载客户端400的主机上，通过4G视频存储服务器200提供的WiFi模块23与存储控制单元20连接，调用存储控制单元20提供的视频流读接口读取历史高清视频流；

视频流转发单元40通过4G视频存储服务器200提供的以太网接口与4G模块22连接，并将视频流接入单元10发送来的低码率视频流通过4G模块22发送给后端监控中心300；同时视频流转发单元40接收后端监控中心300发送来的视频流下载命令，并调用存储控制单元20提供的视频流读接口读取历史高清视频流，并通过4G模块22发送给后端监控中心300；视频流转发单元40向后端监控中心300发送数据采用两种方式：

1)基于连接的单播发送方式，与每台后端监控中心300请求主机建立面向连接的TCPSOCKET，视频流转发单元40通过TCPSOCKET为后端监控中心300的每一台请求主机发送视频流。

2)基于无连接的组播发送方式，绑定后端监控中心300的服务器端口，建立无连接的UDPSOCKET，每台后端监控中心300请求主机到指定端口读取视频流。

RAID控制单元50，控制连接在其上的磁盘组60，将组成磁盘组60的多块磁盘上的存储空间映射为一个RAID空间；

磁盘组60由两个2.5寸的SATA硬盘组成，接受RAID控制单元50的控制，组成RAID0或RAID1，RAID0实现视频流在两个硬盘上的条带化存储，RAID1实现视频流在两个硬盘上的镜像存储。

本发明提供了一种支持IP摄像头接入、RAID功能和4G网络的无线网络视频存储系统，克服了目前3G硬盘录像机只能接入模拟视频流，不支持4G网路，底层存储不支持RAID功能的问题，实现IP摄像机采集的高清视频本地存储、本地无线下载，而经降码流处理后的视频通过无线网络转发的功能。

本发明实现了前端监控点采集的高清视频本地存储、本地无线下载，经减帧或降分辨率处理后的低码流视频可通过3G或4G网络无线转发。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种无线网络视频存储系统，包括磁盘组，其特征在于，还包括：

视频流接入单元，用于从IP摄像机获取视频流，并当视频流仅为一路高清视频流时，对所述视频流进行处理，得到处理后的低码率视频流；

存储控制单元，连接所述视频流接入单元，用于提供视频流读写接口，接收所述视频流接入单元写入的高清视频流；

本地下载单元，连接所述存储控制单元，用于读取所述高清视频流；

视频流转发单元，连接所述视频流接入单元、所述存储控制单元，用于从所述视频流接入单元接收所述低码率视频流，转发给后端监控中心，同时接收所述后端监控中心发送的视频流下载命令，从所述存储控制单元读取所述高清视频流，并转发给所述后端监控中心。

2.根据权利要求1所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，所述视频流接入单元对所述视频流进行减帧或降分辨率处理，得到所述低码率视频流。

3.根据权利要求1所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，当所述IP摄像机支持双码流时，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取一路高清视频流和一路低码率视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，将该路低码率视频流发送给所述视频流转发单元；当所述IP摄像机不支持双码流时，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取一路高清视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，并对该路高清视频流进行减帧或降分辨率处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元。

4.根据权利要求1、2或3所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，所述视频流转发单元向所述后端监控中心发送数据采用单播或组播模式；

在单播模式下，所述视频流转发单元为所述后端监控中心的每一台请求主机发送一路视频流；

在组播模式下，所述视频流转发单元为所述后端监控中心的所有请求主机发送一路视频流，当视频流到达所述后端监控中心后，再分发给每一台请求主机。

5.根据权利要求1、2或3所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，所述本地下载单元与所述存储控制单元之间通过有线或无线的数据链路进行连接。

6.根据权利要求1、2或3所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，所述视频流转发单元通过无线网络将所述低码率视频流转发给所述后端监控中心。

7.根据权利要求1、2或3所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，还包括：

RAID控制单元，连接所述存储控制单元、所述磁盘组，用于控制所述磁盘组，将所述磁盘组中的磁盘上的存储空间映射为RAID存储空间，以存储所述存储控制单元写入的所述高清视频流，并使得RAID存储空间支持多种RAID级别。

8.根据权利要求7所述的无线网络视频存储系统，其特征在于，所述磁盘组包括两个2.5寸的SATA硬盘；

所述RAID控制单元控制所述磁盘组，形成RAID0或RAID1的存储结构，由该RAID0实现视频流在所述硬盘上的条带化存储，由该RAID1实现视频流在所述硬盘上的镜像存储。

9.一种基于无线网络视频存储系统的无线网络视频监控方法，其特征在于，包括：

步骤一，在4G视频存储服务器上设置视频流接入单元、存储控制单元、视频流转发单元，在本地下载客户端上设置本地下载单元；将4G视频存储服务器接入IP摄像机、无线网络，将后端监控中心接入无线网络；

步骤二，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取视频流，并当视频流仅为一路高清视频流时，将高清视频流写入存储控制单元，对所述视频流进行处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元；

所述本地下载单元读取所述高清视频流；所述视频流转发单元接收所述低码率视频流，并转发给所述后端监控中心，同时接收所述后端监控中心发送的视频流下载命令，从所述存储控制单元读取所述高清视频流，并转发给所述后端监控中心。

10.根据权利要求9所述的无线网络视频监控方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括：

通过所述4G视频存储服务器提供的以太网接口将所述视频流接入单元与所述IP摄像机连接；

通过4G模块将所述4G视频存储服务器接入无线网络；

通过所述4G视频存储服务器提供的WiFi模块将所述本地下载单元与所述存储控制单元连接。

11.根据权利要求9所述的无线网络视频监控方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括：

当所述IP摄像机支持双码流时，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取一路高清视频流和一路低码率视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，将该路低码率视频流发送给所述视频流转发单元；当所述IP摄像机不支持双码流时，所述视频流接入单元从所述IP摄像机获取一路高清视频流，将该路高清视频流写入所述存储控制单元，并对该路高清视频流进行减帧或降分辨率处理，将处理后的低码率视频流发送给所述视频流转发单元。

12.根据权利要求9、10或11所述的无线网络视频监控方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括：

所述视频流转发单元向所述后端监控中心发送数据采用基于连接的单播模式或基于无连接的组播模式；

在基于连接的单播模式下，所述视频流转发单元与所述后端监控中心的每一台请求主机建立面向连接的TCPSOCKET；

在基于无连接的组播模式下，所述视频流转发单元绑定所述后端监控中心的服务器端口，建立无连接的UDPSOCKET，所述后端监控中心的每一台请求主机到指定端口读取视频流。

13.根据权利要求9、10或11所述的无线网络视频监控方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括：

在所述4G视频存储服务器上设置RAID控制单元和磁盘组，所述磁盘组包括两个2.5寸的SATA硬盘。

14.根据权利要求13所述的无线网络视频监控方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括：

通过所述RAID控制单元控制所述磁盘组，形成RAID0或RAID1的存储结构，由该RAID0实现视频流在所述硬盘上的条带化存储，由该RAID1实现视频流在所述硬盘上的镜像存储。