CN103248868A - 基于网络文件系统的视频监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字视频监控系统，其中采集编码单元采集监控现场的视音频数据，并作为网络文件系统的客户端将所采集的视音频数据存储到作为网络文件系统的服务器端的存储单元上；所述解码播放单元作为网络文件系统的客户端，从存储单元直接读取需要播放的视音频数据并进行播放；中心管理单元通过超文本传输协议对采集编码单元、存储单元、解码播放单元进行管理和控制。该系统可以在任何联网的地方安装采集编码单元，而且消除了中心管理单元带来的性能瓶颈以及因中心管理单元失效而带来的单点故障问题，并大大减少了视音频传输带来的网络流量，使得“存储”和“中心管理”在地域及经营主权上可分离。

Description

基于网络文件系统的视频监控系统及方法

技术领域

本发明属于安全防护和网络监控领域，尤其涉及一种视频监控系统。

背景技术

视频监控系统（video Surveillance System，以下简称VSS）是现代安全防护系统的重要组成部分。图1示出了一个典型的数字视频监控系统，通常可以分为3个组成环节。第一个环节是视音频采集和编码设备，例如IP摄像机和/或摄像头，而在一些系统中，也可使用传统的模拟摄像机搭配视音频编码器（或叫视频服务器）来达到使其数字化的目的。第二个环节是视音频的存储、转发和系统控制，例如用于存储视频数据的存储阵列（NAS/SAN等）、用于负责整个系统的调度和管理的视频管理系统（VMS，Video Management System）等。第三个环节是视音频解码呈现和客户端控制，例如用于观看视频的显示器，用于对系统进行配置的客户端设备、硬件解码器等等。如图1所示，在VSS中视频传输通常采用流媒体传输技术，典型的是采用客户端/服务器（C/S）结构的RTSP/RTCP/RTP协议族。例如可以在诸如摄像机等的视频采集设备中内建RTSP服务器，以等待客户端向其请求视音频数据。而在VSS中所有的命令和控制信息是基于HTTP协议进行的，采用的是浏览器/服务器（B/S）结构。例如在摄像头内建HTTP服务器，VSS厂家可以将定制的基于HTTP的控制协议封装成API，并将其提供给想要对摄像头进行控制的用户。

图2给出了常见的数字视频监控系统的逻辑框图。根据系统的功能，将其划分为采集编码、中心管理、存储、解码播放和设备控制5个逻辑单元。有些逻辑单元可以覆盖多个设备，而有些设备可能同时涵盖了多个逻辑单元的功能。其中，采集编码单元负责采集监控现场视音频数据，并进行视音频压缩。中心管理单元向采集编码单元发起请求，以接收视音频数据并将这些数据转发给解码播放单元或存储到存储单元。例如中心管理单元充当RTSP客户端来向采集编码单元发出对视音频数据的请求，采集编码单元收到请求之后通过RTSP协议将视音频数据传输到中心管理单元。然后，中心管理单元根据实时播放或录制播放的需求来确定是将这些数据转发到解码播放单元还是存储到存储单元。存储单元负责视音频内容和其他元数据内容的实际存储。中心管理单元还可以充当RTSP服务器，等待来自解码播放单元的播放视音频数据的请求。解码播放单元负责向中心管理单元请求实时的或录制的视音频数据，并对其进行解码后，在各种显示设备上播放呈现这些数据。设备控制单元接收用户操作，负责发起信息查询（GET）、配置更改（SET）等各种控制逻辑。所有的控制命令将统一发送至中心管理单元，由后者向其他各单元发起HTTP请求，在设置完成或获取信息后将其返回给设备控制单元。

但是在现有的VSS系统中还存在下列问题：

1）由于采集编码单元需要担当RTSP和HTTP服务器的职责，它的IP地址和对应TCP端口必须要可以被中心管理单元访问到。因此它不能被部署在使用动态IP地址的场合，也不能部署在一个与中心管理单元所在网络完全不相关的另一个局域网内。也就是说部署采集编码单元的地点具有局限性。当然也可以通过建立域名服务器（针对动态IP）或设置路由器对外网影射IP地址和端口（针对内网）来打破一些局限性，但这会加大安装和维护的难度，有些甚至需要改造现有网络设施，不仅施工成本高，而且对施工人员和用户的技能要求都较高。

2）所有的视音频数据都要经过中心管理单元来管理和调度，因此即使网络带宽和存储容量足够，中心管理单元的CPU运算能力仍会成为性能瓶颈。而且，中心管理单元是系统的控制核心，中心管理单元一旦失效，整个系统立即将停止运转（即单点故障问题）。

3）从图2的视音频数据流向可以看到，所有的数据流在录制写入时，是从采集编码单元传输到中心管理单元，再从中心管理单元传输到存储单元；在被读取时，是从存储单元到中心管理单元，再到解码播放。当中心管理单元和存储单元同在一地时，他们之间产生的流量只是内部流量，不影响对出口带宽的需求。但当中心管理单元和存储单元在地域或经营主权分离时，现有的VSS系统将会付出多一倍的网络出口带宽代价。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于网络文件系统的数字视频监控系统，可以在任何联网的地方布置采集编码单元，消除了中心管理单元的性能瓶颈，且在节约成本的同时使存储和中心管理可分离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种数字视频监控系统，包括采集编码单元、中心管理单元、存储单元，其中：

采集编码单元用于采集监控现场的视音频数据，并直接将所采集的视音频数据存储到存储单元；

中心管理单元，用于对采集编码单元、存储单元进行管理和控制；

其中，所述采集编码单元、中间管理单元被配置为网络文件系统的客户端，所述存储单元被配置为网络文件系统的服务器端。

上述系统中，还可以包括解码播放单元，用于从存储单元直接读取需要播放的视音频数据并进行播放。所述解码播放单元被配置为网络文件系统的客户端。

上述系统中，所述网络文件系统可以为NFS或CIFS。

上述系统中，所述中心管理单元还可以被配置为基于HTTP协议实现对采集编码单元、解码播放单元和存储单元的管理和控制。

又一方面，本发明提供了一种采用上述的数字视频监控系统对监控现场进行数据采集的方法，所述方法包括：

由中心管理单元为请求接入所述系统的采集编码单元分配设备标识符，并在存储单元为所述采集编码单元分配主目录；

由中心管理单元将所述设备标识符和关于为采集编码单元分配的主目录的地址信息返回给所述采集编码单元；

由所述采集编码单元采集监控现场的视音频数据，并且基于所述地址信息，将所采集的视音频数据直接保存到存储单元。

上述方法中，所述为采集编码单元分配的主目录的名称可以与分配给该采集编码单元的设备标识符相关联。

上述方法中，所述关于分配给该采集编码单元的主目录的地址信息可包括存储单元的地址信息、该主目录在存储单元上的文件系统路径。

上述方法中，所述采集编码单元可以基于所述地址信息，将存储单元上分配给该采集编码单元的主目录挂载至本地文件系统，以将所采集的视音频数据保存到存储单元。

又一个方面，本发明还提供了一种采用上述的数字视频监控系统呈现监控现场数据的方法，包括：

由解码单元向中心管理单元发出对监控现场数据的播放请求；

响应于收到所述播放请求，由中心管理单元将本次请求权限范围内的可播放列表信息返回给该解码播放单元，所述可播放列表信息中包含该解码播放单元可访问的采集编码单元的设备标识符和关于存储单元上分配给该采集编码单元的主目录的地址信息；

由解码播放单元基于所述地址信息来从存储单元读取监控现场的视音频数据进行播放。

其中，所述解码单元可以基于所述地址信息，挂载待访问的采集编码单元的主目录至本地文件系统，以从存储单元读取视音频数据进行播放。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明突破现有VSS中的采集编码单元部署的局限性，在任何可联网的地方，都可以安装采集编码单元；消除了中心管理单元带来的性能瓶颈以及因中心管理单元失效而带来的单点故障问题。使得“存储”和“中心管理”在地域及经营主权上可分离，提供了一种新型的视频监控即服务。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为典型的数字视频监控系统的示意图；

图2为典型的数字视频监控系统的逻辑功能框图；

图3为根据本发明实施例的数字视频监控系统的逻辑框图；

图4为根据本发明实施例的采集编码单元的接入和录制流程示意图；

图5为根据本发明实施例的对采集编码单元进行控制的流程示意图；

图6为根据本发明实施例的采集编码单元的事件处理和报警流程示意图；

图7为根据本发明实施例的解码播放单元接入工作流程示意图；

图8为根据本发明实施例的设备管理流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种基于网络文件系统的视频监控系统，也可称之为云视频监控系统（CVSS，Could Video Surveillance System）。其中采集编码单元可以被部署在任何联网的地方，而中心管理和存储可采取外部主机托管的方式，视频监控不再是一个封闭的系统，而是变成一项云端的服务。即可以实现视频监控即服务（VSaaS，Video Surveillance as a Service）。当然CVSS也完全适用于一般意义上的闭路的视频监控系统。

图3示出了根据本发明一个实施例的数字视频监控系统（CVSS）的逻辑框图。CVSS在功能单元划分上保持了与图2所示的VSS的方案相一致。但是在实现原理及数据流向上发生了变化。CVSS不再采用RTSP或者其他的流媒体传输协议，而是使用了网络文件系统（例如NFS或CIFS）的方式，来实现视音频数据乃至配置数据的存储和读取，并且将中心管理单元的功能定位进行了调整。

更具体地，如图3所示，采集编码单元负责采集监控现场视音频数据，进行视音频压缩，以及实现视音频远程存储。采集编码单元向中心管理单元发出接入系统的请求。中心管理单元为该采集编码单元分配在该系统内的唯一的设备标识符，并在存储单元为该采集编码单元分配主目录。该主目录的名称可以与分配给该采集单元的设备标识符相关联。然后，中心管理单元向采集编码单元做出允许接入的回复，在该回复信息中包含分配给该采集编码单元的设备标识符和分配给该采集编码单元使用的主目录的名称。在收到来自中心管理单元允许接入的回复后，采集编码单元与中心管理单元之间建立用于传输控制信息的连接，同时采集编码单元基于分配给它使用的主目录的名称来挂载该主目录，以便可以通过将所采集的视音频数据写入该主目录来将这些数据直接保存到存储单元。存储单元支持网络文件系统协议（例如标准的NFS或CIFS协议），可以作为网络文件系统的服务器端提供对文件的远程存取和共享服务。采集编码单元可以作为网络文件系统的客户端来直接访问和存取在作为网络文件系统的服务器端的存储单元上保存的数据。

通常，CVSS中的采集编码单元支持两种录制模式：连续录制和事件录制。连续录制可以24小时不停地录制，而事件录制仅在事件发送时才进行录制，并持续一段时间。录制结果将会保存为2类文件，其一是索引文件，其二是视音频数据文件（简称数据文件）。索引文件记录了每个时点对应的第一个I帧数据所在的数据文件，及其偏移量。默认的时间粒度可以为1秒，即每1秒，产生一条索引记录。数据文件是视音频编码后的原始数据，视频和音频被混合在一起。数据文件不会无限制的扩大，必须在恰当的时机进行分段保存，这取决于存储策略。连续录制产生的数据文件，可以每隔相同的时间，进行一次分段。事件录制会产生时间片上不连续的录制内容，应该从不连续发生的点开始，存成新的分段文件。如果多个事件的录制时间段发生重叠，则它们引发的录制内容可以在同一份录制文件的分段中。索引文件固定每天0点生成一份（如果当时没有连入主目录，则在连入主目录后生成），并以日期作为文件名。

解码播放单元主要用于实时播放或录像播放。解码播放单元可以向中心管理单元发送播放请求。中心管理单元将本次请求的权限范围内的可播放列表信息返回给该解码播放单元，该可播放列表信息中包含关于该解码播放单元可访问的采集编码单元及其存储数据的主目录、以及索引文件的信息。根据该可播放列表信息，解码播放单元可以作为网络文件系统的客户端直接从存储单元读取视音频数据，用于解码和显示。

下面结合本发明的具体实施例对各个单元模块的实现细节进行更详细的说明：

1、CVSS的采集编码单元

采集编码单元需要实现网络文件系统客户端的功能，以便将所采集的视音频数据保存到存储单元。例如，如果在Linux、Unix等使用网络文件系统（NFS）协议的环境中，采集编码单元可以被配置为NFS客户端。而如果在Windows等使用互联网文件协议（CIFS）的环境中，采集编码单元可以被配置为CIFS客户端。

采集编码单元可以是例如IP摄像头、连接模拟摄像头的视频编码器等设备。在任何联网的地方通过HTTP协议向中心管理单元发出接入请求。图4给出了在本发明实施例中，采集编码单元的接入和录制流程示意图，主要包括以下步骤：

1）采集编码单元发起接入系统的请求。

该接入请求中可以包含该采集编码单元的介质访问地址（即MAC地址）、该采集编码单元的设备标识符（如果是首次接入，可以不包含设备标识符或者设备标识符可以缺省为0）、该采集编码单元所属的CVSS的系统标识符、该采集编码单元内包含的编码通道数以及每个通道的名称等等。表1给出了该接入请求中可包含的域的示例。

表1

其中，当存储单元同时为多个CVSS系统服务时，每个CVSS具有唯一的系统标识符（例如fs-usr域）。对于某个CVSS，属于该CVSS的所有采集编码单元共享该CVSS的系统标识符。而当存储单元专用于一个CVSS服务时，CVSS的系统标识符是可选的。此外，CVSS的系统标识符也可以由存储单元用于验证访问该存储单元的采集编码单元的身份。

当采集编码单元是一个多通道的编码设备时，为了要充分利用该设备的每一个编码通道，需要预先由该采集编码单元报告它的编码通道数，而别名是为了在用户那里可以有一个显式的表达，如果在注册时不填写，会以缺省值示出。

2）中心管理单元在收到该接入请求后，执行下列步骤：

21）验证该采集编码单元的系统标识符（即fs-usr域）的合法性，如果不合法将返回错误，到26）。

22）根据在该接入请求中包含的MAC地址（即mac-addr域）来在数据库中查找该MAC地址及其对应的设备标识符（即为接入的设备所分配的全局唯一标识符，也可以称为guid）；如果没有这个MAC地址，并且该接入请求的guid域为0或该接入请求没有guid域，则视为初次接入，到23）；如果没有这个MAC地址，但该请求的guid域有记录，并且该请求的编码通道数（即enc-chn域）与原来一致，则视为替换接入，到24）；如果不可替换，将返回错误，到26）；如果有这个MAC地址，但设备标识符（即guid）不匹配，视为一个异常，将返回错误，到26）；如果MAC地址与设备标识符都匹配，则视为一般接入，到25）。

23）为新接入的采集编码单元分配全局唯一标识符（即设备标识符或guid），并在存储单元建立具有与该设备标识符关联的目录名的主目录，然后做出允许接入回复。例如，在本实施例中，以该设备标识符作为主目录的目录名（即直接建立以guid为目录名的主目录）。在其他实施例中，例如也可以将与该设备标识符有唯一映射关系的字符串作为分配给该采集编码单元使用的主目录的目录名。

24）更新数据库中该guid对应的MAC地址信息，已分配的主目录将移交新的采集编码单元使用，做出允许接入回复。

25）将更新该采集编码单元的状态为“活跃”，做出允许接入回复。

26）根据异常原因，返回错误号码。

其中，在中心管理单元返回给采集编码单元的回复信息中可以包含该采集编码单元的设备标识符（Guid）、关于分配给该采集编码单元使用的主目录的地址信息（也可以称为该主目录的URL，例如包括存储单元的地址信息、该主目录在存储单元上的文件系统路径等）、状态编码等。表2给出了可以被包含在该回复信息中的域的示例。

表2

域	值(示例)	说明
			Guid	123456789abcdef0	采集编码单元的设备标识符
home-url	202.120.2.33：/username/guid	主目录的URL
			status-code	200-500	状态码

其中，home-url域中包含关于分配给该采集编码单元使用的主目录的地址信息，例如，如果存储单元的IP地址为202.120.2.33，并且分配给该采集编码单元的主目录在该存储单元上的文件系统路径例如为”/username/guid”，则中心管理单元返回给该采集编码单元的回复信息中，该主目录的URL为“202.120.2.33:/username/guid”。该路径中的username例如可以为该采集编码单元所属的CVSS的系统标识符。当然，上述路径名仅起示例而非限制的作用，可以是存储单元上用于保存该采集编码单元的数据的，且其目录名与该采集编码单元关联的文件系统路径。

3）采集编码单元收到该回复信息后，如果是接受接入，则发送一个method（方法）为persistent-request（持久请求）的POST请求，建立一条用于采集编码单元向中心管理单元发送控制信息的长连接，否则进入错误处理。

4）采集编码单元发送一个method为persistent-response（持久响应）的POST请求，建立一条用于采集编码单元接收来自中心管理单元的控制信息的长连接。

建立这样的长连接的目的是使中心管理单元随时掌握采集编码单元是否正常在线状态，以及使中心管理单元随时可以发命令给采集编码单元。

5）采集编码单元挂载分配给其使用的主目录（即home-url），

51）如果挂载失败进入错误处理。

52）挂载该目录成功后，如果是初次连接，则将本地配置文件（也可以称为profile文件）写入该主目录。如果是一般接入，或者替换接入，将home-url上的配置文件同步到本地。例如，在替换接入中，当一个新的摄像头设备要替换一个原先已经配好的设备时，只要将原先的配置原样导入就可以实现设备的替换。也就是说现在这个配置文件已经存在存储单元中，经过同步的过程就自然达成了自动替换的需求。而本地配置文件保持采集编码单元在无法接入网络时要正常工作的各种参数。例如，当采集编码单元启动之时，如果网络存在问题，它将一直都无法连接中心管理单元或存储单元，而通过本地配置文件使得该采集编码单元仍旧具备可以正常启动的必要条件。

以Linux系统的采集编码设备（参见表2所示的信息）为例。挂载远端的NFS服务器上的目录可以采用例如下面的指令：

mount–t nfs202.120.2.33:/username/123456789abcdef0/mnt

执行所示的指令可以将guid为123456789abcdef0的采集编码单元位于存储单元的主目录挂载到该采集编码单元的根文件系统的/mnt目录下，此时在该采集编码单元的/mnt下就会看到配置文件，按日期保存的录制索引文件和录制数据文件（如果已经有的话）。采集编码单元的配置文件例如包括如下的内容：

I）视音频，包含视音频的采集和编码参数数据，比如Codec格式，分辨率，码率，帧率，采样率，色调，亮度，锐度，对比度，曝光方式等等

II）事件，包含事件类型的配置，各事件触发条件等

III）云台（PTZ），包含位置，角度，焦距等信息

IV）录制，包含录制模式（例如连续录制或事件触发录制），如果是事件触发录制，还包括可触发录制的事件列表及录制持续的时间；存储策略（例如文件分段以文件大小为限或以时间跨度为限或两者混合），最大文件限制，单个文件最长时间跨度等信息。

在本实施例中将上述配置文件以xml形式保存（例如profile.xml）。在获得配置文件后，采集编码单元可以进行以下的一系列自我配置工作：

61）根据视音频配置信息，配置采集编码单元的采集和编码参数；

62）根据事件配置信息，设置采集编码单元将会响应的事件种类和触发条件；

63）根据PTZ配置信息，调整位置、角度和焦距；

64）如果录制模式为连续录制，则立即开始录制存储，如果是事件触发录制，则检查当前是否有可以引发录制的事件被触发，如果有这样的事件，则开始录制存储，如果没有，则暂时不进行录制，等待事件发生；

65）录制存储即将实时视音频编码生成的数据顺序写入主目录中的录制数据文件中，根据配置文件中定义的索引间隔（假设为1秒），每1秒一次的在索引文件中增加一条记录

图5给出了对采集编码单元进行控制的流程示意图。对采集编码单元的控制可以由设备控制单元发起，但都会通过中心管理单元转发，因此在这里视为由中心管理单元发起（该过程与现有的VSS系统基本相同，因此下文仅作简单描述）。例如该过程主要包括下列步骤：

1）中心管理单元使用在上文所建立的persistent-response长连接来向采集编码单元发送控制命令，也就是说控制命令可以被封装在一个HTTP应答消息的有效载荷中。它主要包含设备标识符、命令及命令参数这3个关键的域，用于传输所有命令。表3给出了该HTTP应答消息可包括的域的示例。

表3

2）采集编码单元在收到控制命令后，执行以下操作：

21）首先查看guid是否相符，如果不相符，直接丢弃该命令，返回错误；否则，执行步骤22）

22）更新本地配置文件和home-url下配置文件。

23）执行命令。

3）采集编码单元使用persistent-request长连接向中心管理单元发送对控制命令的回复。

图6给出了采集编码单元的事件处理和报警流程示意图，（该过程与现有的VSS系统基本相同，因此下文仅作简单描述），例如该过程包括：

1）当预定义的事件发生时，采集编码单元使用persistent-request长连接发送报警信息给中心管理单元。表4给出了所发送的报警信息可能包含的域的示例。

表4

域	值(示例)	说明
			Method	Alarm	方法
Guid	123456789abcdef0	系统内唯一的设备标识号。
			Event		具体事件名
Content		事件的内容

2）中心管理单元收到后使用persistent-response长连接回复200OK。

此外，从采集编码单元接入CVSS开始，该采集编码单元需要定期发送心跳消息，让中心管理单元知道当前仍旧在线，同理，中心管理单元在一段时间内未收到来自该采集编码单元的任何消息，将视为离线，断开与之的连接。该间隔称为心跳周期，默认是30秒钟。在每个心跳周期，采集编码单元使用persistent-request长连接，向中心管理单元发送keep-alive消息（如表5所示）。

表5

域	值(示例)	说明
			Method	Keep-alive	方法
Guid	123456789abcdef0	系统内唯一的设备标识号。

中心管理单元收到后使用persistent-response长连接回复200OK。如果在心跳周期后还没有收到该信息，则更新该采集编码单元状态为离线，断开persistent-response和persistent-request两条长连接。

2、CVSS的解码播放单元

CVSS的解码播放单元可能包含软件播放器，硬件解码器等，它主要作用是实时播放或录像播放。解码播放单元需要实现网络文件系统客户端的功能，以便从存储单元获得要播放或呈现的视音频数据。例如，如果在Linux、Unix等使用网络文件系统（NFS）协议的环境中，解码播放单元可以被配置为NFS客户端。而如果在Windows等使用互联网文件协议（CIFS）的环境中，解码播放单元可以被配置为CIFS客户端。

图7给出了根据本发明实施例的解码播放单元接入并获取数据进行解码的工作流程示意图，主要包括：

1）解码播放单元以HTTP POST发送建立连接（setup）请求给中心管理单元，该连接请求中可以包含该解码播放单元所属的CVSS的系统标识符、使用该解码播放单元的用户的标识符、播放器信息（例如，所支持的分辨率、视频格式等）等等。在表6中给出了该连接请求中可能包含的域的示例。

表6

其中，CVSS的系统标识符也可以由存储单元用于验证访问该存储单元的解码播放单元的身份。

2）中心管理单元收到该连接请求后，执行下列步骤：

21）验证该解码播放单元所属的CVSS的系统标识符的合法性，如果不合法将返回错误，到24）。

22）如果该CVSS系统内有建立过内部用户策略，则继续验证usr域，否则直接略过此步。如果usr不合法，将返回错误，到24）

23）将本次请求权限范围内的可播放列表信息通过HTTP应答消息返回。所返回的消息中包含该解码播放单元可访问的一个或多个采集编码单元的相关信息（例如，每个采集编码单元的名称、主目录的URL、编码通道等）。表7给出了该消息中可以包含的域的示例。

表7

24）根据异常原因，返回错误号码。

3）解码播放单元根据所返回的消息，将可访问得采集编码单元信息显示在用户界面，供用户选择，同时将已经获得的各采集编码单元及其对应的主目录信息保留在内存中。此时用户可能选择播放某个采集编码单元的实时数据或者已录制的历史数据。如果用户选择录制播放，则转到下面的步骤6）；如果用户选择实时播放，则解码播放单元向中心管理单元发起实时播放请求（live_play），在该请求中可能包含如表8所示的信息。

表8

4）中心管理单元将该实时播放请求转发给对应的采集编码单元；

5）收到该实时播放请求的采集编码单元，检查该请求的编码通道的录制模式。如果是连续录制，则不需要再进行进一步处理，直接返回应答给中心管理单元。如果该编码通道是事件录制，则触发一个直播事件，播放时长设为永久，返回应答给中心管理单元，此时该编码通道的录制就开始了。中心管理单元在收到采集编码单元回复后，给解码播放单元反馈结果，转到步骤6）；

6）挂载待访问的采集编码单元的主目录至本地文件系统（如表7中所示的Home-url）。例如执行如下指令：

mount–t nfs-r 202.120.2.33:/username/123456789abcdef0/mnt/123456789abcdef0

该指令将位于存储单元的guid为123456789abcdef0的采集编码单元的主目录，以只读的方式挂载到解码播放单元根文件系统的“/mnt/123456789abcdef0”目录下，一个解码播放单元有可能会同时挂载多个采集编码单元的主目录，但都只能以只读的方式挂载。

此时解码播放单元已经获得访问所需的采集编码单元录制索引文件和录制数据文件的方法。对于录制播放，由用户或者搜索决定一个播放时间起点，而直播时，时间起点就是现在。解码播放单元用这个时间起点从索引文件中找到对应I帧所在的数据文件及其偏移量，从那个位置开始读取数据文件，则解码播放就可以开始了。

3、CVSS的设备控制单元

图8为根据本发明一个实施例的设备管理流程示意图，其示出了一个控制任务被完成的全过程。设备管理单元根据基于HTTP的应用编程接口（API）发送HTTP POST请求给中心管理单元，中心管理单元将该请求转发给采集编码单元，并将来自采集编码单元的应答发回给该设备管理单元。

4、CVSS中的中心管理单元

与现有的VSS的中心管理单元的功能不同，在CVSS中，中心管理单元不再涉及具体的视音频数据的传输，而是充当控制核心来控制和管理该系统中的用户和设备。通过HTTP协议与采集编码单元、解码播放单元、设备控制单元进行控制消息的传输，以及维护该系统的设备和用户信息和记录系统运行的日志和统计信息。当然，中心管理单元也可以充当NFS/CIFS客户端，与存储单元交互相关的控制信息、统计信息等。

5、CVSS中的存储单元

在CVSS中的存储单元要求能够支持网络文件系统服务，例如支持NFS或CIFS。本领域人员应理解，在本发明的实施例中，存储单元和中心管理单元对于采集编码单元是可访问的。例如在开放的系统中，存储单元和中心管理单元具备可公开访问的IP地址或域名，或者在封闭的系统中，存储单元和中心管理单元具备采集编码单元可访问的IP地址或域名。另外，存储单元对于中心管理单元也是可访问的。

在本发明的实施例中，采集编码单元（例如IP摄像头和编码器）通过http和网络文件系统协议主动地在任何联网的环境中接入CVSS系统，因此可以被部署在原有VSS无法部署的内网和IP动态改变的网络环境中。而中心管理单元因为不再承担所有视音频数据流的中转站的角色，计算和网络带宽负担大幅下降，不再会成为性能瓶颈；同时由于录制点被分散，而不再会因为中心管理单元的崩溃而出现系统全面停转的情况。此外，视音频数据直接在编解码单元和存储单元之间传输，对于存储单元而言，接入数据量并没有差别，但中心管理单元却完全解放了。“存储”和“中心管理”完全可以不在一个地域，而不会带来显著的带宽开销的增加。这可以允许VSaaS服务提供商，使用第三方的云存储服务来充当“存储单元”，而自己仅仅维护和运营中心管理服务器，从而将大大降低技术难度和初始资金投入。

通过上述本发明具体实施例可知，本发明提供的基于网络文件系统的数字视频监控系统突破了现有VSS中的采集编码单元部署的局限性。而且彻底消除了中心管理单元带来的性能瓶颈，降低其复杂度，并克服了因中心管理单元失效而带来的单点故障问题。此外，本发明使“存储”和“中心管理”在地域及经营主权上可分离，提供了一种新型的视频监控即服务的模式。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (11)

1.一种数字视频监控系统，包括采集编码单元、中心管理单元、存储单元，其中：

采集编码单元用于采集监控现场的视音频数据，并直接将所采集的视音频数据存储到存储单元；

中心管理单元，用于对采集编码单元、存储单元进行管理和控制；

其中，所述采集编码单元、中间管理单元被配置为网络文件系统的客户端，所述存储单元被配置为网络文件系统的服务器端。

2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括解码播放单元，用于从存储单元直接读取需要播放的视音频数据并进行播放。

3.根据权利要求2所述的系统，所述解码播放单元被配置为网络文件系统的客户端。

4.根据权利要求1或3所述的系统，所述网络文件系统为NFS或CIFS。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，中心管理单元还被配置为基于HTTP协议实现对采集编码单元、解码播放单元和存储单元的管理和控制。

6.一种采用如权利要求1-5之一所述的数字视频监控系统对监控现场进行数据采集的方法，所述方法包括：

由中心管理单元为请求接入所述系统的采集编码单元分配设备标识符，并在存储单元为所述采集编码单元分配主目录；

由中心管理单元将所述设备标识符和关于为采集编码单元分配的主目录的地址信息返回给所述采集编码单元；

由所述采集编码单元采集监控现场的视音频数据，并且基于所述地址信息，将所采集的视音频数据直接保存到存储单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述为采集编码单元分配的主目录的名称与分配给该采集编码单元的设备标识符相关联。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述关于分配给该采集编码单元的主目录的地址信息包括存储单元的地址信息、该主目录在存储单元上的文件系统路径。

9.根据权利要求6或8所述的方法，其中所述采集编码单元基于所述地址信息，将存储单元上分配给该采集编码单元的主目录挂载至本地文件系统，以将所采集的视音频数据保存到存储单元。

10.一种采用如权利要求2-5之一所述的数字视频监控系统呈现监控现场数据的方法，包括：

由解码单元向中心管理单元发出对监控现场数据的播放请求；

响应于收到所述播放请求，由中心管理单元将本次请求权限范围内的可播放列表信息返回给该解码播放单元，所述可播放列表信息中包含该解码播放单元可访问的采集编码单元的设备标识符和关于存储单元上分配给该采集编码单元的主目录的地址信息；

由解码播放单元基于所述地址信息来从存储单元读取监控现场的视音频数据进行播放。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述解码单元基于所述地址信息，挂载待访问的采集编码单元的主目录至本地文件系统，以从存储单元读取视音频数据进行播放。

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