CN103731635B - 一种移动自组织网络智能监控系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视频监控技术领域，本发明公开了一种移动自组织网络智能监控系统，其具体包括至少两个智能监控终端，每个智能监控终端通过移动自组织网络与其他智能监控终端连接，每个智能监控终端中包括ARM处理器+DSP处理器形成的双核处理器、存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块，所述存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块分别与双核处理器连接。通过ARM处理器和DSP处理器双核系统架构，既可以进行系统控制，也可以进行视频分析和编解码，具有体积小、功耗低、成本低、性能高的优点。所有的智能监控终端通过移动自组织网络连接起来，可以动态进行终端添加和去除，提高了系统的灵活性和可扩展性。

Description

一种移动自组织网络智能监控系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种移动自组织网络智能监控系统及其实现方法。

背景技术

随着多媒体技术的发展，以及平安城市建设的需要，视频监控系统正变得日益重要。视频监控系统正被用在银行、商场、工业区以及街道等各种地方。

现有技术一，发明专利“一种智能监控系统及其监控方法”，申请号200710053439，公开日2008年02月13日，其包括摄像机组、报警器、ＰＣ终端软件以及核心的控制模块，监控方法包括步骤：系统初始化、报警规则读入、视频分析、视频处理。该方案设计思路传统，移植性以及扩展性较差。

现有技术二、发明专利“一种智能视频监控系统及其监控方法”，申请号201120174404.4，公告日2011年12月21日，其特征在于：网络摄像机通过网线与发射光端机信号连接，发射光端机通过光纤与接收光端机信号连接，接收光端机通过网线与交换机的一个RJ45接口信号连接，数字视频矩阵通过网线与交换机的另一个RJ45接口信号连接，主控计算机通过网线与交换机的再一个RJ45接口信号连接，数字视频矩阵的SATA接口通过SATA排线与存储硬盘信号连接，数字视频矩阵的VGA接口通过VGA视频线与显示设备信号连接，最终实现视频监控功能。该方案受有线线路连接的限制，实现较复杂，灵活性差。

现有技术三、发明专利“一种无线传输视频监控系统及方法”，申请号201010153647.X，公开日2010年10月06日，其包括视频采集模块、视频编码模块、网络发送模块、控制传输模块、视频接收解码模块，该发明方案只能在窄带网络环境下进行良好的无线传输。

现有技术四、发明专利“一种无线音视频监控系统”，申请号201210076759.9，公开日2012年08月01日，其包括音视频采集组件、无线发射器、无线接收器、数据采集卡、无线路由器、本地服务器和远程监控组件，音视频采集组件设有用于供电的电池组，无线发射器连接音视频采集组件，无线接收器连接数据采集卡，无线发射器通过无线网络与无线接收器连接，数据采集卡连接本地服务器，该本地服务器通过无线路由器连接远程监控组件。虽然实现了无线传输，但需要设置本地服务器和远程监控组件等，限制了智能监控系统的灵活性和扩展性。

发明内容

针对现有技术中的监控系统灵活性以及扩展性差的技术问题，本发明公开了一种移动自组织网络智能监控系统。本发明还公开了移动自组织网络智能监控系统的实现方法。

本发明公开了一种移动自组织网络智能监控系统，其具体包括至少两个智能监控终端，每个智能监控终端通过移动自组织网络与其他智能监控终端连接，每个智能监控终端中包括ARM处理器+DSP处理器形成的双核处理器、存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块，所述存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块分别与双核处理器连接，所述ARM处理器用于智能监控终端系统整体控制，所述DSP处理器用于视频编解码和视频智能分析，所述存储模块用于存储系统参数及音视频记录，所述音视频输入输出模块用于进行音视频数据的采集和输出；所述无线网络通信模块用于自组织网络中各智能监控终端之间的无线网络通信，进行智能监控终端之间的数据交互和命令交互；所述GPS定位模块用于进行智能监控终端的定位。

更进一步地，上述无线网络通信模块为与双核处理器的串口连接的GPRS/CDMA调制解调器，所述GPRS/CDMA调制解调器拨号连接进入GPRS/CDMA网络，每个智能监控终端之间形成自组织网络。

更进一步地，上述ARM处理器和DSP处理器的主频分别为400MHz和600MHz以上。

更进一步地，上述双核处理器为嵌入式的。

更进一步地，上述存储模块包括与双核处理器信号连接的Nor Flash，Nand Flash和/或SDRAM。

更进一步地，上述智能监控终端还包括有线网络接口，所述有线网络接口连接双核处理器。

本发明还公开了一种移动自组织网络智能监控系统的实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、每个智能监控终端上电后，进行智能监控终端的启动和参数的配置，通过无线网络通信模块加入到移动自组织网络中；步骤二、音视频输入输出模块首先进行音视频采集并保存在存储模块中，然后ARM处理器向DSP处理器发送分析命令，当DSP处理器完成音视频分析后，将结果返回给ARM处理器；步骤三、ARM处理器根据返回结果及系统配置的参数判定是否需要报警，是则进入步骤四，否则回到步骤二重新进行音视频采集；步骤四、启动无线网络通信模块，通过移动自组织网络将报警信息及音视频信息发送给其他的智能监控终端。

更进一步地，上述DSP处理器工作在三种模式；如果DSP处理器端工作在智能音视频分析模式下，则进行智能音视频分析；如果DSP处理器端工作在编码模式下，则开始音视频编码线程进行编码处理；如果DSP处理器端工作在解码显示模式，则开启音视频解码线程进行解码处理后显示。

更进一步地，上述方法还包括当检测到报警消息后，当前终端向自组织网络中的其它节点进行消息发送，告知在当前自组织网络中发现报警监控点，并在固定时间内等待其他节点回应；如果接收到其他节点回应，则该终端的DSP处理器修改为编码模式，音视频数据编码后发送给其他终端；同时等待编码状态的结束，当编码状态结束后，判断是否要退出视频分析模式，如果需要退出则退出，否则重新进行音视频采集。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：智能视频监控终端平台采用ARM和DSP双核系统架构，既可以进行系统控制、管理功能的实现，也可以进行视频分析和编解码的实现，具有体积小、功耗低、成本低、性能高的优点，并且支持丰富的外部接口。本硬件系统平台配置的ARM和DSP主频都达到400MHz和600MHz以上，具有较高的处理性能。本平台上还集成了多种存储接口，包括Nor Flash，Nand Flash，USB接口，SDRAM等，有较大的存储空间进行操作系统的和文件系统的存放。其外部网络接口包括有线接口和无线接口两种。

附图说明

图1为移动自组织网络智能视频监控系统的组织示意图。

图2为智能监控终端的硬件模块图设计示意图。

图3为智能监控终端内部多核之间的任务区分设计示意图。

图4为智能监控系统中的状态工作流程示意图。

图5为智能监控系统中的智能视频分析处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式。

本发明公开了一种移动自组织网络智能监控系统，其具体包括至少两个智能监控终端，每个智能监控终端通过移动自组织网络与其他智能监控终端连接，每个智能监控终端中包括ARM处理器+DSP处理器形成的双核处理器、存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块，所述存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块分别与双核处理器连接，所述ARM处理器用于智能监控终端系统整体控制，所述DSP处理器用于视频编解码和视频智能分析，所述存储模块用于存储系统参数及视频记录，所述音视频输入输出模块用于进行音视频数据的采集和输出；所述无线网络通信模块用于自组织网络中各智能监控终端之间的无线网络通信，进行智能监控终端之间的数据交互和命令交互；GPS定位模块用于进行智能监控终端的定位。通过ARM处理器和DSP处理器双核系统架构，既可以进行系统控制、管理功能的实现，也可以进行视频分析和编解码的实现，具有体积小、功耗低、成本低、性能高的优点。所有的智能监控终端通过移动自组织网络连接起来，可以动态进行终端添加和去除智能监控终端，提高了系统的灵活性和可扩展性。该系统中各个监控终端中都集成了移动自组织网络协议进行自组织网的实现和组网。该监控系统除了普通的视频监控外，还可以进行视频分析。在监控终端平台的DSP处理器上视频分析算法可以进行扩展，支持包括人脸检测，火灾检测等功能。该系统中各个监控终端的工作模式可以灵活进行变更，各个终端之间的工作模式相互交汇，有利于系统功能的扩展和应用。

本硬件系统平台配置的ARM处理器和DSP处理器主频都达到400MHz和600MHz以上，具有较高的处理性能。本平台上还集成了多种存储接口，包括Nor Flash，Nand Flash，USB接口，SDRAM等，有较大的存储空间进行操作系统的和文件系统的存放。其外部网络接口包括有线接口和无线接口两种。

如图1所示的本发明的移动自组织网络智能监控系统的组织示意图，其中智能监控终端1～智能监控终端4为已经在移动自组织网内的智能监控终端。智能监控终端5到智能监控终端N为可以动态加入自组织网络的其它智能监控终端。图中的实线为已有的网络连接，从中可以看出任意两个终端之间都有网络连接。虚线表示新加入的终端节点，需要和已有的每个终端节点之间都建立网络连接。图中数字1、2是用于区别已有连接和新建立连接。标注1的是实线，是原有网络节点中的已有连接。2标注的是虚线，表示新加入网络的节点跟原有节点之间建立的新的连接。

图2为本发明的智能监控终端的硬件组织结构图，其中以ARM处理器+DSP处理器双核处理器为核心，双核处理器可以设置为嵌入式的，外部包括了视频输入输出相关的解码和编码芯片，DSP处理器可进行编解码，此处使用专门的芯片进行编解码，DSP执行后续功能，能够提高处理的性能。存储模块可以是NAND Flash、DDR和或者SD卡，对外交互相关的网络接口，RS232接口，GPIO接口，音频输入输出接口，以及USB接口。在该硬件组织结构图中，通过RS232接口外接GPS定位芯片，通过USB接口外接无线网络通信模块。

图3为本发明的智能监控终端内部多核之间的任务区分设计示意图，其中对多核处理器而言，分为ARM处理器端和DSP处理器端两部分程序。在ARM处理器端的系统中，按照层次化和模块化方式进行系统设计，由底向上分为内核层，驱动层，中间键层和应用层。各个层次中按照模块化划分进行对应模块设计。每一层次中的模块划分和具体的层次任务相关。在硬件驱动层中，对各个外部硬件模块进行驱动定制，在该终端中包括音视频采集，网卡，GPIO以及串口通信。在中间键层中负责对驱动进行封装以及对公共操作部分进行封装，包含有视频处理算法的库封装。在应用层包含有ARM处理器端的应用程序和DSP处理器端的应用程序。ARM处理器端主要包含有存储模块，报警（智能分析处理）模块，无线自组织网络模块以及音视频采集编码显示模块。

本发明还公开了一种移动自组织网络智能监控系统的实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、每个智能监控终端上电后，进行智能监控终端的启动和参数的配置，通过无线网络通信模块加入到移动自组织网络中。步骤二、音视频输入输出模块首先进行音视频采集并保存在存储模块中，然后ARM处理器向DSP处理器发送分析命令，当DSP处理器完成音视频分析后，将结果返回给ARM处理器。步骤三、ARM处理器根据返回结果及系统配置的参数判定是否需要报警，是则进入步骤四，否则回到步骤二重新进行音视频采集。步骤四、启动无线网络通信模块，通过移动自组织网络将报警信息及音视频信息发送给其他的智能监控终端。比如通过GPRS/CDMA调制解调器进行拨号连接进入GPRS/CDMA网络，通过GPRS/CDMA数据业务服务与其他的智能监控终端建立网络连接，随后通过此网络连接，实现报警信号和其他的音视频信息的传输。每个智能监控终端可以动态进行终端添加和去除，提高了系统的灵活性和可扩展性。

智能监控系统中的状态工作流程如图4所示。系统开始后，需要进行系统各个终端的启动以及参数的配置获取，同时还需要进行自组织网络的节点加入。网络配置完毕后，嵌入式多核处理器会根据ARM处理器端的参数配置DSP处理器端的工作模式，并开启DSP处理器端的工作。如果DSP处理器端工作在智能视频分析模式，则进行智能分析模式处理。如果DSP处理器端工作在编码模式，则开始视频编码线程进行编码处理。如果是工作在解码显示模式，则需要开启视频解码线程。当配置完DSP处理器的工作模式后，终端系统进入循环等待自组网事件循环，根据自组网事件进行全局状态的修改，并进行对应处理。当出现异常需要退出时，进行工作流程结束。在智能视频分析处理中，其流程图如图5所示。整体智能视频分析以视频采集为开始，ARM处理器端首先进行视频采集，然后向DSP处理器端发送分析命令，当DSP处理器端完成分析后，将结果返回给ARM处理器。ARM处理器根据返回结果及系统配置进行综合判断，看是否是报警消息，如果是则继续处理，否则重新进行视频采集，再分析。当检测到报警消息后，当前终端向自组织网络中的其它节点进行消息发送，告知在当前自组织网络中发现报警监控点，并在固定时间内等待其他节点回应。如果接收到其他节点回应，则该终端修改其本地模式为编码模式，进入编码，视频发送状态。同时等待编码状态结束（编码线程会进行固定次数的编码后停止编码工作，将状态切换回到分析模式）。当编码状态结束后，判断是否要退出视频分析模式，如果需要退出则退出，否则重新进行视频采集，再进行分析处理。

上述的实施例中所给出的系数和参数，是提供给本领域的技术人员来实现或使用发明的，发明并不限定仅取前述公开的数值，在不脱离发明的思想的情况下，本领域的技术人员可以对上述实施例作出种种修改或调整，因而发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (8)

1.一种移动自组织网络智能监控系统，其特征在于包括至少两个智能监控终端，每个智能监控终端通过移动自组织网络与其他智能监控终端连接，每个智能监控终端中包括ARM处理器+DSP处理器形成的双核处理器、存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块，所述存储模块、音视频输入输出模块、无线网络通信模块和GPS定位模块分别与双核处理器连接，所述ARM处理器用于智能监控终端系统整体控制，所述DSP处理器用于音视频编解码和音视频智能分析，所述存储模块用于存储系统参数及音视频记录，所述音视频输入输出模块用于进行音视频数据的采集和输出；所述无线网络通信模块用于自组织网络中各智能监控终端之间的无线网络通信，进行智能监控终端之间的数据交互和命令交互；所述GPS定位模块用于进行智能监控终端的定位；当检测到报警消息后，当前终端向自组织网络中的其它节点进行消息发送，告知在当前自组织网络中发现报警监控点，并在固定时间内等待其他节点回应；如果接收到其他节点回应，则该终端的DSP处理器修改为编码模式，音视频数据编码后发送给其他终端；同时等待编码状态的结束，当编码状态结束后，判断是否要退出音视频分析模式，如果需要退出则退出，否则重新进行音视频采集。

2.如权利要求1所述的移动自组织网络智能监控系统，其特征在于所述无线网络通信模块为与双核处理器的串口连接的GPRS/CDMA调制解调器，所述GPRS/CDMA调制解调器拨号连接进入GPRS/CDMA网络，每个智能监控终端之间形成自组织网络。

3.如权利要求1所述的移动自组织网络智能监控系统，其特征在于所述ARM处理器和DSP处理器的主频分别为400MHz和600MHz以上。

4.如权利要求1所述的移动自组织网络智能监控系统，其特征在于所述双核处理器为嵌入式的。

5.如权利要求1所述的移动自组织网络智能监控系统，其特征在于所述存储模块包括与双核处理器信号连接的Nor Flash，Nand Flash和/或SDRAM。

6.如权利要求1所述的移动自组织网络智能监控系统，其特征在于所述智能监控终端还包括有线网络接口，所述有线网络接口连接双核处理器。

7.一种移动自组织网络智能监控系统的实现方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、每个智能监控终端上电后，进行智能监控终端的启动和参数的配置，通过无线网络通信模块加入到移动自组织网络中；步骤二、音视频输入输出模块首先进行音视频采集并保存在存储模块中，然后ARM处理器向DSP处理器发送分析命令，当DSP处理器完成音视频分析后，将结果返回给ARM处理器；步骤三、ARM处理器根据返回结果及系统配置的参数判定是否需要报警，是则进入步骤四，否则回到步骤二重新进行音视频采集；步骤四、启动无线网络通信模块，通过移动自组织网络将报警信息及音视频信息发送给其他的智能监控终端；当检测到报警消息后，当前终端向自组织网络中的其它节点进行消息发送，告知在当前自组织网络中发现报警监控点，并在固定时间内等待其他节点回应；如果接收到其他节点回应，则该终端的DSP处理器修改为编码模式，音视频数据编码后发送给其他终端；同时等待编码状态的结束，当编码状态结束后，判断是否要退出音视频分析模式，如果需要退出则退出，否则重新进行音视频采集。

8.如权利要求7所述的移动自组织网络智能监控系统的实现方法，其特征在于所述DSP处理器工作在三种模式；如果DSP处理器端工作在智能音视频分析模式下，则进行智能音视频分析；如果DSP处理器端工作在编码模式下，则开始音视频编码线程进行编码处理；如果DSP处理器端工作在解码显示模式，则开启音视频解码线程进行解码处理后显示。