CN103795906B - 一种可堆叠无线网络摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可堆叠无线网络摄像机，该可堆叠无线网络摄像机包括堆叠模块，用于与相邻的可堆叠无线网络摄像机串接，并将串接的相邻可堆叠无线网络摄像机堆叠成堆叠摄像机组，其中该堆叠模块包括连接单元、邻居发现单元和控制单元。本发明的堆叠摄像机组将多个独立的802.11n无线网络摄像机堆叠成一个支持MIMO的堆叠摄像机组，有效的提高无线接入带宽，同时多个无线网络摄像机之间组成备份，当其中某个无线接入断开后，依然可以通过堆叠摄像机组中其他的无线接入进行通信。

Description

一种可堆叠无线网络摄像机

技术领域

本发明属于无线网络摄像机技术领域，尤其涉及一种可堆叠无线网络摄像机。

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、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及化趋势越来越明显。视频监控在城市安防中起到的作用越来越大。由此监控点也部署的越来越多，目前监控点部署的摄像机有模拟摄像机、网络摄像机（IPC）。但是大部分摄像机都需要有线的连接，但是很多需要部署摄像机的位置直接拉有线连接什么不方便，于是无线网络摄像机也逐渐的投入到使用之中。

对于无线网络摄像机，传统的无线802.11a/b/g带宽已经不能满足需求，所以在最新的无线高清网络摄像机上都是使用802.11n无线技术，802.11n在技术上的重大改进之一为多入多出技术（MIMO，Multiple Input Multiple Output），利用多天线传输将串行映射为并行，并且各天线独立处理自主运行，各天线用各自的调制方式发送电波，用各自的解调方式接收电波。802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps，提高到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO（多入多出）与OFDM（正交频分复用）技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。

但是现在的无线网络摄像机仅具有一根天线，无法发挥出802.11n的高带宽优势。以图1为例，两个单天线IPC通过WIFI与监控平台端的无线接入点AP相连，两个单天线无线IPC的最大物理速率为150M，两个IPC均分为75M。如果再考虑到载荷的消耗、信号冲突、距离、信号强度、干扰等因素，最后的带宽可能会更小。同时IPC与AP的无线连接中断后，用户无法远程访问该IPC进行查看及维护，只有达到设备现场通过有线登录进行维护，维护工作量大。

发明内容

本发明的目的是对现有无线网络摄像机带宽不足，并且无线连接维护困难等技术问题，提出一种可堆叠无线网络摄像机，以提高无线传输带宽，并且传输稳定可靠。

为了实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种可堆叠无线网络摄像机，包括无线收发模块和摄像功能模块，所述可堆叠无线网络摄像机还包括堆叠模块，所述堆叠模块用于与相邻的可堆叠无线网络摄像机串接，并将串接的相邻可堆叠无线网络摄像机堆叠成堆叠摄像机组。

在堆叠摄像机组中，所述可堆叠无线网络摄像机的摄像机功能模块用于各自独立工作，所述可堆叠无线网络摄像机的无线收发模块集合在一起堆叠成一个多入多出MIMO收发系统。当可堆叠无线网络摄像机堆叠后，堆叠的多台无线网络摄像机就相当于一台无线摄像机设备，各自的摄像机功能模块独自工作，而无线收发模块集合在一起组成一个MIMO收发系统，基于802.11n收发无线数据报文。

所述堆叠模块包括连接单元、邻居发现单元和控制单元，其中所述连接单元用于串接相邻的可堆叠无线网络摄像机，并在相邻的可堆叠无线网络摄像机之间转发数据报文；所述邻居发现单元，用于发送和接收hello报文，将相邻可堆叠无线网络摄像机加入到本地的邻居列表；所述控制单元用于根据邻居列表，将串接的相邻可堆叠无线网络摄像机堆叠成堆叠摄像机组。

进一步地，所述连接单元包括两个有线网卡。通过有线网卡将可堆叠无线网络摄像机串接在一起。

进一步地，所述控制单元选举堆叠摄像机组内的一台可堆叠无线网络摄像机为主摄像机，其余为从摄像机。堆叠组内的可堆叠无线网络摄像机协同工作，其中一台为主，其余为从。主摄像机可以通过控制单元在邻居列表中选举产生，也可以人工设置，通过选举实现了自举，可以更快的进行堆叠。

所述可堆叠无线网络摄像机的无线收发模块在所述堆叠摄像机组中堆叠在一起组成一个多入多出MIMO收发系统，所述主摄像机的无线收发模块控制其余从摄像机的无线收发模块进行数据报文的收发。所述主摄像机无线收发模块的MAC地址为所述堆叠摄像机组的对外的统一MAC地址。

进一步地，所述从摄像机有数据流需要发送时，该从摄像机的无线收发模块通过所述连接单元将数据流发送到所述主摄像机。所述主摄像机的无线收发模块将需要发送的数据流分割为数据子流，将数据子流通过所述MIMO收发系统内的无线收发模块发送。

进一步地，所述主摄像机的无线收发模块将需要通过从摄像机无线收发模块发送的数据子流通过所述连接单元转发到该从属摄像机无线收发模块发送。

进一步地，所述无线收发模块接收到数据报文后，根据接收的数据报文的IP地址，将数据报文通过所述连接单元转发至该IP地址对应的可堆叠无线网络摄像机的无线收发模块。

本发明提出的一种可堆叠无线网络摄像机，通过设置的堆叠模块，将多个独立的802.11n无线网络摄像机堆叠在一起，所有堆叠的无线网络摄像机的无线收发模块组成MIMO收发系统，满足了802.11n的MIMO无线传输需求，扩宽了无线网络摄像机的无线带宽。同时，基于MIMO的无线WIFI连接，有助于网络的稳定和强壮性，便于维护和管理。

附图说明

图1为现有技术无线视频监控组网示意图；

图2为本发明基于堆叠摄像机组的视频监控组网结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

图2示出了本发明无线视频监控组网的结构示意图，图中各无线网络摄像机（IPC1、IPC2、IPC3）通过网线进行连接，堆叠成一个堆叠摄像机组，其中有一台无线网络摄像机为主IPC，另外两台为从IPC。例如IPC1为主，则IPC2和IPC3为从。该堆叠摄像机组的多个无线收发模块共同组成MIMO收发系统，各IPC在业务层面是多个独立的IPC，在转发层面相当于一台802.11n设备。当某个IPC需要发送数据流时，只需要将数据流下发给转发层面，将数据流通过堆叠摄像机组的MIMO收发系统发送出去。

对于每个IPC设备，包括无线收发模块和摄像机功能模块，其中无线收发模块负责通过无线天线发送和接收数据流，每个IPC都包括一个无线收发模块，通常是一块无线网卡和天线；而摄像机功能模块就是负责IPC业务层面的功能，进行摄像，将视频图像转换为数据流，并通过无线收发模块发送出去。

本实施例可堆叠无线网络摄像机还包括堆叠模块，如同堆叠交换机，堆叠模块通过有线或无线将几台IPC连接在一起，堆叠成为一个堆叠摄像机组，其中有一台IPC为主，其余为从，该堆叠摄像机组对外就如同一台IPC设备，对外提供一个统一的无线网卡MAC地址，通常为主IPC的无线网卡的MAC地址，堆叠摄像机组内的IPC无线收发模块组成MIMO收发系统。主IPC无线收发模块可管理堆叠摄像机组内所有的无线收发模块，将所有天线集合堆叠在一起组成一个MIMO收发天线。

如图2所示，无线网络摄像机IPC1、IPC2、IPC3通过堆叠模块连接在一起，堆叠成一个堆叠摄像机组。在堆叠摄像机组中，有一台IPC为主，其余为从，例如IPC1为主，则IPC2和IPC3均为从。堆叠摄像机组以IPC1无线网卡的MAC地址为对外的统一MAC地址，三个IPC各自的IP地址均对应IPC1的MAC地址，堆叠摄像机组中主IPC的无线收发模块负责控制堆叠摄像机组数据流的收发。

本实施例IPC1、IPC2、IPC3在组成堆叠摄像机组后，堆叠摄像机组内各IPC的无线收发模块构成MIMO收发系统，统一进行数据流的发送。当其中一台无线网络摄像机需要发送数据流时，首先将数据流发送到主IPC，主IPC将数据流进行分割成若干个数据子流，每个数据子流交给各个无线模块进行单独编码，再通过各自的天线发送出去。

例如在IPC2上有数据流（A、B、C、D、E、F）需要发送时，首先将数据流发送到主IPC1，主IPC1的无线收发模块在收到数据流后，将数据流进行分割成若干个数据子流A、B、C、D、E、F，按照堆叠的无线网络摄像机数依次将数据子流转送到三个无线收发模块发送。对应三个IPC的无线收发模块，上述数据子流通过三个IPC的无线收发模块发送。即A、D通过IPC1的无线收发模块来发送，B、E通过IPC2的无线收发模块来发送，而C、F通过IPC3的无线收发模块来发送。

堆叠模块包括连接单元、邻居发现单元和控制单元，堆叠模块将需要进行堆叠的多台相邻IPC串联起来堆叠成一个堆叠摄像机组，相邻的IPC经过堆叠后对外就是一个堆叠摄像机组。

其中本实施例的连接单元包括两个有线网卡，通过网线将需要进行堆叠的相邻IPC串接起来成为一个堆叠摄像机组，如图2所示。

容易理解的是，IPC1的数据子流B、E、C、F需要经过IPC2或IPC3的无线收发模块发送，在如图2所示的堆叠摄像机组中，数据子流B、E、C、F则需要通过连接单元转发至IPC2，而进一步地C、F需要通过连接单元转发至IPC3。

堆叠摄像机组内的数据子流的发送过程，A、D直接通过IPC1的无线收发模块来发送，而B、C、E、F则需要通过IPC1的连接单元转发至IPC2，IPC2的连接单元接收B、E后，将B、E通过IPC2的无线收发模块发送；而将C、F通过IPC2的连接单元转发至IPC3，IPC3的连接单元接收C、F后，将C、F通过IPC3的无线收发模块发送。

堆叠模块中还包括邻居发现单元，在采用连接单元将需要进行堆叠的相邻IPC连接起来后，用于发现串接在一个堆叠摄像机组内的邻居IPC。串接在一个堆叠摄像机组内的IPC在使能了堆叠功能后，邻居发现单元会周期性地以广播方式发送hello报文，时间间隔例如为1秒，并接收其他邻居IPC邻居发现单元发送的hello报文，将hello报文中包括的邻居IPC的源MAC地址加入到本地的邻居列表中。通过发送和接收hello报文，将串接在一起的相邻IPC加入到本地的邻居列表。

控制单元，用于根据邻居列表，选举一台IPC为主IPC，其他的IPC为从属IPC，从而将相邻IPC堆叠成一个堆叠摄像机组，整个堆叠摄像机组对外提供一个统一的无线网卡MAC地址。

容易理解的是，堆叠摄像机组内的IPC在收到数据报文时，先查看数据报文的目的IP地址，如果目的IP地址是自己，则直接接收并上送到业务层；如果目的IP地址不是自己，则通过连接单元将数据报文转发给目的IP地址的IPC。而对于AP的接收，无线AP收到各数据子流后，重新组成数据流A、B、C、D、E、F。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，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作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 (7)

1.一种可堆叠无线网络摄像机，包括无线收发模块和摄像功能模块，其特征在于，所述可堆叠无线网络摄像机还包括堆叠模块，所述堆叠模块用于与相邻的可堆叠无线网络摄像机串接，并将串接的相邻可堆叠无线网络摄像机堆叠成堆叠摄像机组；

其中，所述堆叠模块包括连接单元、邻居发现单元和控制单元，其中所述连接单元用于串接相邻的可堆叠无线网络摄像机，并在相邻的可堆叠无线网络摄像机之间转发数据报文；所述邻居发现单元，用于发送和接收hello报文，将相邻可堆叠无线网络摄像机加入到本地的邻居列表；所述控制单元用于根据邻居列表，将串接的相邻可堆叠无线网络摄像机堆叠成堆叠摄像机组；

所述控制单元选举堆叠摄像机组内的一台可堆叠无线网络摄像机为主摄像机，其余为从摄像机；

所述可堆叠无线网络摄像机的无线收发模块在所述堆叠摄像机组中堆叠在一起组成一个多入多出MIMO收发系统，所述主摄像机的无线收发模块控制其余从摄像机的无线收发模块进行数据报文的收发。

2.根据权利要求1所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述连接单元包括两个有线网卡。

3.根据权利要求1所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述主摄像机无线收发模块的MAC地址为所述堆叠摄像机组的对外的统一MAC地址。

4.根据权利要求1所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述从摄像机有数据流需要发送时，该从摄像机的无线收发模块通过所述连接单元将数据流发送到所述主摄像机。

5.根据权利要求4所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述主摄像机的无线收发模块将需要发送的数据流分割为数据子流，将数据子流通过所述MIMO收发系统内的无线收发模块发送。

6.根据权利要求5所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述主摄像机的无线收发模块将需要通过从摄像机无线收发模块发送的数据子流通过所述连接单元转发到该从属摄像机无线收发模块发送。

7.根据权利要求1所述的无线网络摄像机，其特征在于，所述无线收发模块接收到数据报文后，根据接收的数据报文的IP地址，将数据报文通过所述连接单元转发至该IP地址对应的可堆叠无线网络摄像机的无线收发模块。