CN104580212A - 一种基于udp传输实现监控功能的应用层协议 - Google Patents

Abstract

一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，该协议使用UDP作为传输层协议，实现基于IP网络的监控应用功能。其包括客户端状态机和服务器状态机。客户端发起监控呼叫请求并使用监控状态机处理后续信令。摄像头报警后服务器发起报警监控呼叫请求并启用报警监控呼叫状态机处理后续信令。客户端最后结束本次呼叫。由于UDP协议可以完成互联网接入功能。因此本发明协议的应用更加广泛，客户端可以在移动的情况下在任意地点任意时间进行实时地监控。

Description

一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议

技术领域

本发明涉及多媒体网络通信技术领域，特别是一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议。

背景技术

在计算机网络中，位于传输层的协议主要包括传输控制协议(TransmissionControl Protocol,TCP)和用户数据包协议(User Datagram Protocol，UDP)。其中TCP为一个面向连接的可靠的传输协议。该协议使用序列号确认方式及包重传方式来保证数据包的可靠传输。如果将这种传输协议应用与监控系统中将会增大监控媒体数据的传输延迟，故不适用于监控系统。

目前市面上的监控系统大多是基于电路域或者局域网的，无论是从线路的布设方面还是监控终端的移动性方面，都存在很大的不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，能很方便的进行互联网接入，从而实现客户端可以在任意一个地点通过互联网进行实时的监控，提高了监控系统的实用性。

本发明采用如下技术方案：

一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：包括

视频监控模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成：当客户端的状态机发起监控呼叫请求并呼叫成功时，该客户端的状态机转入监控状态；当服务器端的状态机收到监控呼叫请求时，服务器端的状态机处理并生成服务器端的监控状态机以处理客户端的后续请求；

监控报警模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成:当服务器端的状态机接收到报警请求时，创建服务器端的报警监控呼叫状态机，该服务器端的报警监控呼叫状态机发送监控呼叫请求并在呼叫成功时，该服务器端的报警监控呼叫状态机转入监控状态；当客户端的状态机接收到该监控呼叫请求并呼叫成功时，生成客户端的报警监控呼叫状态机并进入监控状态。

优选的，所述视频监控模块中，在客户端的状态机处于监控状态时，客户端可发送云台指令控制监控设备动作及设置监控设备的报警状态。

优选的，所述视频监控模块中，客户端主动请求结束本次监控呼叫时，服务器的监控状态机销毁。

优选的，所述视频监控模块中，当客户端的状态机发起监控呼叫请求时，客户端状态机注册定时器，若未收到服务器状态机的响应消息，则触发定时器重传监控呼叫请求。

优选的，所述视频监控模块中，客户端的状态机发起的监控呼叫请求中，携带有自身ID信息及对应的监控设备ID信息。

优选的，所述监控报警模块中，当监控设备检测到异常情况发生时触发报警请求，该报警请求中包括报警对象。

优选的，所述云台指令，包括对监控设备的进行上、下、左、右、放大、缩小的操作指令。

优选的，所述监控设备的报警状态，是指监控设备的报警功能是否开启。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明使用UDP作为传输层协议，为了确保协议正确可靠的传输，在应用层采用了重传机制来保证协议的可靠传输。本发明可以很方便的进行互联网接入，从而实现移动终端可以在任意一个地点通过互联网进行实时的监控，提高了监控系统的实用性。本发明应用领域广阔，可用于楼宇、道路交通、家庭防盗、社区保安等位置实时监控。

附图说明

图1为本发明视频监控模块的监控呼叫信令流程图；

图2为本发明监控报警模块的报警回拨呼叫信令流程图；

图3a为监控呼叫的客户端状态机转换图；

图3b为监控呼叫的服务器状态机转换图；

图4a为报警监控呼叫的客户端状态机转换图；

图4b为报警监控呼叫的服务器状态机转换图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明提出一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，简称为V6协议，其包含以下功能模块：

视频监控模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成：

当客户端的状态机发起监控呼叫请求，并进入初始化状态以等待服务器的响应消息，该呼叫请求携带有自身ID信息及对应的监控设备ID信息。同时，客户端状态机注册定时器，若未收到服务器状态机的响应消息，则触发定时器重传监控呼叫请求；呼叫成功时，该客户端的状态机转入监控状态，在该监控状态时，客户端可发送云台指令控制监控设备动作及设置监控设备的报警状态。

相应的，当服务器端的状态机收到监控呼叫请求时，服务器端的状态机处理并生成服务器端的监控状态机以处理客户端的后续请求，即客户端发送的所有监控呼叫相关的请求指令均被送到该服务器端的监控状态及中处理。当客户端主动请求结束本次监控呼叫时，该服务器的监控状态机销毁。

监控报警模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成:

监控设备检测到异常情况发生时触发报警请求，该报警请求中包括报警对象。服务器端的状态机接收到报警请求时，创建服务器端的报警监控呼叫状态机。在该服务器端的报警监控呼叫状态机中，服务器发送监控呼叫请求，若呼叫成功，则该服务器端的报警监控呼叫状态机转入监控状态；否则结束当前状态机。在服务器端的报警监控呼叫状态机处于监控状态时，服务器接收并处理客户端发来的监控请求。

当客户端的状态机接收到该监控呼叫请求，如果呼叫成功，则生成客户端的报警监控呼叫状态机并进入监控状态，同时生成应答消息发送给服务器；若呼叫失败，客户端无法接通或拒绝呼叫，则只发送失败响应代码。

另外，在客户端的报警监控呼叫状态机中，客户端可发送云台指令控制监控设备动作及设置监控设备的报警状态。

本发明的监控设备以摄像头为例，并结合图1、图3a和图3b说明客户端发起监控呼叫请求时的信令处理过程及客户端和服务器端监控呼叫状态机的状态迁移过程。

步骤1：客户端创建监控呼叫状态机并处于初始状态(init)，并向服务器发起监控呼叫请求(invite)，携带自身id信息及需要查看的摄像头id信息。同时，客户端注册定时器，如果未收到服务器的响应消息则触发定时器重传请求消息。

步骤2：服务器接收到请求后创建监控呼叫状态机并处于初始状态(init)，同时向客户端发送响应消息(Response)。该响应消息携带应答码102，表示服务器正在处理请求。该响应消息还携带CallID属性。其值用以标示将要创建的服务器端的监控呼叫状态机。服务器将后续收到的请求消息传入监控呼叫状态机中处理。

步骤3：客户端监控呼叫状态机收到响应消息(Response)后，向服务器端发送确认消息(ACK)并携带响应消息应答码102及CallID，同时将自己的状态转入呼叫状态(calling)。服务器端监控呼叫状态机若没有收到ACK，则重传响应消息(Response)；若收到ACK消息后，将自己的状态转入呼叫状态(calling)。

步骤3a：服务器查找相应摄像头。如果查找成功则发送响应消息并携带应答码200到客户端，同时将自己的状态迁移到监控状态(monitoring)。如果找不到摄像头，则发送101并结束状态机。

步骤4：客户端接收到200后将自己的状态迁入监控状态(monitoring)，同时发送ACK消息表示确认收到应答消息。如果收到101，则发送ACK后结束客户端状态机。

步骤5：在成功建立呼叫后，客户端发送摄像头云台操作(MonOpr)请求，如摄像头上、下、左、右、放大、缩小、报警状态查询、摄像头列表更新、设防、撤防等摄像头控制信令到服务器。该请求消息所携带的CallID属性用于标示该消息所属状态机。

步骤6：服务器收到摄像头操作请求消息后根据这些信息所携带的CallID信息查找对应的状态机，并将请求消息发送至对应的状态机进行处理。

步骤7：客户端发送挂断请求消息(Bye)到服务器，同时将自己的状态改为挂断状态(byeing)。当收到服务器发回的挂断应答消息后，发送确认消息ACK并结束状态机。

步骤8：服务器收到Bye消息后，发送应答消息并携带应答码200，将状态转入byeing。待收到客户端返回的ACK消息后，服务器结束监控呼叫状态机。

当摄像头检测到异常情况时，摄像头会发送一个报警信号到服务器。服务器收到报警信号后根据预先设定的报警回拨终端ID给客户端发送报警监控呼叫请求。以下具体步骤结合图2、图4a和图4b描述了服务器发起报警监控呼叫请求后的信令处理过程及客户端和服务器端的报警监控呼叫状态机的状态迁移过程。

步骤1：摄像头检测到异常，发送告警通知(Alarm Notify)消息给服务器。服务器接收并处理该请求。服务器生成一个报警监控呼叫状态机，并为其分配一个呼叫标识符CallID。同时服务器发送报警监控呼叫请求(Invite)到客户端，并将自己的状态设置为初始状态(init)。

步骤2：客户端收到呼叫请求后先发送响应消息(Response)并携带应答码102，告诉服务器正在处理请求，同时修改自身状态为呼叫状态(calling)。服务器收到102消息后将自己的状态迁移到呼叫状态(calling)。

在此过程中，客户端响铃。如果用户没有接听呼叫或者拒绝呼叫，则本次呼叫失败，客户端接着发送响应消息并携带应答码101及呼叫失败原因。服务器收到呼叫失败响应消息后发送ACK确认消息并结束状态机。客户端收到ACK后也结束状态机。

步骤3：用户接听呼叫。此时，客户端发送响应消息并携带应答码200，告诉服务器呼叫成功建立。客户端处于呼叫状态(calling)并等待服务器的确认消息。

步骤4：服务器收到响应消息后，发送ACK确认消息。并将自己的状态转移为监控状况(monitoring)。

步骤5：客户端收到ACK消息后将自身的状态改为监控状态(monitoring)。在该状态下，客户端可以发送摄像头操作指令请求，可以查看摄像头的报警状态，可以设置和取消摄像头报警状态。

步骤6：服务器收到对摄像头操作请求后，调用摄像头相应接口函数处理该请求，并发送操作结果响应消息。客户端收到响应消息后发送ACK以确认此次操作事务完成。

步骤7：客户端发送Bye消息结束本次呼叫，同时将自身状态从monitoring迁移到byeing状态。

步骤8：服务器收到Bye消息后，关闭摄像头数据源并发送响应消息并携带应答吗200到客户端。同时将自身状态机的状态从monitoring迁移到byeing。

步骤9：客户端收到响应消息后发送ACK确认消息。最后结束状态机。服务器收到ACK消息后也结束本次呼叫的状态机。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：包括

视频监控模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成：当客户端的状态机发起监控呼叫请求并呼叫成功时，该客户端的状态机转入监控状态；当服务器端的状态机收到监控呼叫请求时，服务器端的状态机处理并生成服务器端的监控状态机以处理客户端的后续请求；

监控报警模块，包括服务器端的状态机和客户端的状态机，并设置成:当服务器端的状态机接收到报警请求时，创建服务器端的报警监控呼叫状态机，该服务器端的报警监控呼叫状态机发送监控呼叫请求并在呼叫成功时，该服务器端的报警监控呼叫状态机转入监控状态；当客户端的状态机接收到该监控呼叫请求并呼叫成功时，生成客户端的报警监控呼叫状态机并进入监控状态。

2.如权利要求1所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述视频监控模块中，在客户端的状态机处于监控状态时，客户端可发送云台指令控制监控设备动作及设置监控设备的报警状态。

3.如权利要求1所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述视频监控模块中，客户端主动请求结束本次监控呼叫时，服务器的监控状态机销毁。

4.如权利要求1所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于:所述视频监控模块中，当客户端的状态机发起监控呼叫请求时，客户端状态机注册定时器，若未收到服务器状态机的响应消息，则触发定时器重传监控呼叫请求。

5.如权利要求1所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述视频监控模块中，客户端的状态机发起的监控呼叫请求中，携带有自身ID信息及对应的监控设备ID信息。

6.如权利要求1所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述监控报警模块中，当监控设备检测到异常情况发生时触发报警请求，该报警请求中包括报警对象。

7.如权利要求2所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述云台指令，包括对监控设备的进行上、下、左、右、放大、缩小的操作指令。

8.如权利要求2所述的一种基于UDP传输实现监控功能的应用层协议，其特征在于：所述监控设备的报警状态，是指监控设备的报警功能是否开启。