CN105407320B - 一种无线视频监控节点以及自愈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线视频监控节点以及自愈方法，通过设计了支持不同业务服务高可靠要求的冗余式多级联结构，开发了支持冗余的多频点自适应跳转模块，以及功率自调整的跨节点传输模块，实现了通信干扰、设备故障、传输节点意外宕机等异常情况下的高可靠通信，采用多级联结构和节点跳跃机制，仍可保证故障节点之外的后续下联节点的不同业务高可靠传输，不存在链路连接错误，业务丢失等问题；采用功率自调整技术，在自愈时可提高通信质量，而在恢复后可降低功耗，节省成本，且减小相邻链路间的干扰；采用天线转向机制，可自动执行，无需人工维护，可有效降低自愈所需时间，提高通信的可靠性。

Description

一种无线视频监控节点以及自愈方法

技术领域

本发明涉及无线视频通信领域的非压缩传输系统和压缩传输系统，尤其涉及一种无线视频监控节点以及自愈方法。

背景技术

目前视频监控系统主要为电缆传输，并且已经向光纤传输过渡。这些传输系统的传输介质均为有线传输，在实际项目实施中，会涉及到“最后一公里”问题，如涉及到民生项目的乡镇村监控，经常监控网点比较分散、密度较低，布局光纤资源周期较长、项目投资较大，采用无线传输视频监控系统可很好地克服传统的有线监控（双绞线、同轴、光纤等）局限，具有随时随地的立体式接入方式，极大的方便接入端的高效部署。目前无线视频监控节点设计主要有多节点汇聚中继级联传输和多节点级联传输，相比于中继传输，非中继传输系统具有部署简单，成本低的特点，而中继传输则有更高的可靠性。但两种传输系统中最后均是无线级联传输，当其中某个中继器或者节点出现宕机，该点之前的所有视频将丢失，并且该节点本地的数据传感、视频传输、现场控制等多业务也将无法传输。对于光线传输系统，这种方式可以通过自愈环网的设计解决，但无线传输系统中目前尚无有效的自愈方法。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出一种无线视频监控节点以及自愈方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种无线视频监控节点自愈方法，节点包括功率控制模块，天线转向模块，接收扫频模块；

11）当节点N-1在设定的时间内未能与节点N取得通信，节点N-1的天线转向模块按照预先被设置好的辐射角度启动天线的旋转装置，将节点N-1天线的主瓣方向对准节点N+1；

12）节点N-1的功率控制模块根据预先与节点N+1测试好的距离值，增大相应的发送功率；

13）节点N+1启动接收扫频模块，探测到的频率为N-1节点及该节点之前的频率，根据功率大小的不同，判别节点N-1的功率，与之连接从而保持通信不中断；

14）当节点N恢复工作时，节点N尝试与节点N+1取得通信；

15）当节点N+1的接收扫频模块重新发现节点N的频率，则将该信息告知节点N-1，节点N+1放弃与节点N-1的通信，开始与节点N建立连接；

16）当节点N-1收到节点N+1的信息后，节点N-1的天线转向模块将天线的辐射角度重置；节点N-1的功率控制模块根据其记忆中的功率值减小当前功率，并开始与节点N建立连接通信；所述N大于等于2。

进一步的，当节点N-1发现节点N网管信息丢失后，将节点N最后的状态信息上报给监控中心平台，监控中心平台对网管信息进行分析，当判断节点N为宕机时，发出报警信号以指示工作人员。

进一步的，所述节点还包括节点跳跃模块；所述节点N与节点N+1之间采用实连接，所述节点N-1与节点N+1之间通过节点跳跃模块采用虚连接。

进一步的，每个节点均有2根天线，与下一节点方向通信的天线为下联天线，与上一节点通信的为上联天线。

进一步的，每个节点的下联天线设有方向旋转装置，而上联天线的方向固定不变，所述天线转向模块调整下联天线的方向旋转装置。

一种无线视频监控节点，包括功率控制模块，天线转向模块，接收扫频模块；

所述功率控制模块用于在跳跃传输时，根据传输距离自动增大发送功率；

所述天线转向模块用于根据预先设定的数值，旋转节点N-1天线的相应的角度使其主瓣方向对准节点N+1的接收天线；

所述接收扫频模块用于接收频率的扫描检测和扫描到的频率的最大功率计算选择。

进一步的，节点还包括节点跳跃模块，所述用于保持节点N-1与节点N+1之间的虚连接，并在实连接中断通信时，将虚连接变为实连接，保证通信正常。

本发明的有益效果在于：本文设计了支持不同业务服务高可靠要求的冗余式多级联结构，开发了支持冗余的多频点自适应跳转模块，以及功率自调整的跨节点传输模块，实现了通信干扰、设备故障、传输节点意外宕机等异常情况下的高可靠通信。采用多级联结构和节点跳跃机制，仍可保证故障节点之外的后续下联节点的不同业务高可靠传输，不存在链路连接错误，业务丢失等问题；采用功率自调整技术，在自愈时可提高通信质量，而在恢复后可降低功耗，节省成本，且减小相邻链路间的干扰；采用天线转向机制，可自动执行，无需人工维护，可有效降低自愈所需时间，提高通信的可靠性。

附图说明

图1为无线视频传输级联系统节点功能；

图2为无线视频传输级联系统节点级联；

图3为三个节点位置图示。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

本发明针对无线视频综合级联传输系统中节点意外宕机时的自愈方法进行了说明，该节点主要包括四个模块，节点跳跃模块，功率控制模块，天线转向模块，接收扫频模块。

当节点N宕机后，整个级联传输系统的自愈方法如下所述。

第一步，当节点N-1发现节点N网管信息丢失后，将节点N最后的状态信息上报给监控中心的软件平台，平台对网管信息进行分析判断节点N宕机，并发出报警信号以指示工作人员。

第二步，当节点N-1长时间未能与节点N取得通信，则其天线转向模块按照预先被设置好的辐射角度启动下联天线的旋转装置，将下联天线的主瓣方向对准节点N+1。即实现节点N-1与节点N+1的虚连接，成为实连接，并建立新的从节点N-1到节点N+2的虚连接。在该设计中只有下联天线有方向旋转装置，而上联天线的方向固定不可改变，否则在宕机节点恢复工作以后无法加入级联系统。

第三步，节点N-1的功率控制模块根据预先与节点N+1测试好的距离值，增大相应的发送功率，此时节点N-1可尝试与节点N+1取得通信。

第四步，节点N+1在节点N宕机后便无法与中心取得联系，此时，其扫频模块开始工作，由于节点N的频点λN丢失，故可探测到的频率为N-1节点及该节点之前的频率。而由于功率大小的不同，扫频模块可以确定出节点N-1因为有最大功率，故可与其连接，作为其上联节点。

此时整条级联链路仍可安全稳定的工作，这种设计采用的是定向天线，适合街道，高速公路，铁路等应用。当节点N恢复工作时，需要让其按照以下步骤自动接入级联系统。

第一步，由于节点N-1的天线旋转了一定的角度，故节点N尝试与节点N+1取得通信。

第二步，当节点N+1的扫频模块重新发现节点N的频率λN，则将该信息告知节点N-1，通知其需要与节点N取得通信。而节点N+1本身则放弃与节点N-1的通信，开始与节点N建立连接。

第三步，当节点N-1收到节点N+1的指令以后，其天线转向模块将下联天线的辐射角度重置。

第四步，当节点N-1收到节点N+1的指令以后，其功率控制模块根据记忆中的功率值减小当前功率，并开始与节点N建立连接。

实施例一：

如图1所示，每个节点主要包括四个模块，节点跳跃模块，功率控制模块，天线转向模块，接收扫频模块。

每个节点均有2根天线，与上一个节点通信的天线为上联天线，与下一个节点通信的则为下联天线。，即上联天线指向监控中心的方向，而下联天线指向远离监控中心的方向。

同时节点本地还有多业务的通信。每个节点之间工作在不同的频率。

对于节点跳跃模块。如图2所示，系统采用级联拓扑结构，以节点3为例，节点1至节点5相互级联接入，使用无线通道L1、L2、L3、L4，同时，节点3通过L2、L3无线载波通道与节点2、节点4实时通信实现级联链路综合多业务传输，并根据无线空间环境变化支持多频点自适应跳转，保证通道的实时可用性，实现通道多频点自适应调整冗余传输，解决通信干扰、电磁波辐射等通信问题；同时设备支持多跳技术，各节点同时与多个设备保持虚连接，用于传输状态信息，以及处理自动距离探测，寻找最优路径传输，如图2节点3，同时与多个设备存在虚连接通道，与跳级设备节点1、节点5通过链路L5、L6保持虚连接，传输同步工作状态和链路等信息，当节点4出现异常情况时，包括设备断电、通信故障时，节点3与节点5会启动链路L6传输实时多业务信号，保证通信正常，并上报节点4工作的最后状态，分析出设备异常宕机故障分析报告，便于系统维护和排查，从而保证系统的冗余高可靠传输。

对于功率控制模块，以节点1为例，当节点2宕机后，节点1与节点3的距离变大，因此节点1原本发射的功率不能满足更长距离的要求，故在节点1跳跃到节点3进行传输时需要根据传输距离自动增大发送功率。

对于天线转向模块，无线传输系统如若采用定向天线，以节点1为例，当节点2宕机后，如果节点1，节点2以及节点3处于近似直线排列时，节点3仍然处于节点1的主瓣方向，不存在天线的辐射角度问题，只需要控制功率增大即可。但当3个节点并不在一个方向上时，如图3所示，节点1应当根据预先设定的数值，自动旋转相应的角度使其主瓣方向尽量对准节点3的接收天线，或者说使节点3接收到来自节点1的功率最大。在这里需要保证节点2与节点3之间的天线角度不改变，以在节点2恢复功能后仍然能与节点3通信，并通过节点3通知节点1，使节点1的天线转向节点2，恢复与节点2的通信。

对于扫频模块，以节点3为例，当节点2宕机时，节点3能扫描到的最大功率频率是节点1，故能保持与节点1的通信，当节点2恢复功能后，此时节点3能扫描到的记忆中节点2的频率，故会选择与节点2保持通信。因此，扫频模块的主要工作是接收频率的扫描检测和扫描到的频率的最大功率计算选择。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，节点包括功率控制模块，天线转向模块，接收扫频模块 ；

11）当节点 N-1 在设定的时间内未能与节点 N 取得通信，节点 N-1 的天线转向模块按照预先被设置好的辐射角度启动天线的旋转装置，将节点 N-1 天线的主瓣方向对准节点 N+1 ；

12）节点 N-1 的功率控制模块根据预先与节点 N+1 测试好的距离值，增大相应的发送功率 ；

13）节点 N+1 启动接收扫频模块，探测到的频率为 N-1 节点及该节点之前的频率，根据功率大小的不同，判别节点 N-1 的功率，与之连接从而保持通信不中断 ；

14）当节点 N 恢复工作时，节点 N 尝试与节点 N+1 取得通信 ；

15）当节点 N+1 的接收扫频模块重新发现节点 N 的频率，则将该信息告知节点 N-1，节点 N+1 放弃与节点 N-1 的通信，开始与节点 N 建立连接 ；

16）当节点 N-1 收到节点 N+1 的信息后，节点 N-1 的天线转向模块将天线的辐射角度重置 ；节点 N-1 的功率控制模块根据其记忆中的功率值减小当前功率，并开始与节点N 建立连接通信 ；所述 N 大于等于 2。

2.根据权利要求 1 所述的一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，当节点 N-1发现节点 N 网管信息丢失后，将节点 N 最后的状态信息上报给监控中心平台，监控中心平台对网管信息进行分析，当判断节点 N 为宕机时，发出报警信号以指示工作人员。

3.根据权利要求 1 所述的一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，所述节点还包括节点跳跃模块 ；所述节点 N 与节点 N+1 之间采用实连接，所述节点 N-1 与节点 N+1 之间通过节点跳跃模块采用虚连接。

4.根据权利要求 1 所述的一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，每个节点均有 2 根天线，与下一节点方向通信的天线为下联天线，与上一节点通信的为上联天线。

5.根据权利要求 1 所述的一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，每个节点均有 2 根天线，指向监控中心方向的为上联天线，指向远离监控中心的方向的为下联天线。

6.根据权利要求 4 所述的一种无线视频监控节点自愈方法，其特征在于，每个节点的下联天线设有方向旋转装置，而上联天线的方向固定不变，所述天线转向模块调整下联天线的方向旋转装置。