CN107835360A - 一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法及系统 - Google Patents

一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法及系统，该方法包括：步骤A：当编码芯片接收到唤醒报文时，启动基本硬件初始化；步骤B：摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；步骤C：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，镜像启动。本发明通过摄像机与AP第一次配对的时候保存镜像。下一次启动时候，直接将上一次保存的系统镜像拷贝到内存中并跳转运行，可减少系统启动时间，达到缩短用户看视频的等待时间，提高了用户的体验感。

Description

一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法及系统
技术领域
本发明涉及安防技术领域，一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法及系统。
背景技术
低功耗网络摄像机(Low Power Network IP camera)，是一种结合网络摄像机与低功耗技术所产生的，其中网络摄像机由网络编码模块和图像传感器组合而成，其将传感器采集的模拟视频信号编码压缩成数字信号，从而可以直接接入网络交换及路由设备。默认情况下，摄像机处于低功耗状态，内置的PIR传感器让设备在感受到运动物体时，快速启动，从而立即将入侵画面保存在缓存中，最后将录制的报警音视频文件上传到云服务器。当用户需要浏览视频的时候，可以通过唤醒报文将摄像机唤醒，从而摄像机从低功耗模式切换到正常工作模式。
目前安防领域低功耗网络摄像机被唤醒后，首先需要若4秒左右启动Linux系统，然后完成加载wifi驱动，一般1秒左右,然后开始连接AP station同时启动dhcp client获取设备IP地址，一般5秒左右，最后才能将音视频上传到远端服务器，也就是说最快10秒后用户才能看到视频，十分缓慢。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法。
本发明所采用的技术方案是：一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其包括
步骤A：当编码芯片接收到唤醒报文时，启动基本硬件初始化；
步骤B：摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
步骤C：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，镜像启动。
进一步，所述步骤B，具体包括如下子步骤：
B1：由linux系统启动，如果是配对模式则开始配对，否则进入镜像启动流程。
B2：开始执行配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件。并创建一个标记文件，然后重启编码芯片。
B3：编码芯片重启后，通过步骤2获取到的ssid和password，连接AP。
B4：标记文件如果存在，开始建立镜像，标记文件如果不存在，直接进入休眠模式。
进一步，镜像启动流程具体包括：
步骤C1：系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行。
步骤C2：开始执行resume wifi，恢复wifi为正常工作模式。
步骤C3：判断如果是录像模式，底层驱动继续获取音视频数据，应用程序先将系统boot阶段保存的音视频数据，写入mp4文件中，然后将后面获取的新的音视频数据写入mp4文件中。将最终生成的mp4文件上传。
步骤C4：判断如果是实时流模式，直接开启音视频网传接口。
进一步，所步骤A还包括DSP初始化。
进一步，所述初始化dsp具体包括：
获取保存在flash中DSP的启动参数；
然后初始化sensor；
获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间；
设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器；
设置encode，初始化视频编码相关寄存器；
启动DSP，开启视频编码。
一种休眠低功耗网络相机的快速启动系统，其包括编码芯片、单片机、WIFI模块以及传感器模块
所述编码芯片包括：
所述wifi模块：用于接收唤醒报文，并传输至单片机；
单片机：用于接收来自wifi模块的唤醒报文，并根据唤醒报文唤醒编码芯片；
所述编码芯片包括：
镜像模块创建模块：用于摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
镜像启动模块：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，镜像启动。
进一步，所述编码芯片还包括DSP初始化模块。
进一步，所述DSP初始化模块用于获取保存在flash中DSP的启动参数、然后初始化sensor、获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间、设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器、设置encode，初始化视频编码相关寄存器、启动DSP，开启视频编码。
本发明的有益效果是：本发明通过摄像机与AP第一次配对的时候保存镜像。下一次启动时候，直接将上一次保存的系统镜像拷贝到内存中并跳转运行，可减少系统启动时间，达到缩短用户看视频的等待时间，提高了用户的体验感。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一具体实施例的流程图；
图2是本发明另一具体实施例的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其包括
步骤A：当编码芯片接收到唤醒报文时，启动基本硬件初始化；
步骤B：摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
步骤C：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，执行镜像启动流程。
进一步，所述步骤B，具体包括如下子步骤：
B1：由linux系统启动，如果是配对模式则开始配对，否则进入镜像启动流程。
B2：开始执行配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件。并创建一个标记文件，然后重启编码芯片。
B3：编码芯片重启后，通过步骤2获取到的ssid和password，连接AP。
B4：标记文件如果存在，开始建立镜像，标记文件如果不存在，直接进入休眠模式。
进一步，步骤C具体包括如下子步骤：
步骤C1：镜像启动，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行。
步骤C2：开始执行resume wifi，恢复wifi为正常工作模式。
步骤C3：判断如果是录像模式，底层驱动继续获取音视频数据，应用程序先将系统boot阶段保存的音视频数据，写入mp4文件中，然后将后面获取的新的音视频数据写入mp4文件中。将最终生成的mp4文件上传。
步骤C4：判断如果是实时流模式，直接开启音视频网传接口。
进一步，所步骤A还包括DSP初始化。
进一步，所述初始化dsp具体包括：
获取保存在flash中DSP的启动参数；然后初始化sensor；获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间；设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器；设置encode，初始化视频编码相关寄存器；启动DSP，开启视频编码。
实施例1
低功耗摄像机的单片机和编码芯片的电源使能管脚GPIO连接，单片机的GPIO同时连接着WIFI模组芯片。在低功耗模式下，当WIFI模组检测到用户唤醒报文，将输出高电平给单片机，单片机将检测到GPIO的电平变化，然后单片机启动编码芯片，将编码芯片从睡眠状态唤醒。同时单片机和编码芯片通过3个GPIO连接，单片机输出系统的启动模式给到编码芯片。
3个GPIO值(二进制) 对应模式
000 配对模式
001 重连模式
100 录像模式
101 浏览模式
编码芯片被唤醒后，启动过程包括2个阶段(boot阶段和Liunx阶段)，首先进入boot阶段。此阶段根据单片机提供的系统模式来判断操作系统的启动方式，如图1所示，
第一步：编码芯片从低功耗模式唤醒，完成cpu，内存，flash等的基本硬件初始化。
第二步：唤醒后判断时候需要升级，如果升级直接进入升级小系统，否则进入第三步，
第三步：判断是否需要初始化dsp，如果需要初始化dsp，则完成如下功能
*获取保存在flash中DSP的启动参数。
*然后初始化sensor。
*获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间等。
*设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器。
*设置encode，初始化视频编码相关寄存器。
*启动DSP，开启视频编码。
如果不需要初始化dsp，则进入第四步。
第四步：uboot程序读取连接着mcu的3个gpio的电平，根据电平组合获取系统目前的模式，并判断是否需要用镜像启动，如果是配对模式则不需要启动镜像，去引导操作系统，由操作系统接管编码芯片进行系统启动。如果是录像，浏览等模式，则直接由镜像启动。
第五步：判断是否存在镜像，如果不存在，则去引导操作系统，由操作系统接管编码芯片。否则装载镜像，并跳转到镜像流程，镜像流程包括建立镜像流程和由镜像启动流程。
linux阶段：根据mcu的3个gpio提供的模式来判断启动方式，如图2所示
建立镜像流程的步骤如下：
第一步：由linux系统启动，如果是配对模式则开始配对，否则进入镜像启动流程。
第二步：开始执行配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件。并创建一个标记文件，然后重启编码芯片。
第三步：编码芯片重启后，通过步骤2获取到的ssid和password，连接AP。
第四步：标记文件如果存在，开始建立镜像，标记文件如果不存在，直接进入休眠模式。
由镜像启动流程的步骤如下：
第一步：镜像启动，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行。
第二步：开始执行resume wifi，恢复wifi为正常工作模式。
第三步：应用程序会读取连接着mcu的3个gpio的电平，根据电平组合获取系统目前的模式，判断如果是录像模式，即“100”，底层驱动继续获取音视频数据，应用程序先将系统boot阶段保存的音视频数据，写入mp4文件中，然后将后面获取的新的音视频数据写入mp4文件中。将最终生成的mp4文件上传。
第四步：应用程序会读取连接着mcu的3个gpio的电平，根据电平组合获取系统目前的模式，判断如果是实时流模式，即“101”，直接开启音视频网传接口。
解释说明：
1.fast boot:正常启动linux，在启动脚本中将挂载wifi驱动。
2.hibernate boot:快速启动,无需挂载wifi驱动，只需要恢复wifi为正常工作模式。
3.create hibernate image:在swp分区中保存hibernate镜像。
4.resume wifi:将wifi从休眠中唤醒。
本发明使用的STD技术是linux内核电源管理的技术中的一种，可以使系统进入睡眠模式，有外部触发时候快速启动，恢复之前的系统状态。在系统启动时，内核会检查resume中的内容，如果上次休眠前连接上了AP，那么系统恢复正常工作状态后，会保持连接AP的状态。因此在网络摄像机中使用此机制可以大大的缩短用户看视频的等待时间。本发明第一次配对的时候保存镜像。下一次启动时候，直接将上一次保存的系统镜像拷贝到内存中并跳转运行，启动时间可以缩短到1.6秒，在恢复完Linux系统后，大约300mS即可恢复WIFI状态，用户看视频的整个流程缩短到不到2秒。
一种休眠低功耗网络相机的快速启动系统，其包括编码芯片、单片机、WIFI模块以及传感器模块
所述编码芯片包括：
所述wifi模块：用于接收唤醒报文，并传输至单片机；
单片机：用于接收来自wifi模块的唤醒报文，并根据唤醒报文唤醒编码芯片；
所述编码芯片包括：
镜像模块创建模块：用于摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
镜像启动模块：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，镜像启动。
进一步，所述编码芯片还包括DSP初始化模块。
进一步，所述DSP初始化模块用于获取保存在flash中DSP的启动参数、然后初始化sensor、获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间、设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器、设置encode，初始化视频编码相关寄存器、启动DSP，开启视频编码。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其特征在于：其包括
步骤A：当编码芯片接收到唤醒报文时，启动基本硬件初始化；
步骤B：摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
步骤C：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，执行镜像启动流程。
2.根据权利要求1所述的休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其特征在于：
所述步骤B，具体包括如下子步骤：
B1：由linux系统启动，如果是配对模式则开始配对，否则进入镜像启动流程。
B2：开始执行配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件。并创建一个标记文件，然后重启编码芯片。
B3：编码芯片重启后，通过步骤2获取到的ssid和password，连接AP。
B4：标记文件如果存在，开始建立镜像，标记文件如果不存在，直接进入休眠模式。
3.根据权利要求1所述的休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其特征在于：
镜像启动流程具体包括：
步骤C1：系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行。
步骤C2：开始执行resume wifi，恢复wifi为正常工作模式。
步骤C3：判断如果是录像模式，底层驱动继续获取音视频数据，应用程序先将系统boot阶段保存的音视频数据，写入mp4文件中，然后将后面获取的新的音视频数据写入mp4文件中。将最终生成的mp4文件上传。
步骤C4：判断如果是实时流模式，直接开启音视频网传接口。
4.根据权利要求1所述的休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其特征在于：所步骤A还包括DSP初始化。
5.根据权利要求4所述的休眠低功耗网络相机的快速启动方法，其特征在于：所述初始化dsp具体包括：
获取保存在flash中DSP的启动参数；
然后初始化sensor；
获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间；
设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器；
设置encode，初始化视频编码相关寄存器；
启动DSP，开启视频编码。
6.一种休眠低功耗网络相机的快速启动系统，其特征在于：其包括编码芯片、单片机、WIFI模块以及传感器模块
所述编码芯片包括：
所述wifi模块：用于接收唤醒报文，并传输至单片机；
单片机：用于接收来自wifi模块的唤醒报文，并根据唤醒报文唤醒编码芯片；
所述编码芯片包括：
镜像模块创建模块：用于摄像机与AP配对，摄像机拿到地址后，保存AP的ssid和password到配置文件，并创建一个标记文件，然后重启编码芯片，建立镜像；
镜像启动模块：当编码芯片接收到快速唤醒报文时，系统PC指针会回到上一次建立镜像的地方开始运行，执行镜像启动流程。
7.根据权利要求6所述的休眠低功耗网络相机的快速启动系统，其特征在于：所述编码芯片还包括DSP初始化模块。
8.根据权利要求7所述的休眠低功耗网络相机的快速启动系统，其特征在于：所述DSP初始化模块用于获取保存在flash中DSP的启动参数、然后初始化sensor、获取保存在flash中的3A参数，如R,G,B增益，曝光时间、设置preview，初始化Vin视频输入相关寄存器、设置encode，初始化视频编码相关寄存器、启动DSP，开启视频编码。
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