CN109194921A - 基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无线视频监控设备 - Google Patents

基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无线视频监控设备 Download PDF

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Abstract

本发明属于视频监控领域，具体为一种基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，所述的方法应用于无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备，包括如下步骤：步骤1：无线视频监控设备获取视频数据并根据RSSI、丢包率、延时等调节码流后发送至无线网络硬盘录像机；步骤2：无线网络硬盘录像机接收到视频数据后进行录像存储。本发明提供了一种数据传输稳定、可靠、能耗低的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无线视频监控设备。

Description

基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无 线视频监控设备
技术领域
本发明涉及视频监控领域，具体涉及的是一种基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无线视频监控设备。
背景技术
现有的视频监控方法中，大多采用有线连接的方式对监控摄像装置和网络硬盘录像机进行安装。有线进行数据传输的优点是显而易见的，其数据传输完整、数据容量大、不易受到外界影响。但是其缺点也是不容忽视的，有线视频监控系统以网线连接，布线安装不方便，影响美观，不适用于某些视频监控的应用场景，比如移动场景、已装修完成的室内场景和室外远距离需要监控的场景等；
为了解决上述的问题，出现了以硬AP模块实现后端接收功能的设计，其缺陷是成本功耗高；但是一般软AP实现上不具有对视频码流、丢帧、延时方面指标的实时控制，视频传输距离短且不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数据传输稳定、可靠、能耗低的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法和无线视频监控设备。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，所述的方法应用于无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备，包括如下步骤：
步骤1：无线视频监控设备获取视频数据并根据RSSI、丢包率、延时等调节码流等级和发射功率后发送至无线网络硬盘录像机；
步骤2：无线网络硬盘录像机接收到视频数据后进行录像存储；
其中，所述的步骤1包括如下子步骤：
子步骤11：无线视频监控设备根据从无线网络硬盘录像机到达无线视频监控设备的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
子步骤12：无线视频监控设备在RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整RSSI等级码流值；
子步骤13：无线视频监控设备在调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机调高其功率。
在上述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法中，还包括步骤3：
无线网络硬盘录像机对码流进行集中协调管控。
在上述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法中，所述的步骤3包括如下子步骤：
子步骤31：无线网络硬盘录像机根据从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值；
子步骤32：若无线网络硬盘录像机接收到的无线视频监控设备的视频丢帧率超过预设的第三阈值，则计算所有的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值的平均值；
子步骤33：将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值调至平均值；
子步骤34：将调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备；
子步骤35：对应的无线视频监控设备根据调低后的RSSI等级码流限制值调节RSSI等级码流值。
在上述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法中，所述的无线网络硬盘录像机还连接有外设的显示设备。
同时，本发明还公开了一种基于动态功率和速率调整的视频监控装置，包括无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备；
所述的无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机通过无线通信的方式进行数据传输；
所述的无线视频监控设备用于将视频数据传送给无线网络硬盘录像机；
所述的无线网络硬盘录像机用于接收和存储视频数据；
所述的无线视频监控设备包括如下模块：
RSSI等级码流值计算模块：用于根据从无线网络硬盘录像机到达无线视频监控设备的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
码流等级调整模块：用于在RSSI等级码流值计算模块计算得到的RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整码流等级；
功率调整模块：用于在码流等级调整模块调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机调高其功率。
在上述的基于动态功率和速率调整的视频监控装置中，所述的无线网络硬盘录像机包括如下模块：
RSSI等级码流限制值计算模块：用于根据从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值；
平均值计算模块：用于在无线网络硬盘录像机接收到的无线视频监控设备的视频丢帧率超过预设的第三阈值的情况下，计算所有的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值的平均值；
调整模块：用于根据平均值计算模块的计算结果，将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值调至平均值；
数据传输模块：用于将调整模块调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备，对应的无线视频监控设备根据调低后的RSSI等级码流限制值调整RSSI等级码流值。
在上述的基于动态功率和速率调整的视频监控装置中，还包括外设的显示设备，所述的外设显示设备与无线网络硬盘录像机进行连接。
在上述的基于动态功率和速率调整的视频监控装置中，一个无线网络硬盘录像机对应4-8个无线视频监控设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明使用无线网络传输，安装便利，可移动性高，无线网络构建简单，适用于布线困难和移动场景；
2.硬件实现上使用USB无线网卡加具有视频编解码能力的主芯片，相对硬AP无线传输来说，降低了成本功耗，绿色环保；
3.软AP实现上底层使用了动态功率/速率调整，应用层根据RSSI、丢包率、延时等调节码流，以实现数据流量控制，性能更加稳定。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程方框图；
图2为本发明的实施例2的结构方框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，一种基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，所述的方法应用于无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备；所述的无线网络硬盘录像机还连接有外设的显示设备；包括如下步骤：
步骤1：无线视频监控设备获取视频数据并根据RSSI、丢包率、延时等调节码流等级和发射功率后发送至无线网络硬盘录像机；
其中，所述的步骤1包括如下子步骤：
子步骤11：无线视频监控设备根据从无线网络硬盘录像机到达无线视频监控设备的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。一般来说，在某一信号强度RSSI的情况下有相对比较适宜的数据流量(即码流值)，由于不同信号强度RSSI下无线传输带宽是不一样的，因此通过比较不同RSSI下的传输情况可以得到一个离散型的码流值分布，根据该码流值分布可以将一定RSSI范围内的码流值划分到某一等级，即RSSI等级码流值。
无线视频监控设备传输的数据流量不应大于RSSI等级码流值。
子步骤12：无线视频监控设备在RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整RSSI等级码流值；
在RSSI等级码流值的条件下的最大数据流量是一定的，如果经过无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机之间一段时间内的ping包测试，出现在该RSSI等级码流值的条件下超过预设的第一阈值的延时次数多到一定的限制(在此可以规定为预设的第四阈值)，则说明该RSSI等级码流值是不符合当前的网络传输现状的，应当调低RSSI等级码流值；
本子步骤12可以重复运行直至超过预设的第一阈值的延时次数在第四阈值范围内或RSSI等级码流值调至最低等级。
子步骤13：无线视频监控设备在调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备的发射功率以及无线网络硬盘录像机的功率(当无线视频监控设备码流等级变化时将重置该功率值)。
丢包率和重传次数是与无线网络的功率密切相关的，通过上述的测试，可以判断当前的无线视频监控设备的发射功率以及无线网络硬盘录像机的功率是否适当，如果相对较小，易出现重传次数和丢包率高于预设的第二阈值的情况，提高发射功率可改善这种情况。
步骤2：无线网络硬盘录像机接收到视频数据后进行录像存储；
步骤3：无线网络硬盘录像机对码流进行集中协调管控，所述的步骤3包括如下子步骤：
子步骤31：无线网络硬盘录像机根据从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值；
这里的RSSI等级码流限制值为在从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI条件下，无线视频监控设备能够允许发送的最大数据流量。
子步骤32：若无线网络硬盘录像机接收到的无线视频监控设备的视频丢帧率超过预设的第三阈值，则计算所有的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值的平均值；
子步骤33：将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值调低至平均值；
因为无线网络硬盘录像机会同时接收多台无线视频监控设备的数据，如果某一设备的数据流量过大，即某一设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI足够好的情况下，其理论上以及实际上都会产生较大的数据流量，这个时候就会极大地干扰到其他的无线视频监控设备的数据传输，因此调低超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值可以有效地降低被干扰的无线视频监控设备的丢帧情况。
子步骤34：将调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备；
子步骤35：对应的无线视频监控设备根据调低后的RSSI等级码流限制值调节RSSI等级码流值。
通过上述论述可以得知，无线视频监控设备的RSSI等级码流值是受两方面的因素影响的，一方面是无线视频监控设备接收到的信号强度，另外一方面是其他无线视频监控设备的信号强度，通过步骤1和步骤3结合，可以提高整个系统中的多个无线视频监控设备码流调节，并且无线视频监控设备还能够自行调节功率并提供相应的指标调节无线网络硬盘录像机的功率。
本实施例的优势在于：
1.使用无线网络传输，安装便利，可移动性高，无线网络构建简单，适用于布线困难和移动的场景；
2.硬件实现上使用USB无线网卡加具有视频编解码能力的主芯片，相对硬AP无线传输来说，降低了成本功耗，绿色环保；
3.软AP实现上底层使用了动态功率/速率调整，应用层根据RSSI、丢包率、延时等调节码流，以实现数据流量控制，性能更加稳定。
实施例2
参阅图2，一种基于动态功率和速率调整的视频监控装置，包括无线视频监控设备1和无线网络硬盘录像机2，其中一个无线网络硬盘录像机2对应4-8个无线视频监控设备1；还包括外设的显示设备，所述的外设显示设备与无线网络硬盘录像机2连接。
所述的无线视频监控设备1和无线网络硬盘录像机2通过无线通信的方式进行通信传输；
所述的无线视频监控设备1用于将视频数据传送给无线网络硬盘录像机2；
所述的无线网络硬盘录像机2用于接收和存储视频数据；
具体来说，所述的无线视频监控设备1包括如下模块：
RSSI等级码流值计算模块11：用于根据从无线网络硬盘录像机2到达无线视频监控设备1的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
码流等级调整模块12：用于在RSSI等级码流值计算模块11计算得到的RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整码流等级；
功率调整模块13：用于在码流等级调整模块12调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备1的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机2调高其功率。
所述的无线网络硬盘录像机2包括如下模块：
RSSI等级码流限制值计算模块21：用于根据从无线视频监控设备1到达无线网络硬盘录像机2的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值；
平均值计算模块22：用于在无线网络硬盘录像机2接收到的无线视频监控设备1的视频丢帧率超过预设的第三阈值的情况下，计算所有的无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值的平均值；
调整模块24：用于根据平均值计算模块22的计算结果，将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值调低至平均值；
数据传输模块23：用于将调整模块24调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备1，对应的无线视频监控设备1根据调低后的RSSI等级码流限制值调节RSSI等级码流值。
其具体的工作模式为：
工作过程一：在视频数据的传输过程中，RSSI等级码流值计算模块11计算本无线视频监控设备1的RSSI等级码流值；然后码流等级调整模块12快速测试延时并不断地调整码流等级；当码流等级调整到符合第一阈值时，功率调整模块13根据在码流等级调整模块12调节后的RSSI等级码流值下测试的重传次数和丢包率，调整自身的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机2调整其功率。
工作过程一是本实施例的主要工作模式。
在无线网络硬盘录像机2会与工作过程一配合进一步调整各个无线视频监控设备1的RSSI等级码流值；当工作过程一确定好了RSSI等级码流值后，还需要对存在数据传输问题的多个无线视频监控设备1的RSSI等级码流值进行微调，具体来说采用工作过程二：
RSSI等级码流限制值计算模块21首先计算每个无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值，并通过平均值计算模块22计算所有的无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值的平均值；如果无线视频监控设备1的视频丢帧率超过预设的第三阈值，那么这种情况就说明整个系统的码流分布还是不够完善的，这个时候要通过调整模块将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备1的RSSI等级码流限制值调低以使所有的无线视频监控设备1的数据传输均衡，降低丢帧率。数据传输模块23通知相关的无线视频监控设备1对RSSI等级码流值进行调节。
需要说明的是，上述的微调并不是必须要用到的步骤，只有在至少一个无线视频监控设备1的丢帧率无法控制时才会生效。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，所述的方法应用于无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备；其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：无线视频监控设备获取视频数据并根据RSSI、丢包率、延时等调节码流等级和发射功率后发送至无线网络硬盘录像机；
步骤2：无线网络硬盘录像机接收到视频数据后进行录像存储；
其中，所述的步骤1包括如下子步骤：
子步骤11：无线视频监控设备根据从无线网络硬盘录像机到达无线视频监控设备的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
子步骤12：无线视频监控设备在RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整RSSI等级码流值；
子步骤13：无线视频监控设备在调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机调高其功率。
2.根据权利要求1所述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，其特征在于，还包括步骤3：
无线网络硬盘录像机对码流进行集中协调管控。
3.根据权利要求2所述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，其特征在于，所述的步骤3包括如下子步骤：
子步骤31：无线网络硬盘录像机根据从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值；
子步骤32：若无线网络硬盘录像机接收到的无线视频监控设备的视频丢帧率超过预设的第三阈值，则计算所有的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值的平均值；
子步骤33：将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值调低至平均值；
子步骤34：将调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备；
子步骤35：对应的无线视频监控设备根据调低后的RSSI等级码流限制值调节RSSI等级码流值。
4.根据权利要求1所述的基于动态功率和速率调整的无线视频监控数据传输方法，其特征在于，所述的无线网络硬盘录像机还连接有外设的显示设备。
5.一种基于动态功率和速率调整的视频监控设备，其特征在于，包括无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机，其中一个无线网络硬盘录像机对应多个无线视频监控设备；
所述的无线视频监控设备和无线网络硬盘录像机通过无线通信的方式进行通信传输；
所述的无线视频监控设备用于将视频数据传送给无线网络硬盘录像机；
所述的无线网络硬盘录像机用于接收和存储视频数据；
所述的无线视频监控设备包括如下模块：
RSSI等级码流值计算模块：用于根据从无线网络硬盘录像机到达无线视频监控设备的信号强度RSSI计算得到RSSI等级码流值；
码流等级调整模块：用于在RSSI等级码流值计算模块计算得到的RSSI等级码流值的条件下进行ping包测试以计算延时，统计一段时间内的延时超过预设的第一阈值的次数，并根据次数调整码流等级；
功率调整模块：用于在码流等级调整模块调整后的码流等级下进行ping包测试以计算数据重传次数和丢包率，若重传次数和丢包率高于预设的第二阈值，则调高无线视频监控设备的发射功率以及通知无线网络硬盘录像机调高其功率。
6.根据权利要求5所述的基于动态功率和速率调整的视频监控设备，其特征在于，所述的无线网络硬盘录像机包括如下模块：
RSSI等级码流限制值计算模块：用于根据从无线视频监控设备到达无线网络硬盘录像机的信号强度RSSI确定每个无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值；
平均值计算模块：用于在无线网络硬盘录像机接收到的无线视频监控设备的视频丢帧率超过预设的第三阈值的情况下，计算所有的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值的平均值；
调整模块：用于根据平均值计算模块的计算结果，将超过RSSI等级码流限制值的平均值的无线视频监控设备的RSSI等级码流限制值调低至平均值；
数据传输模块：用于将调整模块调低后的RSSI等级码流限制值发送至对应的无线视频监控设备；对应的无线视频监控设备根据调低后的RSSI等级码流限制值调节RSSI等级码流值。
7.根据权利要求5所述的基于动态功率和速率调整的视频监控设备，其特征在于，还包括外设的显示设备，所述的外设显示设备与无线网络硬盘录像机进行连接。
8.根据权利要求5-7任一所述的基于动态功率和速率调整的视频监控设备，其特征在于，一个无线网络硬盘录像机对应4-8个无线视频监控设备。
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