安防广域网嵌入式监测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种安防广域网嵌入式监测设备，其中嵌入式系统设置于嵌入式主板内，嵌入式主板中的控制模块与数据存储模块双向连接，数据存储模块与数据处理模块双向连接，控制模块还连接数据处理模块，控制模块分别连接输入模块和输出模块，输入模块依此连接数据存储模块和输出模块。嵌入式主板上的SD卡接口和USB接口分别连接输入模块，网络接口分别连接输入模块和输出模块。采用嵌入式系统，可以静态或动态IP方式建立联网。本实用新型可接驳各类视频监控、安防及网络设备，既可实现安全认证下的动态IP自动联网和断网恢复后自动联网，又可实现网内监控监测，供电状况监测等功能，发现异动即刻报警。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及视频传输与监控、联网报警及相关安防【技术领域】，涉及在安防广 域网的监测设备，特别涉及一种安防广域网的嵌入式监测设备(简称视网通)。 安防广域网嵌入式监测设备
【背景技术】
[0002] 随着物联网应用技术和IT技术的不断发展，作为物联网分支的视频监控技术、联 网报警技术和其他安全防范技术也从单点监控、局部监控向区域监控、城域监控甚至全球 监控的网络化、远程化发展，应用的面和距离越来越宽广，甚至已达到几乎完全依赖远程网 络。然而随着用户对图像的要求不断提高，前端采集的图像数据量日益庞大，监控系统对网 络带宽的要求也不断提升，用户原先应用的网络带宽已无法承受，出现传输高清视频严重 延时、卡顿的不顺畅、甚至缺帧等现象。但是，若要增加传输的数据量，就必须提升网络带宽 的容量，由此将产生较高的长期费用，致用户不堪忍受。但是物联网和智慧城市的发展，又 必须有赖于采用高清的视频图像作基础条件，故不解决高清视频图像网络传输的瓶颈，就 难以使物联网和智慧城市得以顺利推广。
[0003] 在本【技术领域】众所周知，在网络传输平台上，您的计算机设备必须分配有一个合 法的IP地址，这种IP地址的分配又有静态和动态两种，通常平台内的设备IP地址是静态 的（固定)，当用户在访问设备时知道设备的实时IP，也就是正在使用的IP地址，否则就会 找不到设备。
[0004] 因此，只有申请一个静态IP地址，用户才能准确快捷地访问平台内设备，但同时 企业需要付出高昂的静态IP地址申请费用，尤其是传输高清视频图像需要更高的带宽资 源时其费用十分高昂，是一般用户无法承受的，而动态的IP地址，则一旦断线后即失去目 标或要花费很多时间重新定位IP地址。
[0005] 当然，业内的工程技术人员也在禅精竭虑地寻求解困，由此域名解析（DDNS)技术 应运而生，并诞生了诸如"花生壳"、"3322"等公共服务商，提供公共的动态域名解析，可是 这些方案仅仅提供解析服务，难以实现安全可控，故仍有一些需求一定安全和稳定的用户 只能望而却步。
[0006] 因此，如何通过相关的技术手段，让用户能便捷、准确、安全并较低价地体验互联 互通技术的优越性，进而在更广泛区域、领域的网络范围，实现对网络运行状况、网内设备 异动、系统供电状况等的监测监控，不但用户需求强烈，也是IT工程师们所追求的目标。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的任务是提供一种基于微处理器主芯片的安防广域网的嵌入式监测 设备，它可接驳于网络和网络应用设备间，兼容各类传统的网络和监控设备；提供网络接 口、SD卡接口、USB接口，可连接和认证网内系统及设备，从而形成和实现即插即用的家电 化、傻瓜化应用运行模式。
[0008] 本实用新型的技术解决方案如下：
[0009] -种安防广域网嵌入式监测设备，所述安防广域网嵌入式监测设备设有嵌入式系 统，嵌入式系统设置于嵌入式主板内；
[0010] 所述嵌入式主板设置有控制模块、数据存储模块、数据处理模块、输入模块、输出 模块以及备用电源，控制模块与数据存储模块双向连接，数据存储模块与数据处理模块双 向连接，控制模块还连接数据处理模块，控制模块分别连接输入模块和输出模块，输入模块 依此连接数据存储模块和输出模块；
[0011] 所述嵌入式主板上设有SD卡接口、USB接口及网络接口，SD卡接口和USB接口分 别连接输入模块，网络接口分别连接输入模块和输出模块；输入电源220V/50HZ通过5V稳 压电源连接嵌入式主板；SD卡接口接收SD卡认证信息，USB接口接收USB解禁卡授权信息； 网络接口连接后端联网服务器，后端联网服务器连接网络监控平台。
[0012] 所述后端联网服务器包括云服务器、数据库。
[0013] 所述控制模块的功能是对输入模块、输出模块进行管理，对数据处理模块、数据存 储模块进行管理，以及对数据的互换控制。
[0014] 所述数据存储模块存储各类数据，对临时处理数据、设备运行日志、数据设备认证 信息、运算分析的数据进行存储，存储介质集成于微处理器主板。
[0015] 所述数据处理模块具有对认证数据的比对、网内设备配置参数异动监测、联网IP 变动侦测、采集分析的数据格式化、输出数据指令的数据计算处理功能。
[0016] 所述输出模块以及备用电源在市电断电，系统切换至不间断电源或备用电源供电 时，监测设备的备用电源将自动切换到工作状态，使输出模块将报警信号顺利发出，并在本 系统网络监控平台上显示。
[0017] 所述USB接口连接输入模块，当采用USB密钥输入登记的网内设备信息后，系统运 行时，网内设备一旦有宕机、卸除、增加等异动状况，即时向数据库发出报警信号，并在本系 统网络监控平台上显示。
[0018] 本实用新型的安防广域网嵌入式监测设备(简称视网通）克服了上述现有技术的 瓶颈，它既可实现安全认证下的动态IP自动联网和断网恢复后自动联网；又可实现网内监 控监测，发现异动即刻报警，非认证设备拒绝接入，网络状态监控，供电状况监测等功能，让 用户能以较低廉的价格，应用到高端的远程视频监控技术服务。
[0019] 本实用新型利用现代嵌入式技术，融合智能和互联网技术，支持Snmp、232、Http、 Telnet等协议，兼容各类传统的网络和监控设备(包括各种交换机、路由器、DVR、NVR、摄像 机等）；提供网络接口、SD卡接口、USB接口，可连接和认证网内系统及设备，从而形成和实 现即插即用的家电化、傻瓜化应用运行模式。在网络运行上，通过挂接不同的网络传输模 块，实现对无线、宽带、3G、卫星等多种网络通讯方式的兼容，同时采用设备主动寻找后端联 网服务器和数据主动上传技术，解决了没有固定IP的联网问题，使得对网络的适应能力得 到实质性提1?。
[0020] 本实用新型采用嵌入式微处理器主板，与后端联网服务器(云服务器、数据库）互 动，并通过对网内各类设备的兼容和监控，实现无缝整合，达到将前端各类设备的名称、IP 地址、认证信息上传至后端联网服务器（云服务器、数据库)，使另一后端(监控中心）据以自 动与这些前端点建立联网（含VPN、VLAN等)。
[0021] 本实用新型的嵌入式服务器构架能够实现比单片机强大数十倍的数据处理能力， 同时由于采用了 Linux作为操作系统，因此具有很高的可维护性和可升级性，从而能够实 现对众多通讯协议的兼容。
[0022] 本实用新型的主板集成了 SD卡接口，采用SD卡作为端点的认证载体，其中加密字 段是该端点的唯一身份识别码，当该加密字段与后端联网服务器(云服务器、数据库）所存 该端数据比对无误时，该端的设备方可准予入网运行，否则将拒绝接入。
[0023] 本实用新型的主板集成了 USB接口，采用USB解禁卡(称为解禁狗)作为授权载体， 当视网通设备根据绑定的专用路由器信息(接入设备的相关信息)，核定监控所有网内合法 接入设备后，任何设备的宕机、关机、卸除、增加，均将即时报警，除非插入解禁卡。
[0024] 本实用新型采用主动寻址的方式，与后端联网服务器(云服务器、数据库）保持通 讯，定时向后端联网服务器(云服务器、数据库）发送心跳包，当检测到心跳异常时，即启动 二级报警，并检测联网路由器的工作状态；若路由器同时异常时，即启动一级报警，提示网 络中断，使后端能即时发现，并予以处置。
[0025] 本实用新型嵌入了独特的算法，充分利用微处理器主板的强大功能，无论是因失 电、断网、系统故障等，只要一旦恢复，设备即自动接续，完成(静态或动态IP)联网。
[0026] 本实用新型为防止因主机失电而造成报警信息无法传送问题的发生，设置了备用 电源，一旦当主电源断电时，备用电源自动接续，并发出断电报警信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是本实用新型的一种安防广域网的嵌入式监测设备的构成示意图。
[0028] 附图标记：
[0029] 1为控制模块，2为数据存储模块，3为数据处理模块，4为输入模块，5为输出模块， 6为备用电源，7为稳压电源，8为SD卡接口，9为USB接口，10为网络接口，11为嵌入式主 板。
【具体实施方式】
[0030] 参看图1，本实用新型提供了一种安防广域网的嵌入式监测设备，它设有嵌入式系 统，嵌入式系统设置于嵌入式主板11内。
[0031] 嵌入式主板11设置有控制模块1、数据存储模块2、数据处理模块3、输入模块4、 输出模块5以及备用电源6,它们集成于微处理器主板。控制模块1与数据存储模块2双 向连接，数据存储模块2与数据处理模块3双向连接。控制模块1还连接数据处理模块3。 控制模块1分别连接输入模块4和输出模块5,输入模块4依此连接数据存储模块2和输出 模块5。
[0032] 控制模块1的功能是对输入模块4、输出模块5进行管理，对数据处理模块3、数据 存储模块2进行管理，以及对数据的互换控制。
[0033] 数据存储模块2存储各类数据，对临时处理数据、设备运行日志、数据设备认证信 息、运算分析等数据进行存储，存储介质集成于微处理器主板。数据存储模块2具有对输入 模块4输入的数据、对数据处理模块3运算处理后的数据、对控制模块1操控的控制数据等 的存储、备份功能。
[0034] 数据处理模块3是对输入模块4、数据存储模块2及控制模块1所需运算的数据进 行处理，并根据运算结果向相关模块或输出模块5输出数据。数据处理模块3具有对认证 数据的比对、网内设备配置参数异动监测、联网IP变动侦测、采集分析的数据格式化、输出 数据指令等数据计算处理功能。
[0035] 输入模块4是对从SD卡接口 8、USB接口 9以及网络接口 10如以太网数据接口所 接收的数据，传输至数据存储模块2,进行永久或临时存储。
[0036] 输出模块5则通过存储模块2,将经数据处理模块3计算后应输出的数据传输至网 络。
[0037] 嵌入式主板11上设有SD卡接口 8、USB接口 9及网络接口 10, SD卡接口 8和USB 接口 9分别连接输入模块4,网络接口 10分别连接输入模块4和输出模块5。输入电源 220V/50HZ通过5V稳压电源7连接嵌入式主板11。SD卡接口 8接收SD卡认证信息，USB 接口 9接收USB解禁卡授权信息。网络接口 10连接后端联网服务器，后端联网服务器连接 网络监控平台。后端联网服务器包括云服务器、数据库。
[0038] SD卡是为设备联网的加密身份认证专用卡，其内含的加密字段与后端联网服务器 所留存信息若不相符，设备将无法工作。USB卡作为"解禁狗"，当视网通嵌入式系统根据绑 定路由器采集的信息，核定了前端点的所有设备信息（MAC地址、IP地址等）后，网内设备一 旦发生宕机、故障、离网或增添、改动等设备异动情况，系统将即刻报警。只有插入"解禁狗" 方可解除警报。
[0039] 输出模块5在遇电网失电须发出报警信息时，视网通设备的备用电源将自动切换 到工作状态，使报警信号得以顺利发出。
[0040] 嵌入式主板11可通过网络连接后端联网服务器(云服务器、数据库)，后端联网服 务器(云服务器、数据库）连接网络监控平台。
[0041] 嵌入式系统主动向联网专用的后端联网服务器发送本端点的注册名称、IP地址等 本地信息，供另一端管理中心与本端点自动建立网络连接（VPN、VLAN等方式)，无论是静态 或动态IP方式均可建立联网。
[0042] 在实际应用中，本实用新型的一种安防广域网的嵌入式监测设备的主要工作流程 如下：
[0043] 1、本设备上电后，硬件检测、固件启动、自检、启动并检测本设备，有异常时自动引 导到重新启动。
[0044] 2、系统完成启动后，根据内置的设定，开始主动连接后端联网服务器(云服务器、 数据库)，请求连接会请求多次，当全部没有响应之后，系统会进入重新启动阶段；如果后端 联网服务器(云服务器、数据库）有连接响应并建立了连接，则进入下一步。
[0045] 3、连接建立后，系统向后端联网服务器(云服务器、数据库）主动发送认证信息，在 认证信息中表明了连接的时间和本设备的唯一 ID号，同时有特殊的声明表达是系统的成 员，服务器接收到认证信息后应该发送该设备端所有通道的配置信息给该设备。如果该设 备未接收到通道设备的信息，则等待若干秒后重新启动；如果该设备收到信息则开始正常 的数据采集循环。
[0046] 4、数据采集循环包括数据采集、数据计算和分析，并将数据根据统一的协议格式 发送到后端联网服务器(云服务器、数据库)，由后端联网服务器（云服务器、数据库）统一发 布。与此同时，后端联网服务器（云服务器、数据库）将定时发送心跳信号，以确认通讯仍然 正常，同时在心跳信号里面包括了校时信息、同步设备和服务器的时间；如果超过若干秒时 间内未收到心跳信号，则进入重启阶段。
[0047] 5、后端联网服务器(云服务器、数据库）收到设备发送的格式化的数据结果后，在 视网通远程视频监控网络平台统一进行数据的公共发布。若后端联网服务器未收到本设备 发送的格式化的数据结果时，即发出二级报警；同时检测路由器状态，若路由器也处于离网 状态，则即发出一级报警，并于本设备的系统网络监控平台发布这些报警信息。
[0048] 综上所述，采用本实用新型的安防广域网的嵌入式监测设备(视网通)，可接驳各 类视频监控、安防及网络设备，且主动上传设备数据，在本地对数据进行处理后，存于后端 联网服务器（云服务器、数据库）中，用于认证、建立VPN或VLAN;通过监测网内设备的运行 状态，再将数据传输至后端联网服务器(云服务器、数据库）进行比对，可在设备异动、网络 故障、断电等情况发生时，即时报警，且在断网、断电等故障排除后自动接续，并可通过自动 解析非固定IP地址，主动建立VPN或VLAN隧道，实现动态IP联网。
[0049] 当然，本【技术领域】内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实 用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实 施的变化、变型等都将落在本实用新型权利要求的范围内。
【权利要求】
1. 一种安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述安防广域网嵌入式监测设备设 有嵌入式系统，嵌入式系统设置于嵌入式主板（11)内； 所述嵌入式主板（11)设置有控制模块（1 )、数据存储模块（2 )、数据处理模块（3 )、输入 模块（4)、输出模块（5)以及备用电源（6)，控制模块（1)与数据存储模块（2)双向连接，数 据存储模块（2 )与数据处理模块（3 )双向连接，控制模块（1)还连接数据处理模块（3 )，控制 模块（1)分别连接输入模块（4)和输出模块（5)，输入模块（4)依此连接数据存储模块（2) 和输出模块（5); 所述嵌入式主板（11)上设有SD卡接口（8)、USB接口（9)及网络接口（10)，SD卡接口 (8 )和USB接口（ 9 )分别连接输入模块（4 )，网络接口（ 10 )分别连接输入模块（4 )和输出模 块（5);输入电源220V/50HZ通过5V稳压电源（7)连接嵌入式主板（11) ;SD卡接口（8)接 收SD卡认证信息，USB接口（9)接收USB解禁卡授权信息；网络接口（ 10)连接后端联网服 务器，后端联网服务器连接网络监控平台。
2. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述后端联网服 务器包括云服务器、数据库。
3. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述控制模块（1) 的功能是对输入模块（4)、输出模块（5)进行管理，对数据处理模块（3)、数据存储模块（2) 进行管理，以及对数据的互换控制。
4. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述数据存储模 块（2)存储各类数据，对临时处理数据、设备运行日志、数据设备认证信息、运算分析的数据 进行存储，存储介质集成于微处理器主板。
5. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述数据处理模 块（3)具有对认证数据的比对、网内设备配置参数异动监测、联网IP变动侦测、采集分析的 数据格式化、输出数据指令的数据计算处理功能。
6. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述输出模块（5) 以及备用电源（6)在市电断电，系统切换至不间断电源或备用电源供电时，监测设备的备用 电源（6)将自动切换到工作状态，使输出模块（5)将报警信号顺利发出，并在本系统网络监 控平台上显示。
7. 根据权利要求1所述的安防广域网嵌入式监测设备，其特征在于：所述USB接口（9) 连接输入模块（4)，当采用USB密钥输入登记的网内设备信息后，系统运行时，网内设备一 旦有宕机、卸除、增加等异动状况，即时向数据库发出报警信号，并在本系统网络监控平台 上显示。
【文档编号】H04N7/18GK203912101SQ201420331436
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】邬承基 申请人:上海成业智能科技股份有限公司