一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法、装置及摄像机与流程

本发明属于网络维护技术领域，尤其涉及一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法、装置及摄像机。

背景技术：

网络摄像机在视频监控系统中作为最前端的设备，通常需要通过网线、光纤、交换机、路由器等网络设备将音视频等信号传送给后端关联对象进行显示、存储、分析等。但目前的网络设备(光模块、交换机、路由器等)通常由不同厂家生产提供，与网络摄像机在实际环境中长时间配套使用时不可避免会出现稳定性或兼容性的网络问题，导致网络摄像机与系统中关联对象出现网络中断的风险。如果网络中断后未及时恢复，可能会导致音视频数据丢失、实况无法等问题，严重影响客户实际使用。

针对随机出现的网络类问题，由于具有偶然性和短时性，出问题时的网络情况难以确定，网络管理员无法及时定位问题，且问题的解决往往需要人员前往现场，实时蹲守，费时费力。

在现有的技术方案中，有些网络摄像机通过定时重启来进行网络恢复，但当网络本身正常时仍会触发定时重启，会导致重启过程中的音视频数据出现丢失。而且由于网络摄像机与网络设备之间的兼容性和稳定性网络问题在出现时间上存在不确定性，定时重启需要到达特定时间后才会恢复网络，无法及时进行恢复操作，仍会导致音视频数据大量丢失，严重影响客户实际使用。

因此，对于视频监控网络中的网络摄像机，亟需一种可以在网络或者网络的一部分存在故障时，能够排查故障原因，采取相应策略，最大可能的让网络连接恢复正常的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法、装置及摄像机，用于解决现有技术在网络或者网络的一部分存在故障时，故障定位困难，无法及时进行恢复操作等技术问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，应用于前端设备，所述摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，包括：

步骤s1、在感知到断网检测触发条件时，启动断网检测；

步骤s2、进行断网检测，检测网络是否正常，在检测到网络正常时进入步骤s3，在检测到网络异常时，进入步骤s4；

步骤s3、当检测到网络正常时，记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；

步骤s4、当检测到网络异常时，记录断网检测结果并启动断网恢复；

步骤s5、进行断网恢复，根据记录的断网恢复标志分级复位网口，每次复位后更新断网恢复标志，直到达到预设的断网恢复标志仍然未恢复网络，则重启设备，否则返回步骤s2。

本发明所述检测网络是否正常，包括：

如果已获取到网关ip地址，则统计ping网关连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；如果丢包率在20％～90％之间，则判断为网络异常；如果丢包率为100％，则继续如下步骤：

如果已获取到管理平台的ip地址，则统计ping管理平台连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常；

如果已获取到存储服务器的ip地址，则统计ping存储服务器连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常；

如果已获取到解码显示器的ip地址，则统计ping解码显示器连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常。

进一步地，所述摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，还包括：

在每次执行复位动作前后，都记录关键日志；

每次复位完成后先发送1次arp报文。

进一步地，所述摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，还包括：

对网络异常的后端设备ip地址，统计ping连续10个包的丢包率并记录在关键日志中。

进一步地，所述摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，还包括：

重启前将关键日志打包存放在flash内。

进一步地，所述断网恢复标志包括网口复位次数和断网重启标志，所述进行断网恢复，根据记录的断网恢复标志分级复位网口时，还包括：

在每次复位后将网口复位次数加1。

进一步地，所述直到达到预设的断网恢复标志仍然未恢复网络，则重启设备，包括：

在复位网口次数大于等于预设次数时，判断断网重启标志是否为零；若为零则设置断网重启标志为1并重启设备，否则继续循环断网检测。

进一步地，所述断网检测触发条件，包括：

注册管理平台的状态从上线变为离线；

或，音视频码流的发送状态变为全部发送失败；

或，断网重启标志变为非零。

本发明还提出了一种摄像机网络故障实时诊断与恢复装置，应用于前端设备，包括处理器以及存储有若干计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明还提出了一种摄像机，所述摄像机包括上述摄像机网络故障实时诊断与恢复装置。

本发明提出的一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法、装置及摄像机，当检测到网络异常后，网络摄像机能够自动进行分级复位或重启的恢复操作，可以高效恢复网络问题，避免因音视频数据大量丢失而对客户产生严重影响，减少维护成本。同时记录的关键日志可以高效定位问题原因，减少维护成本。另外，本发明能够通过分级检测机制，实时记录故障发生的网络节点，有效协助定位短时、偶发的网络连接故障原因。

附图说明

图1为本发明视频监控系统组网示意图；

图2为本发明一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

常见的视频监控系统组网方案如图1所示，前端设备在视频监控系统中是前端采集和处理设备，主要完成对原始音视频数据的采集和编码压缩，并通过网络设备传输给后端设备来实现实况显示、录像存储和智能分析等功能。常见的前端设备有网络摄像机、或模拟摄像机与编码器的组合，图1以网络摄像机ipc为例，包括电口ipc和光口ipc等。后端设备包括解码显示器、存储服务器和管理平台。

网络摄像机通过标准网络协议(gb-28181或onvif等)注册在管理平台上。网络摄像机成功注册上线后，会周期性地发送保活报文跟管理平台进行注册状态保活。解码显示器或存储服务器启流成功后，网络摄像机会周期性地对发送的音视频数据进行流保活。如果网络出现中断，网络摄像机会检测到跟管理平台的注册状态保活失败而出现离线，同时也会检测到跟解码显示器或存储服务器的流保活失败而导致发送音视频数据失败。

本技术方案的总体思路是，网络摄像机通过应用层综合业务的实时状态，结合相关业务的网络ip地址信息，主动对相关的网络ip地址进行网络检测，并在检测到相关网络ip地址均存在异常后及时记录软件关键日志，自动对网络模块进行分级复位和重启的恢复操作，达到高效解决问题并减少维护成本的目的。

如图2所示，本技术方案一种摄像机网络故障实时诊断与恢复方法，应用于前端设备，包括：

步骤s1、在感知到断网检测触发条件时，启动断网检测；

步骤s2、进行断网检测，检测网络是否正常，在检测到网络正常时进入步骤s3，在检测到网络异常时，进入步骤s4；

步骤s3、当检测到网络正常时，记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；

步骤s4、当检测到网络异常时，记录断网检测结果并启动断网恢复；

步骤s5、进行断网恢复，根据记录的断网恢复标志分级复位网口，每次复位后更新断网恢复标志，直到达到预设的断网恢复标志仍然未恢复网络，则重启设备，否则返回步骤s2。

以下通过具体的实施例对上述步骤分别进行说明，本技术方案的一种实施例：

本实施例断网检测触发条件包括但不限于：

a)、注册管理平台的状态从上线变为离线；

b)、音视频码流的发送状态变为全部发送失败；

c)、断网重启标志变为非零。

当检测到以上任一条件满足后，在关键日志中记录对应的断网检测触发条件并立即进入进行断网检测。其中，断网重启标志表示网络摄像机已经执行过断网重启，用于保证在执行断网重启后可以直接进入断网检测，及时记录关键日志并确定重启设备后的网络情况。

本实施例断网检测执行如下操作：

如果已获取到网关ip地址，则统计ping网关连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；如果丢包率在20％～90％之间，则判断为网络异常；如果丢包率为100％，则可能是网络异常或网关不存在，还需要ping其他ip地址进行确认。

即在丢包率为100％时，还需要进行如下操作：

如果已获取到管理平台的ip地址，则统计ping管理平台连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常；

如果已获取到存储服务器的ip地址，则统计ping存储服务器连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常；

如果已获取到解码显示器的ip地址，则统计ping解码显示器连续10个包的丢包率；如果丢包率小于20％，则判断为网络正常；否则判断为网络异常。

通过上述断网检测，如果断网检测判断结果为网络正常，则前端设备网络摄像机在关键日志中记录断网检测结果，当前网络正常，重新回到步骤s1，继续等待断网检测触发条件的出现。如果断网检测判断结果为网络异常，则网络摄像机在关键日志中记录断网检测结果并立即进入断网恢复。

本实施例在进行断网恢复时，设置断网恢复标志来辅助进行复位和重启，断网恢复标志包括网口复位次数和断网重启标志。

前端设备通常包括phy芯片和switch芯片，本实施例采用分级复位网口的方法来操作，即第1次复位时仅复位phy芯片，第2次复位时仅复位switch芯片，第3次复位时则同时复位phy芯片和switch芯片。

在每次执行复位动作前后，都记录关键日志，可用于定位是哪个部件导致的网络异常并分析原因。

每次复位完成后先发送1次arp报文，用于判断网络摄像机所处的网络环境中是否存在ip地址冲突的情况，记录到关键日志中。再将网口复位次数加1，同时对网络异常的后端设备ip地址，统计ping连续10个包的丢包率并记录在关键日志中，方便维护人员确定复位后的网络情况。

如果复位网口次数大于等于预设次数，则判断断网重启标志是否为零；若为零则设置断网重启标志为1并重启整个网络摄像机设备(重启前将关键日志打包存放在flash内，避免丢失)，否则继续循环断网检测。

其中预设次数为网络摄像机用于网络连接的部件数加1，即依次复位网络摄像机用于网络连接的部件，并最后还可以全部复位所有部件。本实施例网络摄像机用于网络连接的部件包括phy芯片和switch芯片，因此预设次数为3。

本实施例在每次复位后，重新返回步骤s2进行断网检测。如果检测网络正常则记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；如果网络异常，则再次进行断网恢复。

例如在对phy芯片复位后，将复位网口次数置为1，再次进入步骤s2进行断网检测，当检测网络正常则记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；如果网络异常，且复位网口次数为1，则对switch芯片进行复位，复位后将复位网口次数置加1，变为2，返回步骤s2进行断网检测。

同样地，当检测网络正常则记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；如果网络异常，且复位网口次数为2，则对phy芯片和switch芯片都进行复位，将复位网口次数置加1，变为3，返回步骤s2进行断网检测。

此时，如果断网检测的结果是网络正常，则记录断网检测结果，并清空断网恢复标志，返回步骤s1；如果网络异常，且复位网口次数为3，则要看断网重启标志是否为零，若为零则设置断网重启标志为1并重启整个网络摄像机设备。

如果复位网口次数大于等于3次并且断网重启标标志不为零，但仍未能恢复网络，则不再进行断网恢复，只进行断网检测。此时网络摄像机已经进行过重启，如果还不能恢复，则可能是其他原因导致网络异常，不是网络摄像机本身的问题，因此不再进行断网恢复，只进行断网检测。

在重启后，进入步骤s1，发现满足断网检测触发条件(断网重启标志变为非零)，则直接进入断网检测，这里不再赘述。

容易理解的是，本实施例在断网检测到网络正常后，清空断网恢复标志，即在断网检测结果为网络正常，或注册管理平台的状态从离线变为上线，或音视频码流发送状态有发送成功时，清空断网恢复标志，也就是将网口复位次数清零，将断网重启标志清零。

本技术方案的另一种实施例，断网恢复标志仅包括网口复位次数，即不设置断网重启标志，在本实施例中，断网检测触发条件包括：

a)、注册管理平台的状态从上线变为离线；

b)、音视频码流的发送状态变为全部发送失败。

即在重启后，如果满足上述条件之一，则触发进行断网检测，如果都不满足，则视为设备恢复正常。

容易理解的是，本实施例在进行断网恢复时，如果复位网口次数大于等于预设次数，则重启整个网络摄像机设备(重启前将关键日志打包存放在flash内，避免丢失)，否则继续循环断网检测。

通过上述实施例，可见本技术方案可以用于实时检测网络摄像机的网络运行状态。当检测到网络异常后，网络摄像机能够自动对网络模块进行分级复位或重启的恢复操作，可以高效恢复网络问题，避免因音视频数据大量丢失而对客户产生严重影响，减少维护成本。同时记录的关键日志可以高效定位问题原因，减少维护成本。另外，本技术方案能够通过分级检测机制，实时记录故障发生的网络节点，有效协助定位短时、偶发的网络连接故障原因。

与上述方法对应地，本技术方案还给出了一种摄像机网络故障实时诊断与恢复装置的实施例，该装置应用于前端设备，包括处理器以及存储有若干计算机指令的非易失性存储器，其中所述计算机指令被处理器执行时以实现上述方法中的步骤。

本实施例非易失性存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。非易失性存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而实现本发明实施例中的摄像机网络故障实时诊断与恢复方法。

其中，所述存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序。

所述处理器可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。