一种用于智能自组网通信的量子加密型视频监控系统的制作方法

本发明属于网络视频监控领域，具体涉及一种用于智能自组网通信的量子加密型视频监控系统。

背景技术：

在野外等没有公共网络的场合，或者不便于使用公共网络的情况下，需要构建一种通信网络能够实现将监测到的信息向上级监控中心传送或者在监测设备之间相互传递。同时既要保证检测结果的准确性，又要保证传输过程的方便、快捷、有效、安全。

中国发明专利申请cn201611083015.4公开了一种全景拍摄云台包括z轴电机、y轴电机和x轴电机，其中z轴电机的电机轴的延长线穿过y轴电机和x轴电机的电机轴。这样能够最大限度地降低云台对拍摄设备的遮挡，有利于获得更大的拍摄角度；同时，尽量保持3个电机的重心在同一直线上，也能够增强云台的稳定性，避免剧烈晃动而引发的拍摄画面抖动的问题。

中国发明专利申请cn201710006323.5公开了一种基于特种应急自组网通信的全景监控系统，包括电源管理模块、电池组、通信模块、天线、升降支撑机构、摄像机和用于夹持摄像机的载物台，该系统结构简单，且能够达到全景拍摄的效果，无死角。本发明通过将两个或两个以上的meshap集群在一起，形成一个router的meshap节点，meshap节点内部各实体meshap彼此之间通过有线连通，同时各自对外提供无线mesh连接，可以根据需要灵活扩容中继节点，使中继节点的部署更具可靠性和灵活性，可以兼容各种无线终端接入及数据的共享交换，数据链终端之间也可以实现无线连接，覆盖范围广，操作简单，携带方便。且加解密模块连接到数据处理单元，用于对数据处理单元进行加密或解密处理，提高了通讯的安全性。但该发明采用的是普通加密方法。

中国发明专利申请cn201710634236.4公开了一种视频拼接系统，包括依次连接的视频采集模块、关键帧提取模块、图像配准模块、图像排列模块、图像融合模块和图像裁剪输出模块，多段小段场景视频经过视频采集、关键帧提取、图像配准、图像排列、图像融合和图像裁剪输出，最终拼接成为大视野的全景图像，拼接的全景图像用shell函数调用操作系统默认的图像打开软件，但并未公开如何合理设置采集装置的结构，以及如何实现图像的通信传输。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种用于智能自组网通信的量子加密型视频监控系统，能够将全景视频信息通过无线mesh网络进行自组网通信，并采用监控中心对全景云台及控制系统、智能自组网通信终端设备进行控制。

为解决上述问题，本发明提供了一种用于智能自组网通信的量子加密型视频监控系统，包括全景云台及控制系统、智能自组网通信终端设备，所述全景云台及控制系统包括网络接口，通过所述网络接口与所述智能自组网通信终端设备连接，所述全景云台及控制系统还包括三轴云台电机、量测模块、微处理器、机械控制结构；

所述三轴云台电机上设置拍摄设备；

所述量测模块与所述拍摄设备连接，用于采集、存储所述拍摄设备拍摄到的图像；

所述微处理器与所述量测模块连接，用于处理所述量测模块采集、存储的所述拍摄设备拍摄到的图像；

所述微处理器还与所述网络接口连接，通过所述网络接口将数据传输至所述智能自组网通信终端设备；

所述微处理器连接机械控制机构，所述机械控制机构与三轴云台电机连接，微处理器可通过机械控制机构控制三轴云台电机；

所述智能自组网通信终端设备使用无线mesh网络实现与其他智能自组网通信终端设备之间，以及与监控中心之间的双向通信；

所述智能自组网通信终端设备采用量子密钥对其接收、传输的数据进行加密；

所述智能自组网通信终端设备设置连接点数量最大值及数据传输流量最大值；

所述智能自组网通信终端设备内集成有全景视频拼接系统。

进一步地，所述智能自组网通信终端设备包括主控板、通信处理单元，所述主控板与所述通信处理单元连接，所述通信处理单元包括光纤接口、以太网接口、射频接口。

进一步地，所述微处理器内存有编码信息，所述主控板内存有编码信息，所述监控中心可监控所述微处理器、所述主控板内的编码信息。

进一步地，所述监控中心可手动连接或断开所述智能自组网通信终端设备。

进一步地，所述智能自组网通信终端设备包括加密卡，所述加密卡中存放量子加密密钥，所述加密卡与所述主控板连接。

进一步地，所述智能自组网通信终端设备包括电池均衡管理单元，所述电池均衡管理单元与1节以上的电池连接，并与主控板连接。

进一步地，所述智能自组网通信终端设备还包括电源适配器、电源输入接口；

所述电源输入接口与电池连接。

进一步地，所述的三轴云台电机对称设置在所述全景云台及控制系统上的x轴上，所述拍摄设备设置在三轴云台电机的一端。

进一步地，所述全景视频拼接系统的处理流程包括：提取每幅图像的尺度不变的局部特征，匹配相邻图像的尺度不变的局部特征，计算每幅图像的投影变换矩阵，图像重叠区域融合处理，图像间拼接融合，图像全方向切割，融合带处理，颜色校正，亮度均衡处理，生成压缩文件。

进一步地，所述全景云台及控制系统还包括采集模块；

所述采集模块与所述三轴云台电机连接用于采集三轴云台电机的运行数据；

所述微处理器还与所述采集模块连接，用于处理所述采集模块采集的三轴云台电机的运行数据。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本申请中全景云台及控制系统将其拍摄的图像信息通过网络接口传输至智能自组网通信终端设备后，通讯终端设备之间通过无线mesh网络自组网通信，每个智能自组网通信终端设备通能够选择与路径最短，接收信号最强的相邻智能自组网通信终端设备进行通信，并且逐渐将每个相邻网络节点的发射功率降至最低水平，从而能够灵活、快捷地组建出低功耗的通信网络；当网络中某些节点的智能自组网通信终端设备失效时，可以进行重新搜索、连接路径次短、接收信号次强的次相邻的智能自组网通信终端设备进行通信；

(2)所述智能自组网通信终端设备设置连接点数量最大值及数据传输流量最大值，当与其连接的智能自组网通信终端设备数量超过该最大值，或者当数据传输流量超过该最大值时，智能自组网通信终端设备可自动选择路径次短、接收信号次强的次相邻的智能自组网通信终端设备进行通信，避免造成网络拥堵导致数据传输速度降低或者出错；

(3)所述智能自组网通信终端设备通过量子密钥对其接收、传输的数据进行加密，另外无线mesh网络对数据还进行二次加密，对数据信息的传输起到双重保护的作用，解决了终端加密密钥容易泄露的问题，提高了终端内隐私数据的安全性；

(4)所述智能自组网通信终端设备包括光纤接口、网络接口、射频接口，可通过三种不同的方式实现数据通信。网络接口为千兆以太网接口，能够实现该终端设备参数配置、功能测试、信息传输、密钥下载等；光纤接口为sfp光纤模块，波长为1310nm，能够实现光电转换、信息传输、密钥下载等；射频接口频率为2.4g，能够进行wifi无线通信，无线mesh网络自组网，能够实现自动组网、信息传输、密钥下载等；

(5)所述微处理器内存有编码信息，所述主控板内存有编码信息，所述监控中心可监控所述微处理器、所述主控板内的编码信息，因此监控中心能够将每一台全景云台及控制系统、以及智能自组网通信终端设备与其相应的编码信息对应，从而对每一台全景云台及控制系统、以及智能自组网通信终端设备的工作状态进行监控；另外监控中心可手动连接或断开所述智能自组网通信终端设备，进而能够更合理的配置自组网络的结构，使网络传输的效率更高、功率更低；或者当在某些特定情况下需要进行定向传输时，手动规划传输路线，从而实现高效率、低功率的传输；

(6)所述智能自组网通信终端设备包括电池均衡管理单元，所述电池均衡管理单元与1节以上的电池连接，并与主控板连接，通过电池均衡管理单元可以使每节电池的充放电过程保持一致，使每节电池的容量差别尽可能降低，从而延长电池组整体的使用寿命，进而提高智能自组网通信终端设备的使用寿命；

(7)所述智能自组网通信终端设备内集成有全景视频拼接系统，其处理流程包括，提取每幅图像的尺度不变的局部特征，匹配相邻图像的尺度不变的局部特征，计算每幅图像的投影变换矩阵，图像重叠区域融合处理，图像间拼接融合，图像全方向切割，融合带处理，颜色校正，亮度均衡处理，生成压缩文件，能够实现采集图像的自动拼接、处理、压缩进而实现进一步的传输；

(8)所述全景云台及控制系统还包括采集模块，所述采集模块与所述三轴云台电机连接用于采集三轴云台电机的运行数据，所述微处理器还与所述采集模块连接，用于处理所述采集模块采集的电机运行数据，电机运行数据包括运行中的转速、转动力矩、方向、角度等，监控中心可以接收电机运行数据，并且与相应的微处理器编码相对应，从而实现对全景云台控制系统工作状态的监控、或者调整。

附图说明

图1为全景云台控制系统连接关系示意图；

图2为智能自组网通信终端设备连接关系示意图；

图3为无线mesh网络连接示意图；

其中：1-全景云台控制系统、11-三轴云台电机、12-量测模块、13-微处理器、14-机械控制结构、15-拍摄设备、16-采集模块、2-智能自组网通信终端设备、21-主控板、22-通信处理单元、221-光纤结构、222-以太网接口、223-射频接口、23-加密卡、24-电池均衡管理单元、25-电源模块、3-监控中心。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明做进一步说明，并给出本发明的实施例。

本发明提供了一种用于智能自组网通信的量子加密型视频监控系统，包括全景云台及控制系统1、智能自组网通信终端设备2，所述全景云台及控制系统1包括网络接口，通过所述网络接口与所述智能自组网通信终端设备2连接。

本实施例中提供的全景云台及控制系统1还包括三轴云台电机11、量测模块12、微处理器13、机械控制结构14、采集模块16。

所述三轴云台电机11对称设置在所述全景云台及控制系统1上的x轴上，三轴云台电机11的一端设置拍摄设备15，拍摄设备15可以采用鱼眼相机等能够广角拍摄设备，从而实现全景视频的拍摄功能。所述量测模块12与所述拍摄设备15连接，用于采集、存储所述拍摄15设备拍摄到的图像，所述微处理器13与所述量测模块12连接，用于处理所述量测模块12采集、存储的所述拍摄设备15拍摄到的图像，所述微处理器13还与所述网络接口连接，通过所述网络接口将数据传输至所述智能自组网通信终端设备2，通过上述过程实现全景视频的采集、存储、处理，以及通过智能自组网通信终端设备2进行数据的网络传输。

所述微处理器13连接机械控制机构14，所述机械控制机构14与三轴云台电机11连接，微处理器13通过机械控制机构14控制三轴云台电机11的工作状态，例如：转速、转动力矩、方向、角度等。所述采集模块16与所述三轴云台电机11连接用于采集三轴云台电机11的运行数据，例如：转速、转动力矩、方向、角度等，所述微处理器13还与所述采集模块16连接，用于处理所述采集模块16采集的电机运行数据，并可以由微处理器13通过网络接口传输至智能自组网通信终端设备2。

所述全景云台及控制系统1还包括电源模块与微处理器13连接，用于为系统供电，由于此为本领域的公知常识在不不做赘述。

所述智能自组网通信终端设备2使用无线mesh网络实现与其他智能自组网通信终端设备2之间，以及与监控中心3之间的双向通信。当全景云台及控制系统1将其拍摄的图像信息通过网络接口传输至智能自组网通信终端设备2后，智能自组网通信终端设备2之间通过无线mesh网络自组网通信，每个智能自组网通信终端设备2通能够选择与路径最短，接收信号最强的相邻智能自组网通信终端设备2进行通信，并且逐渐将每个相邻网络节点的发射功率降至最低水平，从而能够灵活、快捷地组建出低功耗的通信网络。当网络中某些节点的智能自组网通信终端设备2失效时，可以进行重新搜索、连接路径次短、接收信号次强的次相邻的智能自组网通信终端设备2进行通信，从而达到网络链路自主修复的效果。

所述智能自组网通信终端设备2采用量子密钥对其接收、传输的数据进行加密，量子加密密钥存储于加密卡23中，所述加密卡23与主控板21连接。另外无线mesh网络对数据还进行二次加密，对数据信息的传输起到双重保护的作用，解决了终端加密密钥容易泄露的问题，提高了终端内隐私数据的安全性。

所述智能自组网通信终端设备2设置连接点数量最大值及数据传输流量最大值，当与其连接的智能自组网通信终端设备2数量超过该最大值，或者当数据传输流量超过该最大值时，智能自组网通信终端设备2可自动选择路径次短、接收信号次强的次相邻的智能自组网通信终端设备2进行通信，避免造成网络拥堵导致数据传输速度降低或者出错。

所述智能自组网通信终端设备2内集成有全景视频拼接系统，所述全景视频拼接系统的处理流程包括：提取每幅图像的尺度不变的局部特征，匹配相邻图像的尺度不变的局部特征，计算每幅图像的投影变换矩阵，图像重叠区域融合处理，图像间拼接融合，图像全方向切割，融合带处理，颜色校正，亮度均衡处理，生成压缩文件，最终由智能自组网通信终端设备2通过无线mesh网络传输。该软件技术主要基于尺度不变的特征变换来提取图像的特征点，进行图像间的特征匹配，从而获取图像的坐标变换，生成无缝拼接的全景图像，最后对图像的重叠区域进行融合处理，使得整幅画面亮度均衡。

所述智能自组网通信终端设备2包括主控板21、通信处理单元22，所述主控板21与所述通信处理单元22连接，所述通信处理单元22包括光纤接口221、以太网接口222、射频接口223。可通过三种不同的方式实现数据通信，光纤接口221为sfp光纤模块，波长为1310nm，能够实现光电转换、信息传输、密钥下载等；rj45以太网接口222为千兆以太网接口，能够实现该终端设备参数配置、功能测试、信息传输、密钥下载等；射频接口223频率为2.4g，能够进行wifi无线通信，无线mesh网络自组网，能够实现自动组网、信息传输、密钥下载等。

所述全景云台及控制系统1中的微处理器13内存有编码信息，所述智能自组网通信终端设备2的主控板21内存有编码信息，所述监控中心3可监控所述微处理器13、所述主控板21内的编码信息。因此监控中心3能够将每一台全景云台及控制系统1、以及智能自组网通信终端设备2与其相应的编码信息对应，从而对每一台全景云台及控制系统1、以及智能自组网通信终端设备2的工作状态进行监控，另外由于无线mesh网络为双向通信，因此通过监控中心3可以对全景云台及控制系统1、以及智能自组网通信终端设备2的工作状态进行调整、控制。例如，调整三轴云台电机11的转速、转动力矩、方向、角度等运行数据；或者监控中心3可手动连接或断开所述智能自组网通信终端设备2，进而能够通过手动连接、断开的方式实现更合理的配置自组网络的结构，使网络传输的效率更高、功率更低；或者当在某些特定情况下需要进行定向传输时，手动规划传输路线，从而实现高效率、低功率的传输。

所述智能自组网通信终端设备2包括电池均衡管理单元24，所述电池均衡管理单元24与1节以上的电池25连接，并与主控板连接。通过电池均衡管理单元24可以使每节电池25的充放电过程保持一致，使每节电池25的容量差别尽可能降低，从而延长电池组整体的使用寿命，进而提高智能自组网通信终端设备2的使用寿命。所述智能自组网通信终端设备2还包括电源适配器、电源输入接口，所述电源输入接口与电池连接，电源适配器接入220v交流电后，通过电源输入接口对电池组进行充电。

以上描述了本发明的基本原理和具体实施方式，但是本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，本行业技术人员可以对其进行各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明要保护的范围内。