专利名称：IPv6远程监控装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种IPv6远程监控装置及其方法，属于通信、计算机网络管理和视频监控网络的综合技术领域。
背景技术：
视频监控系统的发展已经历了模拟、半数字和全数字三个阶段，目前已经广泛应用于国内外的通信、金融、交通、矿业等许多领域，并发挥着巨大作用。随着相关技术的发展，全球可达、开放互通、标准统一的大规模运营级视频监控服务正在成为新的发展需求。但是，由于缺少行业规范，市场准入要求低，部分设备制造厂商为追求商业利益盲目生产形形色色的视频监控设备，导致目前处于应用阶段的一些远程视频监控系统的可靠性、稳定性、开放性、扩展能力和安全保密等性能都比较差，给用户造成很大的不便和损失，也无法实现可管理、可运营的要求，严重的情况下甚至可能给人民的生命财产安全带来影响。因此，需要解决视频监控系统的安全性、开放性、扩展性问题。
IPv6是“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写，换句话说，IPv6就是下一代互联网NGI(Next Generation Internet)协议。作为发展方向的IPv6的主要优势是扩大地址空间、提高网络整体吞吐量、改善和保证服务质量QoS、安全性能高、支持即插即用和移动性、能够更好地实现多播功能。
但是，现有的计算机网络大都以IPv4为主。由于IPv4协议设计上的缺陷，IPv4地址已经接近告罄，其地址资源远远不能满足全球终端设备增长的需要。在一个大规模的监控网络中，终端监控设备的数量可能达到成千上万，且每个终端都需要有各自的IP地址，这些都是现有IPv4网络所无法支撑的，IPv4网络也无法保证可扩展性和实现端到端的访问。另外，在IPv4网络环境下部署如此众多监控设备时，各个摄像终端的IP地址和网关都需要手工配置，劳动强度和速度根本不能适应大规模监控网络的运营要求。
综上所述，现有的视监控装置存在多种局限1)由于公众运营级视频监控系统的出现，导致网络上的监控装置急剧增加，现有的IPv4技术无法为每个网络监控装置分配全球唯一的IP地址，以便能够在互联网上随时、随地访问该监控装置。2)配置复杂，不能适应大规模监控网络的运营要求。3)在公众运营级视频监控系统中安全性得不到保障。4)通信标准不统一，各设备之间不能实现互连互通。5)使用复杂，易用性能差，不便于普及。6)无法保障移动性。
因此，随着下一代互联网技术和应用的普及，如何克服上述现有技术的缺陷、尽快研制出一种基于下一代互联网的监控装置及其实现方法就成为业内技术人员关注的新的焦点。
发明内容
本发明的目的是提供一种IPv6远程监控装置及其方法，本发明利用下一代互联网，同时支持IPv6和/或IPv4等多种网络协议，优先使用IPv6传输数据，具备网络接口，能够独立接入互联网，编址规范统一，配设有全球唯一的IP地址，便于随时随地被访问和推广应用，实现远程视频监视、存储、告警联动等多功能的监控业务，支持集中或者分布式的设备管理，并形成完整的监控系统。
为此，本发明采用以下技术方案本发明提供一种IPv6远程监控装置，该装置通过通信网络与监控中心、远程监控客户端连接，它包括网络通信模块，用于与监控中心进行数据通信、通过网络发送监控信息和接收监控中心的控制信息，其支持IPv6协议，所述网络通信模块将接收到的身份验证信息发给嵌入式网络功能模块，嵌入式网络功能模块根据存储的设置信息进行安全验证，安全验证通过之后所述嵌入式网络功能模块根据网络通信模块的指令控制所述视频设备模块采集视频，实现视频设备模块与网络通信模块之间的通信；视频设备模块，用于采集和处理被监控环境的视频信息；嵌入式网络功能模块，用于控制网络通信模块、视频设备模块，实现监控功能；电源模块，用于给所述IPv6远程监控装置的各个部件供电；所述嵌入式网络功能模块分别与网络通信模块、视频设备模块、电源模块相连接，集成在同一个嵌入式系统中。
所述嵌入式网络功能模块包括嵌入式硬件系统单元和嵌入式软件系统单元，其中嵌入式硬件系统单元包括嵌入式处理器、存储器和通用输入输出接口，存储器可以是但不限于EPROM、EEPROM、闪速存储器FLASH；嵌入式处理器可以是但不限于嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统；嵌入式软件系统单元包括嵌入式操作系统和应用系统软件，应用系统软件控制系统的运行和行为，包括但不限于板载支持包、监控应用程序；嵌入式操作系统控制应用系统软件编程与硬件的交互作用，包括但不限于系统内核、通信协议；该通信协议包括IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，用于使所述IPv6远程监控装置支持IPv6网络或IPv6/IPv4网络，能自适应网络状况，获取全球唯一的IPv6地址，自动配置IP地址和网关，并使其具备IPv6的地址空间巨大、地址层次丰富分配合理、无状态自动配置、提高网络整体吞吐量、改善和保证服务质量QoS、安全性能高实现IP网络安全、支持即插即用和移动性、能够更好地实现多播功能等网络优点；所述嵌入式软件系统单元以软件模块形式运行在嵌入式处理器中，相互协同工作。
所述嵌入式操作系统还具有IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，使所述IPv6远程监控装置支持IPv6协议，能自动兼顾和适应IPv6网络或IPv6/IPv4网络的多协议网络环境，实现IPv6和/或IPv4终端之间媒体流的互通；支持IPv6、IPv4或其它协议终端在IPv6和/或IPv4的网络中同时混合部署和使用，由于IPv6协议地址空间非常巨大，使得监控系统中每个监控装置都可以用有自己的IP地址；所述的IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈还可以支持IPv6邻居发现协议、IPv6DHCP协议、IPv6 IPSec安全协议、移动IPv6协议，其中IPv6邻居发现协议用于发送消息探索邻居路由器，探索地址、地址前缀以及其他配置参数，通过邻居发现机制能为IPv6远程监控装置自动配置接口地址和缺省路由器信息，使得从互联网到最终用户之间的连接不经过用户干预就能够快速建立起来；IPv6 DHCP协议用于支持无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种方式，实现地址动态配置；IPv6IPSec安全协议用于IPv6远程监控装置对媒体流实施加密，并提供安全访问和接入认证的功能；IPv6 IPSec协议在IP层可实现数据源验证、数据完整性验证、数据加密、抗重播保护等功能，支持验证头AH协议、封装安全性载荷ESP协议和密钥交换IKE协议；支持移动IPv6协议，在任何地方都可以使用相同的IPv6地址，使得处于运动中的IPv6远程监控装置能够提供永远在线的监控服务。
所述IPv6远程监控装置，还包括用于存储被监控环境的监控信息的存储单元；所述视频设备模块包括视频采集单元、视频处理单元、存储器，其中所述存储器包括但不限于闪速存储器FLASH、随机存储器；所述视频采集单元用于采集视频信号，其包括图像传感器、镜头，IPv6远程监控装置通过视频处理单元传递指令控制镜头采集视频信号，图像传感器将镜头捕获的光图像转换成电图像信号；所述视频处理单元用于将视频采集单元的视频信号转换成数字信号并对转换后的数字信号进一步处理后通过嵌入式网络功能模块存入存储单元，并通过网络通信模块发送视频信号数据；所述视频处理单元包括视频处理器、图像传感器接口、存储器控制器、通用输入输出接口、静态存储器，所述图像传感器通过图像传感器接口发送电图像信号至所述视频处理器，所述视频处理器分别与通用输入输出接口、存储器控制器、静态存储器相互传递数据；所述视频处理单元与视频采集单元的存储器相互传递视频数据，网络通信模块发送设置信息和指令通过嵌入式网络功能模块传输给视频处理单元，所述视频处理单元根据符合安全性的指令控制和设置所述视频采集单元。
本发明还提供一种IPv6远程监控方法，它包括如下步骤(1)所述IPv6远程监控装置初始化、获取各自的IP地址对IPv6远程监控装置行初始化，因设备具备IPv6和/或IPv4协议栈，能自动兼顾和适应IPV6和/或IPv4的多协议网络，且处于IPv6网络时，优先生成IPv6协议的全球唯一IP地址；
(2)网络通信模块接收到监控会话请求信令，通过用IPv6和/或IPv4协议建立会话；(3)视频设备模块根据接收到的监控信令采集相关的视频及其它监控信息；(4)视频设备模块对所采集的视频及其它监控信息进行模数转换；(5)视频设备模块将转换后的数字视频及其它监控信息发送给嵌入式网络功能模块；(6)嵌入式网络模块的监控应用程序将数字视频及其它监控信息发送给网络通信模块，通过网络通信模块将数据发送至监控中心或远程监控客户端。
所述步骤(1)的各设备初始化时，进一步包括下列操作内容检测IPv6远程监控装置的网络通信模块是否支持IPv6协议，优先使用IPv6传输控制信息和媒体数据，否则使用IPv4传输控制信息和媒体数据。
所述设备进一步具有下述功能支持内嵌IPSec安全协议，以便利用IPv6与IPSec结合紧密的特点，确保传输的安全性和私密性；支持移动IPv6协议，在不同地方都可使用相同的IPv6地址，以便为运动中的节点设备提供始终在线的监控服务；利用IPv6协议的自动配置功能，为各节点自动配置IP地址和网关，即插即用，为用户快速配置提供方便，能够实现大规模运营。
本发明是一种基于下一代互联网的监控装置，该装置体系结构简单、完整，具有良好的扩展性能；采用业务连接和媒体流分类传送的机制和分布式网络结构，消除了困扰传统视频监控网络规模扩展的瓶颈。在IPv6条件下，各个监控装置都有统一的监控节点编址规范，每个监控装置分配有一个全球唯一的IPv6地址，依靠其内置IPv6地址和IPv6监控装置即插即用性能，大大提高了终端部署的便利性和快速性，使该系统能够面向全社会推广，实现大规模运营。该装置创新提出了IPv6和/或IPv4多协议栈的系统设想，能够支持IPv6和/或IPv4等多种协议终端的混合使用，使得系统中的设备既能在现有Internet上运行，也能应用于下一代互联网，同时还可以支持PSTN网、ISDN网、移动通信网。考虑到IPv4与IPv6将在今后相当长的时期内共存，本发明装置对IPv4也提供全面支持。通过使用网络地址翻译/协议翻译NAT-PT技术，具有IPv6地址的用户也可以访问位于IPv4网络中的设备。
由于本发明装置支持IPv6协议，故使其具有下述优点和特性(1)唯一性支持IPv6，使每个IPv6监控装置可分配全球唯一的IP地址，可以随时、随地被访问到。
(2)安全性支持内嵌的IPSec安全协议，可充分利用IPv6与IPSec紧密结合的特点，保证传输的安全性和私密性，实现标准的安全性支持。
(3)移动性支持移动IPv6协议，在任何地方都可以使用相同的IPv6地址，使得处于运动中的IPv6远程监控装置能够提供永远在线的监控服务。
(4)配置方便利用IPv6协议的自动配置能力，自动配置各个终端的IP地址和网关，即插即用，极大地方便了用户的配置，使得部署众多监控设备、系统大规模运营成为现实。
(5)适应性具有IPv6/IPv4双协议栈，能自动适应网络状况；当IPv6可用时，优先使用IPv6传输数据。
(6)易用性接入方式灵活，便于在ADSL、宽带、无线局域网、下一代互联网等不同环境下部署；简单易用，便于普及。
(7)标准统一、互连互通支持TCP/IP协议，而TCP/IP协议的基本属性是开放性，完全满足电信级服务标准统一、互连互通的需求；能够符合运营商管理和控制视频监控网络的技术规范。
(8)访问方便支持WEB方式访问和SIP编址访问，支持动态域名服务。
(9)一体化设计IPv6远程监控装置采用嵌入式系统结构设计，可脱离PC机独立使用。
图1是本发明的系统构成示意图。
图2是本发明的实施例系统构成示意图。
图3是嵌入式网络功能模块结构图。
图4是网络通信模块结构图。
图5是视频设备模块结构图。
图6是视频处理单元结构图。
图7实施例中额外的接口与外围器件的关系图。
具体实施例方式
如图1所示为本发明IPv6远程监控装置的系统构成示意图，IPv6远程监控装置通过通信网络与监控中心、远程监控客户端连接，它包括网络通信模块，用于与监控中心进行数据通信、通过网络发送监控信息和接收监控中心的控制信息，其支持IPv6协议，所述网络通信模块将接收到的身份验证信息发给嵌入式网络功能模块，嵌入式网络功能模块根据存储单元中存储的设置信息进行安全验证，安全验证通过之后所述嵌入式网络功能模块根据网络通信模块的指令控制所述视频设备模块采集视频，实现视频设备模块与网络通信模块之间的通信；视频设备模块，用于采集和处理被监控环境的视频信息，其包括视频采集单元、视频处理单元、存储器；嵌入式网络功能模块，用于控制网络通信模块、视频设备模块，实现监控功能；存储单元，用于存储被监控环境的监控信息，可以是但不限于EPROM、EEPROM、闪速存储器FLASH；电源模块，用于给所述IPv6远程监控装置的各个部件供电；
所述嵌入式网络功能模块分别与网络通信模块、视频设备模块、存储单元、电源模块相连接，集成在同一个嵌入式系统中。
所述电源模块为嵌入式系统、视频设备模块、网络通信模块等提供直流电源，电源包括一个交流直流转换器、直流电接口；所述交流直流转换器将输入的220V交流电转换成5V电源供所需模块使用；所述直流电接口可外接交流直流转换器输入5V直流电供所需模块使用。
请参见图2，本发明的IPv6远程监控装置还可包括音频设备模块、传感设备模块、告警设备模块、遥控模块、移动通信模块、操作控制模块。其中音频设备模块用于采集音频信息，将音频信息数字化、压缩后传送到嵌入式网络功能模块。传感设备模块用于采集传感信息，将传感信息数字化后传送到嵌入式网络功能模块。告警设备模块用于采集告警信息，将告警采集单元的告警信息数字化后传送到嵌入式网络功能模块。所述的遥控模块包括一个遥控器和无线接收单元，无线接收单元与嵌入式网络功能模块相连，控制信息可以通过遥控器发送到无线接收单元，实现对所述的监控装置的设置。所述的移动通信模块用于发送监控信息和接收移动终端的控制信息。所述的操作控制模块用于处理对所述的IPv6远程监控装置的云台、镜头、告警装置的操作请求，使所述的IPv6远程监控装置具有机动性和可控性。
音频设备模块中的拾音器采集音频信号，并传递给DSP，由DSP按照指定的音频压缩算法压缩成数字音频信息，然后放入与嵌入式网络功能模块共享的内存中，供网络功能模块单元调用。
告警设备模块中的告警输入传感器采集告警信号，并转换为开关量，直接通报给嵌入式网络功能模块的GPIO输入口。嵌入式网络功能模块定期查询GPIO口，当发现告警时产生告警消息，并按照管理端实现设置的告警逻辑处理该消息。
传感设备模块中的信号采集传感器与嵌入式网络功能模块的RS-232口连接，可采集模拟量并转换为数字信号。嵌入式网络功能模块的RS-232口还可以扩展出低速802.11b接口，以无线的方式获取信号采集传感器的数字信号。
此外，本发明的IPv6远程监控装置还可以包括晶振、电源转换、散热器、其他多种逻辑电路以及若干电容电阻等；还可以包括外壳、安装附件等。
请参见图3。所述嵌入式网络功能模块包括嵌入式硬件系统单元和嵌入式软件系统单元，其中嵌入式硬件系统单元包括嵌入式处理器、存储器以及与视频设备模块连接的通用输入输出接口。存储器可以是但不限于EPROM、EEPROM、闪速存储器FLASH；嵌入式处理器可以是但不限于嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统。
嵌入式软件系统单元包括嵌入式操作系统和应用系统软件，应用系统软件控制系统的运行和行为，包括但不限于板载支持包、监控应用程序；嵌入式操作系统控制应用系统软件编程与硬件的交互作用，包括但不限于系统内核、通信协议；该通信协议包括IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，用于使所述IPv6远程监控装置支持IPv6网络或IPv6/IPv4网络，能自适应网络状况，获取全球唯一的IPv6地址，自动配置IP地址和网关，并使其具备IPv6的地址空间巨大、地址层次丰富分配合理、无状态自动配置、提高网络整体吞吐量、改善和保证服务质量QoS、安全性能高实现IP网络安全、支持即插即用和移动性、能够更好地实现多播功能等网络优点；所述嵌入式软件系统单元以软件模块形式运行在嵌入式处理器中，相互协同工作。
所述嵌入式操作系统还具有IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，使所述IPv6远程监控装置支持IPv6协议，能自动兼顾和适应IPv6网络或IPv6/IPv4网络的多协议网络环境，实现IPv6和/或IPv4终端之间媒体流的互通；支持IPv6、IPv4或其它协议终端在IPv6和/或IPv4的网络中同时混合部署和使用，由于IPv6协议地址空间非常巨大，使得监控系统中每个监控装置都可以用有自己的IP地址；所述的IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈还可以支持IPv6邻居发现协议、IPv6DHCP协议、IPv6 IPSec安全协议、移动IPv6协议，其中IPv6邻居发现协议用于发送消息探索邻居路由器，探索地址、地址前缀以及其他配置参数，通过邻居发现机制能为IPv6远程监控装置自动配置接口地址和缺省路由器信息，使得从互联网到最终用户之间的连接不经过用户干预就能够快速建立起来；IPv6 DHCP协议用于支持无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种方式，实现地址动态配置；IPv6IPSec安全协议用于IPv6远程监控装置对媒体流实施加密，并提供安全访问和接入认证的功能；IPv6 IPSec协议在IP层可实现数据源验证、数据完整性验证、数据加密、抗重播保护等功能，支持验证头AH协议、封装安全性载荷ESP协议和密钥交换IKE协议；支持移动IPv6协议，在任何地方都可以使用相同的IPv6地址，使得处于运动中的IPv6远程监控装置能够提供永远在线的监控服务。
请参见图4。所述网络通信模块包括网络接口、网络接口控制器、静态存储器、闪速存储器FLASH、应用程序接口。应用程序接口与嵌入式网络功能模块中的IPv6协议栈相联系。
所述网络接口可以是但不限于区域网络接口、无线网络接口。所述网络接口接收到网络信号后，通过与网络接口控制器连接，分别与静态存储器、闪速存储器FLASH、应用程序接口相互传递数据。
所述网络通信模块所支持的通信网络可以是IP因特网、公共交换电话网PSTN、综合业务数字网ISDN和移动通信网。
所述网络接口可以是局域网网络接口(LAN Port)RJ-45，支持10M、100M、1000M等以太网网络接入；还可以是以红外、蓝牙、CDMA空中接口、GPRS空中接口等形式的无线网络接口；也可以是xDSL接口，包括ADSL/ADSL2/ADSL2+等。
请参见图5、图6。所述视频设备模块包括视频采集单元、视频处理单元、存储器。其中所述存储器包括但不限于闪速存储器FLASH、随机存储器。
所述视频采集单元用于采集视频信号，其包括图像传感器、镜头，IPv6远程监控装置通过视频处理单元传递指令控制镜头采集视频信号，图像传感器将镜头捕获的光图像转换成电图像信号。
所述图像传感器可以是CCD传感器、CMOS传感器，选用的是1/4”CCD sensor、Color 1/4”CMOS sensor。
所述视频处理单元用于将视频采集单元的视频信号转换成数字信号并对转换后的数字信号进一步处理后通过嵌入式网络功能模块存入存储单元，并通过网络通信模块发送视频信号数据；所述视频处理单元包括视频处理器、图像传感器接口、存储器控制器、通用输入输出接口、静态存储器，所述图像传感器通过图像传感器接口发送电图像信号至所述视频处理器，所述视频处理器分别与通用输入输出接口、存储器控制器、静态存储器相互传递数据；所述视频处理单元与视频采集单元的存储器相互传递视频数据，网络通信模块发送设置信息和指令通过嵌入式网络功能模块传输给视频处理单元，所述视频处理单元根据符合安全性的指令控制和设置所述视频采集单元。
所述的IPv6远程监控装置还可以包括接口适配模块，包括但不限于音频输入接口、音频输出接口、RJ-45接口、RS-232接口、RS-485接口、GPIO接口、USB接口、VGA接口、IEEE 1394接口，用于外接拾音器、音箱、传感器、变送器、告警装置、移动硬盘、VGA显示器、DV设备等外接设备。
信号采集传感器与接口适配模块的RS-232接口连接，可采集模拟量并转换为数字信号，接口适配模块的RS-232接口还可以扩展出低速802.11b接口，以无线的方式获取信号采集传感器的数字信号。
请再参见图2。所述嵌入式网络功能模块还可以包括IPSec模块、RTP/RTCP模块、IPv6DHCP模块、IPv6D-DNS模块、IPv6PPoE模块、IPv6SIP模块。其中IPSec模块用于IPv6远程监控装置对媒体流实施加密，并提供安全访问和接入认证的功能。
RTP/RTCP模块用于提供视频和/或音频的传输方法。
IPv6DHCP模块用于支持无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种方式。
IPv6D-DNS模块用于解决IPv6远程监控装置的IPv6地址是变化的地址和地址长度大的问题，支持存储所述的IPv6远程监控装置的ID和IP，并生产一个域名。
IPv6PPoE模块用于使IPv6远程监控装置能在ADSL拨号网络的环境中接入因特网，拨号所获的动态IP地址通过IPv6D-DNS模块通知给DNS管理平台。
IPv6SIP模块用于使IPv6远程监控装置可以接入会话初始化(SessionInitiation Protocol，简称SIP)的服务器平台。在IPv6远程监控装置中嵌入SIP用户代理(SIP User Agent，简称SIP UA)模块，用来实现远程监控客户端进行视频监控的信令建立和消息传输。
所述嵌入式系统支持IPv6，SIP，TCP/IP，DHCP，PPPoE，HTTP，SMTP，FTP，RTP/RTCP，NTP，TFTP，DDNS等协议。
所述IPv6协议栈支持IPv6协议、IPv6邻居发现协议、IPv6无状态地址自动配置、IPv6互联网控制消息协议。
此外，如图7所示，所述IPv6远程监控装置还可以包括如下接口LED(用于显示系统及网络状态)、音频输入接口(用于外接麦克风、拾音器等)、音频输出接口(用于外接音箱、耳机等)、通用输入输出接口(用于外接告警输入装置、告警输出装置)、RS-232接口(用于外接信号传感器)、RS-485接口(用于接云台、变倍镜头、预置位等)、USB接口(支持1.1及以上版本，用于连接鼠标、键盘、摄像头、移动硬盘等外接设备)。
本发明方法是在上述IPv6远程监控装置中使用的IPv6远程监控方法，它包括如下步骤(1)IPv6远程监控装置初始化、获取各自的IP地址对IPv6远程监控装置行初始化，因设备具备IPv6和/或IPv4协议栈，能自动兼顾和适应IPV6和/或IPv4的多协议网络，且处于IPv6网络时，优先生成IPv6协议的全球唯一IP地址；(2)网络通信模块接收到监控会话请求信令，通过用IPv6和/或IPv4协议建立会话；(3)视频设备模块根据接收到的监控信令采集相关的视频及其它监控信息；(4)视频设备模块对所采集的视频及其它监控信息进行模数转换；(5)视频设备模块将转换后的数字视频及其它监控信息发送给嵌入式网络功能模块；(6)嵌入式网络模块的监控应用程序将数字视频及其它监控信息发送给网络通信模块，通过网络通信模块将数据发送至监控中心或远程监控客户端。
在步骤(1)中，各设备初始化时，进一步包括下列操作内容检测IPv6远程监控装置的网络通信模块是否支持IPv6协议，优先使用IPv6传输控制信息和媒体数据，否则使用IPv4传输控制信息和媒体数据。
在所述步骤(2)中，IPv6远程监控装置进行控制信令的交互时，网络通信模块和监控中心或远程监控客户端之间自动进行能力协商，并使用安全握手协议和安全流媒体传输协议传递信息，以形成严密的信息安全保障体系；IPv6远程监控方法还具备接入认证和多级管理能力，防止非法用户访问，并保留访问记录，以供审计；IPv6远程监控装置的协议栈支持IPSec协议，对媒体流的实时传输实施加密处理。
所述步骤(3)中的其它监控信息包括监控环境的声音信号、告警信号、传感信号，所述的传感信号可以是但不限于温度传感信号、湿度传感信号；在所述步骤(5)中，IPv6远程监控装置将上述信号数字化后发送给网络通信模块，其中音频采集单元采集音频信号，并传递给音频处理单元，由音频处理单元按照指定的音频压缩算法压缩成数字音频信息，然后放入与嵌入式网络功能模块共享的内存中，供其调用；告警输入传感器采集告警信号，并转换为开关量，直接通报给接口适配模块的GPIO输入接口，嵌入式网络功能模块定期查询GPIO输入接口，当发现告警时产生告警消息，处理告警有以下多种方式发送email到预定地址、发送告警信息到客户端界面、以窗口闪烁等方式提醒用户，将告警信息记录到监控系统中心的数据库，根据预先设置的联动逻辑，执行告警输出操作。
权利要求
1.一种IPv6远程监控装置，该装置通过通信网络与监控中心、远程监控客户端连接，其特征在于它包括网络通信模块，用于与监控中心进行数据通信、通过网络发送监控信息和接收监控中心的控制信息，其支持IPv6协议，所述网络通信模块将接收到的身份验证信息发给嵌入式网络功能模块，嵌入式网络功能模块根据存储的设置信息进行安全验证，安全验证通过之后所述嵌入式网络功能模块根据网络通信模块的指令控制所述视频设备模块采集视频，实现视频设备模块与网络通信模块之间的通信；视频设备模块，用于采集和处理被监控环境的视频信息；嵌入式网络功能模块，用于控制网络通信模块、视频设备模块，实现监控功能；电源模块，用于给所述IPv6远程监控装置的各个部件供电；所述嵌入式网络功能模块分别与网络通信模块、视频设备模块、电源模块相连接，集成在同一个嵌入式系统中。
2.如权利要求1所述的IPv6远程监控装置，其特征在于所述嵌入式网络功能模块包括嵌入式硬件系统单元和嵌入式软件系统单元，其中嵌入式硬件系统单元包括嵌入式处理器、存储器和通用输入输出接口，存储器可以是但不限于EPROM、EEPROM、闪速存储器FLASH；嵌入式处理器可以是但不限于嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统；嵌入式软件系统单元包括嵌入式操作系统和应用系统软件，应用系统软件控制系统的运行和行为，包括但不限于板载支持包、监控应用程序；嵌入式操作系统控制应用系统软件编程与硬件的交互作用，包括但不限于系统内核、通信协议；该通信协议包括IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，用于使所述IPv6远程监控装置支持IPv6网络或IPv6/IPv4网络，能自适应网络状况，获取全球唯一的IPv6地址，自动配置IP地址和网关，并使其具备IPv6的地址空间巨大、地址层次丰富分配合理、无状态自动配置、提高网络整体吞吐量、改善和保证服务质量QoS、安全性能高实现IP网络安全、支持即插即用和移动性、能够更好地实现多播功能等网络优点；所述嵌入式软件系统单元以软件模块形式运行在嵌入式处理器中，相互协同工作。
3.如权利要求1所述的IPv6远程监控装置，其特征在于所述嵌入式操作系统还具有IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈，使所述IPv6远程监控装置支持IPv6协议，能自动兼顾和适应IPv6网络或IPv6/IPv4网络的多协议网络环境，实现IPv6和/或IPv4终端之间媒体流的互通；支持IPv6、IPv4或其它协议终端在IPv6和/或IPv4的网络中同时混合部署和使用，由于IPv6协议地址空间非常巨大，使得监控系统中每个监控装置都可以用有自己的IP地址；所述的IPv6协议栈或IPv6/IPv4双协议栈还可以支持IPv6邻居发现协议、IPv6DHCP协议、IPv6 IPSec安全协议、移动IPv6协议，其中IPv6邻居发现协议用于发送消息探索邻居路由器，探索地址、地址前缀以及其他配置参数，通过邻居发现机制能为IPv6远程监控装置自动配置接口地址和缺省路由器信息，使得从互联网到最终用户之间的连接不经过用户干预就能够快速建立起来；IPv6 DHCP协议用于支持无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种方式，实现地址动态配置；IPv6IPSec安全协议用于IPv6远程监控装置对媒体流实施加密，并提供安全访问和接入认证的功能；IPv6 IPSec协议在IP层可实现数据源验证、数据完整性验证、数据加密、抗重播保护等功能，支持验证头AH协议、封装安全性载荷ESP协议和密钥交换IKE协议；支持移动IPv6协议，在任何地方都可以使用相同的IPv6地址，使得处于运动中的IPv6远程监控装置能够提供永远在线的监控服务。
4.如权利要求1所述的IPv6远程监控装置，其特征在于所述网络通信模块包括网络接口、网络接口控制器、静态存储器、闪速存储器FLASH、应用程序接口；所述网络接口可以是但不限于区域网络接口、无线网络接口；所述网络接口接收到网络信号后，通过与网络接口控制器连接，分别与静态存储器、闪速存储器FLASH、应用程序接口相互传递数据；所述网络通信模块所支持的通信网络可以是IP因特网、公共交换电话网PSTN、综合业务数字网ISDN和移动通信网。
5.如权利要求1所述的IPv6远程监控装置，其特征在于还包括用于存储被监控环境的监控信息的存储单元；所述视频设备模块包括视频采集单元、视频处理单元、存储器，其中所述存储器包括但不限于闪速存储器FLASH、随机存储器；所述视频采集单元用于采集视频信号，其包括图像传感器、镜头，IPv6远程监控装置通过视频处理单元传递指令控制镜头采集视频信号，图像传感器将镜头捕获的光图像转换成电图像信号；所述视频处理单元用于将视频采集单元的视频信号转换成数字信号并对转换后的数字信号进一步处理后通过嵌入式网络功能模块存入存储单元，并通过网络通信模块发送视频信号数据；所述视频处理单元包括视频处理器、图像传感器接口、存储器控制器、通用输入输出接口、静态存储器，所述图像传感器通过图像传感器接口发送电图像信号至所述视频处理器，所述视频处理器分别与通用输入输出接口、存储器控制器、静态存储器相互传递数据；所述视频处理单元与视频采集单元的存储器相互传递视频数据，网络通信模块发送设置信息和指令通过嵌入式网络功能模块传输给视频处理单元，所述视频处理单元根据符合安全性的指令控制和设置所述视频采集单元。
6.如权利要求1所述的IPv6远程监控装置，其特征在于所述的IPv6远程监控装置还可以包括接口适配模块，包括但不限于音频输入接口、音频输出接口、RJ-45接口、RS-232接口、RS-485接口、GPIO接口、USB接口、VGA接口、IEEE 1394接口，用于外接拾音器、音箱、传感器、变送器、告警装置、移动硬盘、VGA显示器、DV设备等外接设备，信号采集传感器与接口适配模块的RS-232接口连接，可采集模拟量并转换为数字信号，接口适配模块的RS-232接口还可以扩展出低速802.11b接口，以无线的方式获取信号采集传感器的数字信号。
7.一种在权利要求1所述装置中使用的IPv6远程监控方法，它包括如下步骤(1)所述IPv6远程监控装置启动初始化、获取各自的IP地址IPv6远程监控装置启动后，执行初始化操作，因设备具备IPv6协议栈或IPv6/IPv4协议栈，能自动兼顾和适应IPV6和/或IPv4的多协议网络，且处于IPv6网络时，自动配置网关和IP地址，优先生成IPv6协议的全球唯一IP地址；(2)网络通信模块接收到来自监控中心或远程监控客户端的监控会话请求信令，通过用IPv6和/或IPv4协议建立会话；(3)视频设备模块根据接收到的监控信令采集相关的视频及其它监控信息；(4)视频设备模块对所采集的视频及其它监控信息进行模数转换；(5)视频设备模块将转换后的数字视频及其它监控信息发送给嵌入式网络功能模块；(6)嵌入式网络模块的监控应用程序将数字视频及其它监控信息发送给网络通信模块，通过网络通信模块将数据发送至监控中心或远程监控客户端。
8.根据权利要求7所述的IPv6远程监控方法，其特征在于所述步骤(1)的各设备初始化时，进一步包括下列操作内容检测IPv6远程监控装置的网络通信模块是否支持IPv6协议，优先使用IPv6传输控制信息和媒体数据，否则使用IPv4传输控制信息和媒体数据。
9.根据权利要求7所述的IPv6远程监控方法，其特征在于所述步骤(2)中IPv6远程监控装置进行控制信令的交互时，网络通信模块和监控中心或远程监控客户端之间自动进行能力协商，并使用安全握手协议和安全流媒体传输协议传递信息，以形成严密的信息安全保障体系；IPv6远程监控方法还具备接入认证和多级管理能力，防止非法用户访问，并保留访问记录，以供审计；IPv6远程监控装置的协议栈支持IPSec协议，对媒体流的实时传输实施加密处理。
10.根据权利要求7所述的IPv6远程监控方法，其特征在于所述步骤(3)中的其它监控信息包括监控环境的声音信号、告警信号、传感信号，所述的传感信号可以是但不限于温度传感信号、湿度传感信号；在所述步骤(5)中，IPv6远程监控装置将上述信号数字化后发送给网络通信模块，其中音频采集单元采集音频信号，并传递给音频处理单元，由音频处理单元按照指定的音频压缩算法压缩成数字音频信息，然后放入与嵌入式网络功能模块共享的内存中，供其调用；告警输入传感器采集告警信号，并转换为开关量，直接通报给接口适配模块的GPIO输入接口，嵌入式网络功能模块定期查询GPIO输入接口，当发现告警时产生告警消息，处理告警有以下多种方式发送email到预定地址、发送告警信息到客户端界面、以窗口闪烁等方式提醒用户，将告警信息记录到监控系统中心的数据库，根据预先设置的联动逻辑，执行告警输出操作。
全文摘要
一种IPv6远程监控装置及方法，该装置包括网络通信模块、视频设备模块、嵌入式网络功能模块、电源模块，嵌入式网络功能模块分别与网络通信模块、视频设备模块、电源模块相连接，集成在同一个嵌入式系统中。该装置利用下一代互联网、同时支持IPv6和/或IPv4等多种网络协议，优先使用IPv6传输数据，具备网络接口，能够独立接入互联网，编址规范统一，配设有全球唯一的IP地址，便于随时、随地被访问和推广应用；实现远程视频监视、存储、告警联动等多功能，支持集中或者分布式的设备管理，并形成完整的监控系统。该装置体系结构简单、完整，功能齐全，扩展性能好；该装置的实现方法操作简单、清楚，工作可靠、安全，具有很好的推广应用前景。
文档编号H04N7/18GK1921486SQ20061011315
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年9月15日
发明者华宁, 刘 东, 陆乐, 董新久, 石宇光, 陈东 申请人:北京天地互连信息技术有限公司