专利名称：一种高清监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信电子计算机领域，尤其涉及一种高清监控系统。
背景技术：
随着科技的发展，监控系统的应用也越来越广泛，近年来被广泛应用于交通监控、安全监控、工业监控等各种监控领域。现有的监控系统主要采用以下结构用两条同轴电缆分别传输视频、音频信号，用 独立双绞线以总线型结构传输RS-485云台控制信号，再用1. 0平方左右的电缆传输12伏 直流电压电源或220伏交流电压电源。摄像头把所有的摄像点信号不经过处理直接传输到 硬盘录像机，录像机内的一个或多个处理器协同进行编码处理，按照用户的要求对处理后 的信号存入本机硬盘、外部存储器或网络系统中。而对于距离较远及干扰较强的监控点， 则采用光端机，即将摄像头输出的模拟信号转换成数字光信号，通过光缆传输到主机房再 用光端机把数字光信号转换成模拟信号送给硬盘录像机。现有的这种监控系统存在以下缺点。1、传输线路存在瓶颈，不适合用于高清监控系统由于同轴电缆最高只能传输 Dl (720*576)标清格式，所以只能采用显示绘图阵列(Video Graphics Array，VGA)、三色差 线、高清晰度多媒体接口 (High Definition Multimedia，HDMI)、数字视频接口 (Digital Visual Interface, DVI)等线缆传输，而一般监控系统的传输距离比较长(超过100米)， 上述线缆对长度及信号衰减要求比较严格(一般VGA等模拟信号线不超过60米，HDMI、DVI 等数字信号线不超过30米)，高清信号的带宽在100M左右(标清为6M)，线缆过长对信号 的高频成分衰减严重。2、对于长距离传输要在摄像头和录像机两端增加光端机等转换设备，连接及调试 都非常繁琐，信号通过多次转换容易产生畸变失真。3、视频、音频信号采用模拟信号传输方式，只要在传输途中截取信号就可以直接 查看，而模拟的加密设备比较昂贵，抗干扰性差，监控系统的稳定性、安全性、完整性得不到 保障。4、由于多数线路只能对应一种信号及一个摄像头，而系统又需要多种信号(视 频、音频、云台等等)和多个前端(摄像头)，所以线路种类繁多，数量庞大。若增加摄像头， 就要从头到尾增加一套线路，增加调试及维护的难度，同时影响整体美观。另外，目前的IP摄像头虽然能缓解编码器瓶颈，也有以太网及无线网接口，但仍 存在传输线路瓶颈，100M网线传输距离只有100米，无线网络容易受到阻隔，如果采用3G 等移动通信网络成本又太高，若采用光纤传输又要另加光纤收发器或光端机，使得设备繁 琐，接线复杂。而且终端设备多为PC机或视频服务器，对摄像头的设置及控制比较麻烦， 多采用WINDOWS兼容系统，并非是专用系统，其性能及稳定性很难得到保证，传输协议也 只是普通的传输控制协议/互联网络协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP)文件传输流，若使用多台录像机及服务器同时录像，就很容易造成网络堵塞，这对于稳定性和容错性要求比较高，需要冗余录像，只能用于办公室，家庭房间等要 求不高的场合，不适合传输距离远的专业监控系统。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种高清监控系统，通过高清摄 像头先对多媒体信号进行压缩编码处理，然后传输到高清录像机中，实现减轻高清录像机 的负担，提高工作效率。为了达到上述技术效果，本发明提供了一种高清监控系统，包括至少一高清摄像 头，用于将接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带宽多媒体信号，并发送所述第一低 带宽多媒体信号；至少一高清录像机，与所述高清摄像头进行网络连接，用于接收所述高清 摄像头发送的所述第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。 相应地，所述高清摄像头包括第一接收单元，用于接收所述高带宽多媒体信号；处理单元，用于将所述第一接收单元接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带 宽多媒体信号，并发送所述第一低带宽多媒体信号。相应地，所述高清录像机包括中央控制处理单元，用于接收发送的所述第一低带宽多媒体信号；存储单元，用于存储所述中央控制处理单元接收的第一低带宽多媒体信号。相应地，所述系统还包括至少一第一网络接口和与所述至少一第一网络接口相对 应的第二网络接口，所述高清摄像头与高清录像机通过所述第一网络接口和第二网络接口 进行网络连接，所述网络连接包括以太网链路连接、或数据流链路连接、或无线网络连接。相应地，所述第一网络接口和第二网络接口为热拔插接口或网络交换机。相应地，所述高清录像机还包括至少一扩展接口，用于连接模拟输入压缩卡、存储 扩展卡、信号处理扩展卡、通讯扩展卡中的一种或多种。相应地，所述处理单元还包括加密单元，用于根据预先设置的密钥对所述第一低带宽多媒体信号进行加密，得 到第二低带宽多媒体信号，并发送所述第二低带宽多媒体信号。相应地，所述中央控制处理单元包括解密单元，用于根据所述密钥对所述第二低带宽多媒体信号进行解密，得到相应 地第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。相应地，所述处理单元还包括封装单元，用于根据传输控制协议/互联网络协议、或组播协议、或多播协议、或 流媒体协议将所述第二低带宽多媒体信号封装成相应的数据包，并发送所述数据包。相应地，所述中央控制单元还包括解码单元，用于对所述存储单元存储的第一低带宽多媒体信号进行解码，得到相 应的多媒体信号。相应地，所述系统还包括显示单元，与所述高清录像机连接，用于显示所述解码单元解码后得到的所述多 媒体信号。
相应地，所述中央控制单元还包括 发送单元，用于发送云台控制命令至所述高清摄像头。相应地，所述高清摄像头包括云台控制单元，用于根据所述发送单元发送的所述云台控制命令控制所述高清摄像头进行云台操作。相应地，所述系统还包括报警传感器，与所述高清摄像头连接，用于向所述摄像头发送报警信息；所述高清摄像头，还用于向所述高清录像机和报警蜂鸣器发送所述报警信息；报警蜂鸣器，与所述高清摄像头连接，用于接收所述报警信息，并根据所述报警信 息发出报警信号。实施本发明，具有如下有益效果通过高清摄像头对多媒体信号进行压缩编码处 理，然后传输到高清录像机中，这样高清录像机就不需要繁重的编码工作，减轻高清录像机 的负担，提高工作效率。同时由于采用网线传输，云台控制信号采用TCP/IP等传输协议进 行传输，所以一根网线可以同时传输多媒体信号、云台控制信号等，增加高清摄像头时也不 需要增加传输线路，简化系统布线，且由于网络接口采用热拔插接口，所以在切换传输介质 时，不需要另外增加光端机、光纤收发器等转换、集线设备，降低成本。高清监控系统在整个 传输过程当中都采用数字信号，无需通过多次的模数及数模转换，同时通过对传输的数据 流采用加密方式传输，即使监控数据被人盗取，没有解密方法或密钥也无法查看，且又不增 加设备，保障了信号的完整性、稳定性及安全性。该高清监控系统还可以通过在扩展接口连 接模拟输入压缩卡，接收传统的模拟音频信号和视频信号，兼容传统的监控系统。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明高清监控系统第一实施例的结构示意图；图2为本发明高清监控系统第二实施例的结构示意图；图3为本发明高清监控系统第三实施例的结构示意图；图4为本发明高清监控系统第四实施例的结构示意图
具体实施例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 整地描述，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。参见图1，图1为本发明高清监控系统第一实施例的结构示意图。该高清监控系统 包括至少一高清摄像头1和至少一高清录像机2，其中高清摄像头1，用于将接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带宽多媒体信号，并将所述第一低带宽多媒体信号处理成第一低带宽多媒体信号，发送所述第一低带宽多媒 体信号；高清录像机2，与所述高清摄像头1进行网络连接，用于接收所述高清摄像头发送 的所述第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。该网络连接主要包括 以太网链路连接、或数据流链路连接、或无线网络连接。具体的，高清摄像头1采用数字信号处理器(Digital Signal Processing, DSP)、高级精简指令微处理器(Advanced RISC Machines, ARM)、现场可编程门阵列(Field Programming Gate Array, FPGA)等对接收到的高带宽多媒体信号(主要指视频、音频信 号)转换压缩成第一低带宽多媒体信号，如视频压缩编码格式MPG4、图像压缩格式H. 264 等，并将第一低带宽多媒体信号传输给高清录像机2，此时高清录像机2只需要将接收到的 第一低带宽多媒体信号按照用户要求进行存储即可(既可以存储在高清录像机中的硬盘 中，也可以存储在外部存储器中)，高清录像机2的内部处理器不需要对第一低带宽多媒体 信号进行编码操作，减轻高清录像机的负担，提高工作效率。在实际操作过程当中，如果有 多个高清摄像头1进行工作时，高清摄像头1可以采用以太网(Power 0verEthernet,P0E) 供电，无需各自采用电源变换器及额外铺设电源线，简化布线结构，降低成本。参见图2，图2为本发明高清监控系统第二实施例的结构示意图，本实施例与第一 实施例相同的是，本实施例同样包括高清摄像头1和高清录像机2，与第一实施例不同的 是，本实施例中的高清摄像头1具体包括第一接收单元101，用于接收所述高带宽多媒体信号；该多媒体信号为视频信号 和音频信号，在具体实际操作过程当中，该第一接收单元101可为图像传感器和声音传感 器，通过在高清摄像头1中内置图像传感器和声音传感器，图像传感器将其感光面上的光 像转换为高清的视频信号，声音传感器将声音转换为音频信号。处理单元102，用于将所述第一接收单元101接收到的高带宽多媒体信号转换成 第一低带宽多媒体信号，并发送所述第一低带宽多媒体信号。具体的，处理单元102采用DSP、ARM、FPGA等对第一接收单元101接收到的高带 宽多媒体信号转换压缩成第一低带宽多媒体信号，如视频压缩编码格式MPG4、图像压缩格 式H. 264等，并运用TCP/IP、或流媒体、或组播、或多播等协议，通过以太网链路、或数据流 链路、或无线网络等方式将第一低带宽多媒体信号传输给高清录像机2。高清录像机2具体包括中央控制处理单元202，用于接收发送的所述第一低带宽多媒体信号；存储单元203，用于存储所述中央控制处理单元202接收的第一低带宽多媒体信 号。在实际操作过程当中，该存储单元203既可为高清录像机2中的本地硬盘，也可以为高 清录像机2外部存储器，根据用户的要求将接收到的第一低带宽多媒体信号存储到相应的 设备当中。需要说明的是，高清摄像头1还包括至少一第一网络接口 103，高清录像机2还包 括与至少一第一网络接口 103相对应的第二网络接口 201，高清摄像头1通过第一网络接口 103和第二网络接口 201与高清录像机2进行网络连接，该网络连接包括以太网链路连接、 或数据流链路连接、或无线网络连接，这样高清摄像头1和高清录像机2可以进行双向传输 数据，不受传输线路的限制。该第一网络接口 103和第二网络接口 201可以为热拔插接口，这样在切换传输介质时，不需要另外增加光端机、光纤收发器等转换、集线设备，降低成本， 该第一网络接口 103和第二网络接口 201也可以为网络交换机，这样当多台较集中的高清 摄像头与高清录像机进行数据传输时，高清摄像头就可以采用内置或外置网络交换机进行 连接，即一条主干可分为多条支线，取代传统的所有摄像头分别独立连接录像机，简化了网 络布线。在具体实际操作过程当中，为了防止由于主线路出现故障而导致系统瘫痪，该高清 监控系统还可以采用冗余结构，这样一旦主线路出现故障就可以自动转入备份线路，保障 了系统的稳定性。同时，为了保障系统在传输过程当中信号不容易被盗取，高清摄像头1中的处理 单元102还包括加密单元1021，用于根据预先设置的密钥对所述第一低带宽多媒体信号进 行加密，得到第二低带宽多媒体信号，并发送所述第二低带宽多媒体信号；高清录像机2中 的中央控制处理单元202还包括解密单元2021，用于根据所述密钥对所述第二低带 宽多媒 体信号进行解密，得到相应地第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号， 在具体实际操作过程当中，高清录像机2接收到高清摄像头1传送过来的经过加密的第二 低带宽多媒体信号时，也可以不需要经过解密单元2021的解密，直接将接收到的第二低带 宽多媒体信号存储在存储单元203即可，当需要对第二低带宽多媒体信号进行播放时，需 经过解密单元2021进行解密后再播放。这样即使监控数据被人盗取，没有解密方式或密钥 也无法查看，在不增加设备的情况下，保障了信号的完整性、稳定性和安全性，需要说明的 是，本实施例中采用的加密、解密技术为现有技术，在此不再赘述。需要说明的是，为了配合在传输过程中传输介质的需要，处理单元102还包括封 装单元1022，用于根据传输控制协议/互联网络协议(Transmission ControlProtocol/ Internet Protocol, TCP/IP)、或组播协议、或多播协议、或流媒体协议将所述第二低带宽 多媒体信号封装成相应的数据包，并发送所述数据包。具体的，高清摄像头1采用DSP、ARM、 FPGA等对接收到的高带宽多媒体信号(主要指视频、音频信号)转换压缩成第一低带宽多 媒体信号之后，如视频压缩编码格式MPG4、图像压缩格式H. 264等，运用TCP/IP、或流媒体、 或组播、或多播等协议通过第一网络接口 103将第一低带宽多媒体信号传输给高清录像机 2。参见图3，图3为本发明高清监控系统第三实施例的结构示意图，本实施例与第二 实施例相同的是，本实施例同样包括高清摄像头1和高清录像机2 ；高清摄像头1同样包括第一接收单元101、处理单元102、加密单元1021、封装单元 1022和第一网络接口 103 ；高清录像机2同样包括第二网络接口 201、中央控制处理单元202、存储单元203 和解密单元2021 ；与第二实施例不同的是，本实施例中的高清录像机2还包括至少一扩展接口 204， 该扩展接口 204用于连接模拟输入压缩卡、存储扩展卡、信号处理扩展卡、通讯扩展卡中 的一种或多种，通过模拟输入压缩卡接收模拟音频信号和模拟视频信号并进行模数转换及 压缩处理，然后将处理后的低带宽多媒体数字信号送入中央控制处理单元202进行处理， 实现兼容传统的监控系统的功能。而存储扩展卡可满足用户对数据存储安全和管理的需 求提供独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disk，RAID)、存储域网络 (Storage AreaNetwork, SAN)等解决方案，信号处理扩展卡为用户提供专用的数据编解码、加密等算法以及与高清录像机的中央控制处理单元协同工作，共同完成任务(相当于多核 CPU的效果)，通讯扩展卡可满足用户对多设备互联(如录像机及服务器的集群、虚拟化应 用等)和特殊传输协议、介质(如国防、军事应用等)提供专用的数据传输链路。因此通过 该扩展接口可大大提升系统的多样性、稳定性、安全性、兼容性及数据处理能力。参见图4，图4为本发明高清监控系统第四实施例的结构示意图，本实施例与第三 实施例相同的是，本实施例同样包括高清摄像头1和高清录像机2 ；高清摄像头1同样包括第一接收单元101、处理单元102、加密单元1021、封装单元 1022和第一网络接口 103 ；高清录像机2同样包括第二网络接口 201、中央控制处理单元202、存储单元203、 解密单元2021和扩展接口 204 ；与第二实施例不同的是，本实施例中的高清监控系统还包括显示单元3、报警传感 器4以及报警蜂鸣器5，高清摄像头1还包括云台控制单元104，中央控制单元202还包括 解码单元2022、发送单元2023，其中解码单元2021，用于对所述存储单元203存储的第一低带宽多媒体信号进行解 码，得到相应的多媒体信号；发送单元2023，用于发送云台控制命令至所述高清摄像头1。显示单元3，与所述高清录像机2连接，用于显示所述解码单元2041解码后得到的 所述多媒体信号；实际操作过程当中，该显示单元3为可触摸的高清显示器。具体的，当需要显示高清录像机2中存储的第一低带宽多媒体信号时，通过解 码单元2022对第一低带宽多媒体信号进行解码，然后通过高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia, HDMI)等数字高清传输线传送到高清显示器上显示。云台控制单元104，用于根据所述发送单元2023发送的所述云台控制命令控制所 述高清摄像头1进行云台操作；具体的，当需要对高清摄像头1进行云台操作时，通过高清显示器的触摸屏来控 制高清录像机2通过发送单元2023向高清摄像头1发送云台控制命令，如进行水平、垂直 移动等，高清摄像头1接收到云台控制命令后，通过云台控制单元104进行云台操作，达到 对高清摄像头1和高清录像机2的控制由传统的鼠标、键盘转变为触摸屏，取代传统的VGA 等模拟信号线，使操作直观方便，更加人性化。报警传感器4，与所述高清摄像头1连接，用于向所述高清摄像头1发送报警信 息；所述高清摄像头1，还用于向所述高清录像机2和报警蜂鸣器5发送所述报警信 息；报警蜂鸣器5，与所述高清摄像头1连接，用于接收所述报警信息，并根据所述报 警信息发出报警信号。具体的，当报警传感器4感应到报警信息时，向高清摄像头1发送报警信息，高清 摄像头1接收到报警信息后向高清录像机1发送报警信息，并触发与高清摄像头1连接的 报警蜂鸣器5发出报警信号。综上所述，本发明实施例提出的一种高清监控系统，通过高清摄像头对多媒体信 号进行压缩编码处理，然后传输到高清录像机中，这样高清录像机就不需要繁重的编码工 作，减轻高清录像机的负担，提高工作效率。同时由于采用网线传输，云台控制信号采用TCP/IP等传输协议进行传输，所以一根网线可以同时传输多媒体信号、云台控制信号等，增加高清摄像头时也不需要增加一套传输线路，简化系统布线，且由于网络接口采用热拔插 接口，所以在切换传输介质时，不需要另外增加光端机、光纤收发器等转换、集线设备，降低 成本。高清监控系统在整个传输过程当中都采用数字信号，无需通过多次的模数及数模转 换，同时通过对传输的数据流采用加密方式传输，即使监控数据被人盗取，没有解密方法或 密钥也无法查看，且又不增加设备，保障了信号的完整性、稳定性及安全性。该高清监控系 统还可以通过在扩展接口连接模拟输入压缩卡，接收传统的模拟音频信号和视频信号，兼 容传统的监控系统。以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权 利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种高清监控系统，其特征在于，包括至少一高清摄像头，用于将接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带宽多媒体信号，并发送所述第一低带宽多媒体信号；至少一高清录像机，与所述高清摄像头进行网络连接，用于接收所述高清摄像头发送的所述第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高清摄像头包括 第一接收单元，用于接收所述高带宽多媒体信号；处理单元，用于将所述第一接收单元接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带宽多 媒体信号，并发送所述第一低带宽多媒体信号。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高清录像机包括 中央控制处理单元，用于接收发送的所述第一低带宽多媒体信号； 存储单元，用于存储所述中央控制处理单元接收的第一低带宽多媒体信号。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一第一网络接口和与 所述至少一第一网络接口相对应的第二网络接口，所述高清摄像头与高清录像机通过所述 第一网络接口和第二网络接口进行网络连接，所述网络连接包括以太网链路连接、或数据 流链路连接、或无线网络连接。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一网络接口和第二网络接口为热拔 插接口或网络交换机。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述高清录像机还包括至少一扩展接口，用 于连接模拟输入压缩卡、存储扩展卡、信号处理扩展卡、通讯扩展卡中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理单元还包括加密单元，用于根据预先设置的密钥对所述第一低带宽多媒体信号进行加密，得到第 二低带宽多媒体信号，并发送所述第二低带宽多媒体信号。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中央控制处理单元包括解密单元，用于根据所述密钥对所述第二低带宽多媒体信号进行解密，得到相应地第 一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理单元还包括封装单元，用于根据传输控制协议/互联网络协议、或组播协议、或多播协议、或流媒 体协议将所述第二低带宽多媒体信号封装成相应的数据包，并发送所述数据包。
10.如权利要求3至9任一项所述的系统，其特征在于，所述中央控制处理单元还包括解码单元，用于对所述存储单元存储的第一低带宽多媒体信号进行解码，得到相应的 多媒体信号。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示单元，与所述高清录像机连接，用于显示所述解码单元解码后得到的所述多媒体信号。
12.如权利要求3至9任一项所述的系统，其特征在于，所述中央控制处理单元还包括发送单元，用于发送云台控制命令至所述高清摄像头。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述高清摄像头包括云台控制单元，用于根据所述发送单元发送的所述云台控制命令控制所述高清摄像头 进行云台操作。
14.如权利要求3至9任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括 报警传感器，与所述高清摄像头连接，用于向所述摄像头发送报警信息； 所述高清摄像头，还用于向所述高清录像机和报警蜂鸣器发送所述报警信息；报警蜂鸣器，与所述高清摄像头连接，用于接收所述报警信息，并根据所述报警信息发 出报警信号。
全文摘要
本发明公开了一种高清监控系统，包括至少一高清摄像头，用于将接收到的高带宽多媒体信号转换成第一低带宽多媒体信号，并发送所述第一低带宽多媒体信号；至少一高清录像机，与所述高清摄像头进行网络连接，用于接收所述高清摄像头发送的所述第一低带宽多媒体信号，并存储所述第一低带宽多媒体信号。实施本发明公开的高清监控系统，简化布线线路，降低成本，并能保障信号的完整性、稳定性及安全性，同时能减轻高清录像机的负担，提高工作效率。
文档编号H04N5/76GK101827261SQ20101016974
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者梁纳星 申请人:梁纳星