专利名称：一种网络摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及监控技术领域，尤其涉及一种具有AP模块的网络摄像机。
背景技术：
在监控系统中，监控摄像机的发展取得了长足的进步，目前网络摄像机(IPC)逐渐成为一种流行的产品。由于监控摄像机通常会部署在各种复杂的环境下，有些环境难以允许布设有线网络，因此业界出现了 WIFI网络摄像机(WIFI IPC)。WIFI IPC可以通过无线方式接入监控网络，这样大大提升了监控系统在摄像机部署上的便利性。请参考图LWIFIIPC的架构比较简单，类似于当今消费者使用的手机，其内集成了 WIFI模块。具体来说，其在原来摄像机的CPU主系统(包括DDR、FLASH、音视频编解码等)中引出USB总线，配上USBWIFI模块(WIFI USB Client Module)，引出射频馈线以及专用WIFI天线。这样就设计出了一款WIFI网络摄像机。上述方案在业界普遍应用，其部署时需要配套安装无线AP用于摄像机接入，并转换为无线或有线网络接入下一级AP或汇聚交换机。请参考图2的一种典型组网示意，通常多台WIFI IPC可以接入同一个AP，但是只能作星形网络拓扑，这就限制了网络的延伸能力。进一步来说，如果公共的这个AP发生故障，拓扑下的所有WIFI IPC均无法接入网络。此外，在比较远端的位置，比如图2中左上角的WIFI IPC，其无法直接连接到汇聚AP，此时需要中间增加一级AP做无线网桥或中继。WIFI IPC距离越远或者说中间的阻挡越多，则需要增加的AP数量越多，而网络铺设的成本就会越大。监控网络中部署的AP通常是工业级AP，其成本远远高于普通家用的AP。在偏僻的地方且WIFI IPC部署数量比较少的时候，需要部署更多的AP，单个节点的部署成本相当高昂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种网络摄像机，包括AP模块、摄像机模块、以太网交换模块以及有线以太网口，其中:以太网交换模块，分别与所述AP模块、摄像机模块以及有线以太网口相连，并用于根据报文的目的MAC地址完成报文的转发；摄像机模块包括摄像机处理器，其中该摄像机处理器用于确定来自用户控制指令的操作对象是否为AP模块，如果是则将该控制指令封装在控制报文中通过以太网交换模块发送给AP模块；其中该控制报文携带有预定的控制标识；所述AP模块包括AP处理器以及无线业务子模块，其中AP处理器用于判断从以太网交换模块接收到的报文是否携带所述控制标识，如果是则提取该报文中的控制指令进行处理；所述AP处理器进一步用于，将无线业务子模块发送过来的无线格式的报文转换为有线格式的报文，并将该报文发送到以太网交换模块，其中无线业务子模块发送过来的无线格式的报文为数据报文或控制报文。本发明的网络摄像机实现简洁且配置实用方便，由于其支持更加丰富和灵活的组网形态，可以极大幅度地降低客户在组网上的成本投入，在很多组网形态中可以本发明网络摄像机可以为组网提供可靠性的保障。
图1是传统无线网络摄像机的框架原理2是传统无线网络摄像机的典型组网图。图3是本发明一种实施方式中网络摄像机的架构原理图。图4是本发明一种实施方式中配置处理过程的流程图。图5是本发明一种网络摄像机的典型组网图。图6是本发明又一种网络摄像机的典型组网图。图7是本发明又一种网络摄像机的典型组网图。图8是本发明又一种网络摄像机的典型组网图。
具体实施例方式本发明提供一种全新的网络摄像机设计方案，旨在大幅度提高组网的灵活性同时降低组网成本。请参考图3、图4以及图5，在一种优选的方式中，所述网络摄像机包括:摄像机模块、以太网交换模块、有线网口(可以是光口，也可以是电口)以及AP模块。所述摄像机模块包括摄像机处理(简称“ IPC处理器”)，当然摄像机模块还包括一些业务硬件，比如编解码芯片等。这些业务硬件没有在图中展示，可以参考各种已有设计来实现。所述AP模块包括AP处理器以及与AP处理器相连的无线业务子模块(比如WIFI模块)。所述AP处理器，其主要负责AP模块的数据及控制层面的业务处理，比如将有线格式的802.3报文转换为无线格式的802.11报文。所述无线业务子模块主要负责无线口部分的报文处理。以下描述本发明摄像机在数据层面以及控制层面的处理。这些描述将体现出本发明的设计优势，其与简单的IPC与AP组合是完全不同的。在传统的AP管理中，对于AP的管理配置，可以通过访问AP的管理IP地址来获取对应的配置页面。比如一个家用的AP，可以访问一个固定的管理IP地址，比如192.168.1.1等来接入到在Web配置页面。整个处理过程是AP的处理器对外直接进行通信。然而在本发明中，对于AP模块的配置管理并不是由AP模块的处理器直接处理的。在本发明中，由IPC处理器负责响应用户的配置管理。首先IPC处理器接收到用户登录请求时，会向用户发送统一管理页面，该管理页面包括摄像机模块以及AP模块各种配置选项。无论用户希望配置摄像机模块还是AP模块，均可以在该配置页面下完成。以下描述具实现过程。以用户是通过无线业务子模块的无线口来配置AP模块为例，用户首先与AP模块建立无线连接，然后通过这个无线连接来请求登录摄像机模块的管理IP地址对应的管理页面。用户登录成功获得管理页面之后，用户与网络摄像机之间的报文交互过程如下:步骤101，AP处理器收到用户发送的控制报文时，通过Port2发送给以太网交换模块。在本发明中AP模块对于无线业务子模块从无线口收到的报文统统从Port2发送出去，由以太网交换模块来决定报文的流转方向。由于用户访问的是摄像机模块上的管理IP地址，因此其报文的二层头部封装的MAC地址是摄像机模块的MAC地址，而不是AP模块的MAC地址。步骤102，以太网交换模块根据该报文的MAC地址将该报文发送给Portl。步骤103，IPC处理器从Portl收到该控制报文，获取其中的控制指令，确定该控制指令对应的操作对象，如果操作对象是AP模块则转步骤104。如前所述，用户在页面上的配置操作是AP模块的配置选项时，用户的终端会相应发送控制指令到IPC处理器，IPC处理器根据该控制指令确定用户的操作对象是摄像机模块的还是AP模块。如果是面向摄像机模块的，比如配置编码速率等参数的，IPC处理器可以执行该控制指令来修改对应的参数，具体实现可以参考现有的方式处理。如果是面向AP模块的转步骤104进行特别处理。步骤104，IPC处理器将控制指令封装到以太网报文中发送出去，并在报文中携带控制标记，其中该报文的目的MAC地址是AP模块的MAC地址。由于配置页面是摄像机模块提供的，也就是说用户访问的是摄像机模块的IP地址，其并没有办法直接与AP处理器打交道。因此其发起任何配置操作对应的控制指令将会发送到IPC处理器，而IPC处理器则根据配置操作的选项标识来确定该操作是针对AP模块的配置操作，然后将相应的控制指令通过Portl发送出去经过以太网交换模块到达AP处理器。AP处理器收到之后会对执行该配置操作，比如该操作是调整工作信道的，则AP处理器可以对应控制无线业务子模块变更工作信道。由于IPC处理器还会发送数据报文，与控制报文不同的是，数据报文所承载的是监控业务数据。监控业务数据通常包括图像或者音频等多媒体数据，比如摄像机采集到的图像经过DSP或相关硬件编码后生成的图像数据等。对于控制报文来说，其是需要AP处理器对其内的控制指令进一步进行处理的；而对于数据报文来说，AP处理器并不需要处理其中的监控业务数据，而是需要在报文格式转换层面进行处理，并通过无线业务子模块从无线口发送出去由此可见，对 于不同类型的报文，AP处理器的处理并不相同。本发明中，IPC处理器在控制报文或数据报文携带预定的控制标识来协助AP处理器区分报文的类型。这种控制标识可以是自定义的标识，可以是对报文保留字段的私有化利用。以一个简单的实现方式为例，IPC处理器在控制报文中携带预定的乂^^标识汁匕如VLAN100。VLAN标识是一个报文中公有的字段，可以保留一个特定VLAN标识来实现，这个保留的VLAN标识与业务VLAN标识不同即可。AP处理器收到报文时先检查该报文的VLAN标识，如果是VLAN100，则确定该报文为控制报文，否则确定该报文为数据报文。对于AP处理器来说，如果确定收到的报文是控制报文，则提取其中的控制指令，并执行与该控制指令对应的配置操作。如果AP处理器确定其收到的报文是数据报文，则将该报文的格式转变为无线报文格式，并通过无线业务子模块从无线口发送出去。事实上，控制标识并不局限于VLAN标识，其还可以是MAC地址或者IP地址，又或者是IP地址与MAC地址的组合，甚至可以是开发者在一些报文预留字段中自定义的私有化标识。需要说明的是，由于用户实际访问的IP地址是IPC模块的管理IP地址，这里AP模块侧的IP地址仅仅是用来区分控制报文和数据报文的，因此即便所有摄像机AP模块的IP地址都设置为一样也不会在网络中引发冲突，除非摄像机的AP模块因为一些非常特别需要使用该IP地址与外部进行通信。步骤101到步骤104描述了一个很特别的控制报文传递过程，事实上AP处理器需要处理的控制报文一开始已经到达了 AP处理器，但此时AP处理器“并不知道”其需要处理该控制报文所携带的控制指令。在本发明中，这个控制报文由AP处理器先发送到IPC处理器，IPC处理器发现这个控制报文所操作的对象是AP模块，此时再从IPC处理器绕道回到AP处理器，AP处理器才可以识别处理。这样的处理方式看起来有些绕道，但首先其对于摄像机整体性能来说几乎没有影响，因为控制报文的数量相对于数据报文来说是非常小的比例。其次，由于IPC开发者通常要为IPC开发配置页面，因此将AP模块的配置页面集成进来可以节约相当的开发任务，不需要另行开发一个新的配置页面，并且维护容易。最后，由于摄像机模块的页面集成了 AP模块的配置项，AP模块就不再需要额外配置一个管理IP地址来提供单独页面服务了，这样的设计降低了配置和管理复杂度，用户体验得到了提升。另外，用户初始的时候还可以通过有线口来实现对摄像机模块或者AP模块的配置，这个过程与前述处理原理是一样的，只不过控制报文是从有线口进来，到达IPC处理器之后的处理过程是一样的。在控制处理过程中，在处理时由于AP模块的BSSID等提供无线服务的参数还没有配置，因此AP模块还无法正常提供网络接入服务，此时配置操作需要从有线口来实现。一旦初始配置完成之后，就可以从无线口接入进来实现配置操作。如前所述，由于Port3是个有线口，因此其同样会有数据报文通过以太网交换模块发送到AP处理器上，对此AP处理器的处理是相同的，同样完成格式转换后经由无线业务子模块发送出去。而从无线口(无线口)进入的报文，无论是数据报文以及控制报文，AP处理器同样发送到以太网交换模块，由以太网交换模块根据报文的MAC地址转发到Portl或者 Port2。以上从单个网络摄像机的角度描述了各种报文的处理过程。在本发明的基础上，本领域普通技术人员可以做出很多更加可靠且成本更低的组网方案。以下提供一些组网实现来说明本发明在成本以及可靠性等方面的优异表现。请参考图5，双AP组网图，摄像机可以充当无线中继，也就是说摄像机不仅仅既可以将自身的图像数据发送出去，也可以将其他摄像机的图像数据向着汇聚交换机方向转发，可以大大减少AP数量的部署，甚至可以不部署AP。从拓扑上看，摄像机A可以通过中继摄像机B或者C到达汇聚交换机。摄像机A正常情况下可以优选网络状态良好的链路，比如通过中继摄像机B转发数据，当B突发故障时，A检测到链路不通，会改变策略通过C中继转发数据，不会因为某一中继节点发生故障影响后级节点的连接有效性。为提高可靠性，可以设置多个备选中继摄像机。
请参考图6，在图6的组网架构中，由于摄像机拥有WIFI无线接口以及电口 /光口有线接口。在无线带宽足够的前提下，整个组网都不需要单纯的AP设备，最后拉出一根网线/光纤连接到汇聚或者监控中心，还可以省去一个低端的接入交换机，实现全部网络摄像机自主构建接入网络。请参考图7，如果一个用户已有的有线网络中已经布局了摄像机，此时用户需要扩展监控区域，比如某大楼的监控区域需要扩展到其旁边马路的另一侧，这样就可以构建图7所示的有线摄像机及无线摄像机混合组网，这样在规模较大的网络部署中，可以省去许多交换机，最终通过最后一级AP或者本发明摄像机连接到汇聚交换机或监控中心。请参考图8，使用本发明的摄像机还可以构建环形网络，运行环形网络协议，比如RRPP，可以提高整个网络的健壮性，而这样的环形网络同样不需要部署大量交换机或者AP。而现有技术中要部署环形网络，不仅仅要部署摄像机，还要部署大量的交换机以及AP，成本相当闻昂。
从以上的实施方式可以看出，本发明不仅仅实现成本低廉，还可以大大简化监控网络的组网和大幅度降低监控网络组网成本，而且组网方式灵活多样，还能非常有效地保护用户在网络上的已有投资。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种网络摄像机，包括AP模块、摄像机模块、以太网交换模块以及有线以太网口，其特征在于: 以太网交换模块，分别与所述AP模块、摄像机模块以及有线以太网口相连，并用于根据报文的目的MAC地址完成报文的转发； 摄像机模块包括摄像机处理器，其中该摄像机处理器用于确定来自用户控制指令的操作对象是否为AP模块，如果是则将该控制指令封装在控制报文中通过以太网交换模块发送给AP模块；其中该控制报文携带有预定的控制标识； 所述AP模块包括AP处理器以及无线业务子模块，其中AP处理器用于判断从以太网交换模块接收到的报文是否携带所述控制标识，如果是则提取该报文中的控制指令进行处理；所述AP处理器进一步用于，将无线业务子模块发送过来的无线格式的报文转换为有线格式的报文,并将该报文发送到以太网交换模块,其中无线业务子模块发送过来的无线格式的报文为数据报文或控制报文。
2.如权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，当从以太网交换模块接收到的报文未携带所述控制标识时，所述AP处理器进一步用于将该报文格式从有线格式转换为无线格式，并通过无线业务子模块的无线口发送出去。
3.如权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，所述控制标识为预设的IP地址或预设的MAC地址或预设的IP地址与MAC地址的组合。
4.如权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，所述控制标识为预设的VLAN标识。
5.如权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，所述摄像机处理器进一步响应用户的登录请求，并向用户提供管理页面，其中该管理页面中包括AP模块的配置选项。
全文摘要
本发明提供一种网络摄像机，其包括AP模块、摄像机模块、以太网交换模块以及有线以太网口；其中以太网交换模块，分别与所述AP模块、摄像机模块以及有线以太网口相连；摄像机模块包括摄像机处理器，摄像机处理器用于确定来自用户控制指令的操作对象是否为AP模块，如果是则将该控制指令封装在控制报文中发送给AP模块；所述AP模块包括AP处理器以及无线业务子模块，其中AP处理器用于判断从以太网交换模块接收到的报文是否携带所述控制标识，如果是则提取该报文中的控制指令进行处理。本发明的网络摄像机支持更加丰富和灵活的组网形态，可以极大幅度地降低客户在组网上的成本投入。并且可以为组网提供可靠性的保障。
文档编号H04N7/18GK103209318SQ20131006906
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者陈迁钻, 黄轶程 申请人:浙江宇视科技有限公司