一种视频监控网络动态构建方法与流程

本发明涉及网络技术领域，具体涉及一种视频监控网络动态构建方法。

背景技术：

视频监控网络是安全防范技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合监控网络。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备直接观看被监控场所的情况，同时，视频监控网络可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。目前，现有的视频监控网络多采用有线或无线方式进行构建，通过线路或者通过固定路由器传递视频数据。但是，在构建视频监控网络过程中，新增节点时，视频监控网络将无法自动添加新节点并重新建立视频监控网络；因此，视频监控网络将始终保持现有状态，无法保证视频监控网络构建的最优化，大大降低视频监控网络的视频传输效率。

技术实现要素：

本发明提供一种视频监控网络动态构建方法，解决视频监控网络在构建过程中，视频监控网络无法动态构建而导致视频监控网络无法最优化的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种视频监控网络动态构建方法，包括步骤s1：为需要接入视频监控网络的所有节点设置相同的网络id、路由配置和softap配置；步骤s2：指定任意一个节点作为视频监控网络的根节点，并使其与路由器相连接；其特征在于，还包括以下步骤：

s3：如果所有节点全部加入视频监控网络或者视频监控网络达到运行最大层数时，则视频监控网络完成构建；否则，节点与节点之间相互发送信标帧，除根节点外，未能接入视频监控网络的节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并向首选父节点发送连接请求信息，进入步骤s4；

s4：当步骤s3中的首选父节点在接收到步骤s3中的节点发送的连接请求信息后，如果首选父节点位于视频监控网络最大允许层，则不允许其接入，并重复步骤s3；否则，进入步骤s5；

s5：如果首选父节点的实际接入数量小于可接入数量的最大值时，首选父节点将根据接收到的连接请求信息得到连接请求信息的信号强度，选择信号强度最大且信号强度大于接入阈值的节点与之接入，否则，将不允许其接入，重复步骤s3；

如果首选父节点的实际接入数量等于可接入数量的最大值时，首选父节点将根据节点发送的信标帧得到已接入该父节点的信标帧信号强度的最小值，同时，根据接收到的连接请求信息得到连接请求信息的信号强度的最大值，并进入步骤s6；

s6：如果连接请求信息的信号强度的最大值小于信标帧信号强度的最小值，则保持现有连接状态不变，重复步骤s3；

如果连接请求信息的信号强度的最大值大于信标帧信号强度的最小值，则发送连接请求信息的信号强度最大的节点将接入该首选父节点，发送信标帧信号强度最小并已接入首选父节点的节点将断开与其首选父节点的连接，其下层所有节点将全部断开连接，重复步骤s3；

本技术方案中，在选择根节点时，通常选择离路由器最近的节点作为根节点，并设置好根节点的信标帧，用于视频监控网络的构建；所述未能接入视频监控网络的节点均无法加入任意一个首选父节点具体是指当未能接入视频监控网络的所有节点尝试接入不同的首选父节点后，首选父节点均不允许接入，这时，未能接入视频监控网络的所有节点将无法加入视频监控网络，这时，网络构建将排除未能接入视频监控网络的所有节点，完成网络的建立。步骤s6中，所述发送信标帧信号强度最小并已接入首选父节点的节点将断开与其首选父节点的连接，其下层所有节点将全部断开连接是指当某一节点断开其首选父节点的连接后，该节点下层的所有节点将全部断开连接，作为新的未能接入视频监控网络的节点尝试接入视频监控网络；通过本技术方案，视频监控网络构建过程中，当存在新增未能接入视频监控网络的节点时，除根节点外的所有节点，相互发送信标帧，未能接入视频监控网络的节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并尝试接入首选父节点；首选父节点将根据接收到的信标帧，动态调节其接入的节点，保证视频监控网络的动态调节；当所有节点全部加入视频监控网络或者视频监控网络达到运行最大层数时，视频监控网络完成构建，保证了所有节点均有条件接入视频监控网络，从而确保了视频监控网络构建的最优化。

作为本发明的进一步改进，所述信标帧包括当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数，接入当前节点的子节点个数、当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度；其中，当前节点类别包括根节点、中间节点和叶节点；

本技术方案中，视频监控网络中具有softap接口的每个节点将定期向其他节点发送wi-fi信标帧；一个节点使用信标帧来允许其他节点检测其存在并知道其状态；通过信标帧的各类参数，视频监控网络中的节点才能够形成连接，保证视频监控网络的动态构建。

进一步，所述当前节点可接入数量的最大值为10至15。

进一步，未能接入视频监控网络的所有节点发送的信标帧中，当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度有数值，其余参数都为空。

本技术方案中，未能接入视频监控网络的所有节点发送的信标帧中，只能确定当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度，其余参数均未知，因此，其余参数都为空。

进一步，节点接入首选父节点后，该首选父节点发送的信标帧中的接入当前节点的子节点个数加1；如果该首选父节点发送的信标帧中的当前节点类型为根节点或者中间节点，则当前节点类型保持不变；如果该首选父节点发送的信标帧中的当前节点类型为叶节点，则当前节点类型设置为中间节点；

该节点发送的信标帧中的网络允许的最大层数将与首选父节点发送的信标帧中的网络允许的最大层数一致；该节点发送的信标帧中的接入当前节点的子节点个数设置为0；该节点发送的信标帧中的当前节点层数为首选父节点发送的信标帧中的当前节点层数加1；该节点发送的信标帧中的当前节点类型设置为叶节点。

进一步，节点所有下层节点全部断开连接后，其所有下层节点发送的信标帧中的当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数和接入当前节点的子节点个数设置为空；

本技术方案中，由于节点所有下层节点全部断开连接后，所有下层节点将成为新的未能接入视频监控网络的节点，因此，当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数和接入当前节点的子节点个数将被设置为空。

进一步，步骤s3中，所述未能接入视频监控网络的所有节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并向首选父节点发送连接请求信息是指未能接入视频监控网络的所有节点根据接收到的信标帧中的当前节点层数、接入当前节点的子节点个数和当前节点的信号强度选取首选父节点；所述未能接入视频监控网络的所有节点将优先选择当前节点层数最浅的节点作为首选父节点；如果当前节点层数存在多个潜在父节点，则选择接入当前节点的子节点个数最少的节点作为首选父节点；如果当前节点层数存在多个潜在父节点，并且接入潜在父节点的子节点个数全部相同时，则选择当前节点的信号强度最大的节点作为首选父节点；如果每个信标帧中的当前节点层数、接入当前节点的子节点个数和当前节点的信号强度都一样，则随机一个当前节点作为首选父节点。

进一步，当未能接入视频监控网络的所有节点接收到的所有信标帧中，当前节点层数等于网络允许的最大层数时，未能接入视频监控网络的所有节点将保持空闲；

本技术方案中，由于未能接入视频监控网络的所有节点接收到的所有信标帧中，当前节点层数均等于网络允许的最大层数，此时，为了保证不超过网络允许的最大层数，未能接入视频监控网络的所有节点将保持空闲状态，从而保证网络的传输性能。

进一步，所述接入阈值的大小为-85dbm至-40dbm；

进一步，所述节点均采用视频监控设备；所述视频监控设备包括wifi-mesh处理模块、ups电源模块、电源转换模块、全向天线模块和摄像模块，其中，全向天线模块、ups电源模块和摄像模块均与wifi-mesh处理模块相连接，所述电源转换模块与ups电源模块相连接；

本技术方案中，由于该网络为视频监控网络，因此，每个节点需要采用视频监控设备；视频监控网络的构建中，信标帧将通过wifi-mesh处理模块和全向天线模块进行分析和传输，同时，ups电源模块能够有效保证视频监控设备的用电安全，并且，该视频监控设备的外壳设计具有较强的防撞功能、防静电功能和导热性能，提高视频监控设备使用的可靠性。

综上，本发明的有益效果为，通过在视频监控网络的构建过程中，各节点通过信标帧的参数判断来接入视频监控网络，保证了视频监控网络的动态调节；同时，所有节点均有条件接入视频监控网络，从而确保了视频监控网络构建的最优化；最后，视频监控网络各节点通过采用视频监控设备，保证了视频监控网络构建中，各节点工作的安全性和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的视频监控设备结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种本发明提供一种视频监控网络动态构建方法，解决视频监控网络在构建过程中，视频监控网络无法动态构建而导致视频监控网络无法最优化的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种视频监控网络动态构建方法，包括步骤s1：为需要接入视频监控网络的所有节点设置相同的网络id、路由配置和softap配置；步骤s2：指定任意一个节点作为视频监控网络的根节点，并使其与路由器相连接；其特征在于，还包括以下步骤：

s3：如果所有节点全部加入视频监控网络或者视频监控网络达到运行最大层数时，则视频监控网络完成构建；否则，节点与节点之间相互发送信标帧，除根节点外，未能接入视频监控网络的节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并向首选父节点发送连接请求信息，进入步骤s4；

s4：当步骤s3中的首选父节点在接收到步骤s3中的节点发送的连接请求信息后，如果首选父节点位于视频监控网络最大允许层，则不允许其接入，并重复步骤s3；否则，进入步骤s5；

s5：如果首选父节点的实际接入数量小于可接入数量的最大值时，首选父节点将根据接收到的连接请求信息得到连接请求信息的信号强度，选择信号强度最大且信号强度大于接入阈值的节点与之接入，否则，将不允许其接入，重复步骤s3；

如果首选父节点的实际接入数量大于或等于可接入数量的最大值时，首选父节点将根据节点发送的信标帧得到已接入该父节点的信标帧信号强度的最小值，同时，根据接收到的连接请求信息得到连接请求信息的信号强度的最大值，并进入步骤s6；

s6：如果连接请求信息的信号强度的最大值小于信标帧信号强度的最小值，则保持现有连接状态不变，重复步骤s3；

如果连接请求信息的信号强度的最大值大于信标帧信号强度的最小值，则发送连接请求信息的信号强度最大的节点将接入该首选父节点，发送信标帧信号强度最小并已接入首选父节点的节点将断开与其首选父节点的连接，其下层所有节点将全部断开连接，重复步骤s3。

所述信标帧包括当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数，接入当前节点的子节点个数、当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度；其中，当前节点类别包括根节点、中间节点和叶节点。

未能接入视频监控网络的所有节点发送的信标帧中，当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度有数值，其余参数都为空。

节点接入首选父节点后，该首选父节点发送的信标帧中的接入当前节点的子节点个数加1；如果该首选父节点发送的信标帧中的当前节点类型为根节点或者中间节点，则当前节点类型保持不变；如果该首选父节点发送的信标帧中的当前节点类型为叶节点，则当前节点类型设置为中间节点；

该节点发送的信标帧中的网络允许的最大层数将与首选父节点发送的信标帧中的网络允许的最大层数一致；该节点发送的信标帧中的接入当前节点的子节点个数设置为0；该节点发送的信标帧中的当前节点层数为首选父节点发送的信标帧中的当前节点层数加1；该节点发送的信标帧中的当前节点类型设置为叶节点。

节点所有下层节点全部断开连接后，其所有下层节点发送的信标帧中的当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数和接入当前节点的子节点个数设置为空。

步骤s3中，所述未能接入视频监控网络的所有节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并向首选父节点发送连接请求信息是指未能接入视频监控网络的所有节点根据接收到的信标帧中的当前节点层数、接入当前节点的子节点个数和当前节点的信号强度选取首选父节点；所述未能接入视频监控网络的所有节点将优先选择当前节点层数最浅的节点作为首选父节点；如果当前节点层数存在多个潜在父节点，则选择接入当前节点的子节点个数最少的节点作为首选父节点；如果当前节点层数存在多个潜在父节点，并且接入潜在父节点的子节点个数全部相同时，则选择当前节点的信号强度最大的节点作为首选父节点；如果每个信标帧中的当前节点层数、接入当前节点的子节点个数和当前节点的信号强度都一样，则随机一个当前节点作为首选父节点。

当未能接入视频监控网络的所有节点接收到的所有信标帧中，当前节点层数等于网络允许的最大层数时，未能接入视频监控网络的所有节点将保持空闲。

本实施例中，视频监控网络将采用mesh数据网络的配置参数对所有节点的网络id、路由配置和softap进行配置；在选择根节点时，通常选择离路由器最近的节点作为根节点，并设置好根节点的信标帧，用于视频监控网络的构建；所述未能接入视频监控网络的节点均无法加入任意一个首选父节点具体是指当未能接入视频监控网络的所有节点尝试接入不同的首选父节点后，首选父节点均不允许接入，这时，未能接入视频监控网络的所有节点将无法加入视频监控网络，这时，网络构建将排除未能接入视频监控网络的所有节点，完成网络的建立。步骤s6中，所述发送信标帧信号强度最小并已接入首选父节点的节点将断开与其首选父节点的连接，其下层所有节点将全部断开连接是指当某一节点断开其首选父节点的连接后，该节点下层的所有节点将全部断开连接，作为新的未能接入视频监控网络的节点尝试接入视频监控网络；视频监控网络构建过程中，网络的构建可能会受到节点上电顺序的影响；如果某一节点异步上电，如果该节点为根节点，其余节点将保持空闲状态，直至根节点上电复位；如果该节点不为根节点，则该节点将不会尝试接入视频监控网络，其余节点将按本方法接入视频监控网络；当某一节点上电复位后，它将成为新增未能接入视频监控网络的节点，并按本方法接入视频监控网络；在理想情况下，所有节点均同步上电；当存在新增未能接入视频监控网络的节点时，除根节点外的所有节点，相互发送信标帧，未能接入视频监控网络的节点根据接收到的信标帧判断出本节点的首选父节点，并尝试接入首选父节点；首选父节点将根据接收到的信标帧，动态调节其接入的节点，保证视频监控网络的动态调节；当所有节点全部加入视频监控网络或者视频监控网络达到运行最大层数时，视频监控网络完成构建，保证了所有节点均有条件接入视频监控网络，从而确保了视频监控网络构建的最优化。

视频监控网络中具有softap接口的每个节点将定期向其他节点发送wi-fi信标帧；一个节点使用信标帧来允许其他节点检测其存在并知道其状态；信标帧中的网络允许的最大层数将限制视频监控网络的节点深度，通过典型性能计算公式为1/n来确定，其中n为跳数；因此，视频监控网络的性能随跳数呈倒数衰减，在这种情况下，一般工程上推荐的跳数不要超过4跳，最大不超过8跳；通过信标帧的各类参数，视频监控网络中的节点才能够形成连接，保证视频监控网络的动态构建。

随着视频监控网络节点数增加，其吞吐量快速下降，总带宽也会减少；考虑到网络的带宽和节点的性能，所述当前节点可接入数量的最大值为10，从而保证视频监控网络的传输性能。

未能接入视频监控网络的所有节点发送的信标帧中，只能确定当前节点可接入数量的最大值和当前节点的信号强度，其余参数均未知，因此，其余参数都为空。

由于节点所有下层节点全部断开连接后，所有下层节点将成为新的未能接入视频监控网络的节点，因此，当前节点类型、当前节点层数、网络允许的最大层数和接入当前节点的子节点个数将被设置为空。

由于未能接入视频监控网络的所有节点接收到的所有信标帧中，当前节点层数均等于网络允许的最大层数，此时，为了保证不超过网络允许的最大层数，未能接入视频监控网络的所有节点将保持空闲状态，从而保证网络的传输性能。

所述接入阈值的大小一般为-85dbm至-40dbm，本实施例中，为了保证尽可能多的节点接入视频监控网络，接入阈值为-85dbm。

如图2所示，为本视频监控设备的结构示意图；本视频监控设备所使用环境是具有一定爆炸危险的，所以控制终端必须采用一定的安全措施。要保证电器的使用安全，就必须加强对控制终端的各项安全设计。该视频监控设备应用场景包括具有可燃性粉尘的爆炸危险作业环境、具有易燃易爆蒸汽或气体的爆炸性危险作业环境和可燃性粉尘和易燃易爆蒸汽或气体同时存在的危险作业环境。因此，该视频监控设备外壳设计具有较强的防碰撞功能、防静电功能和导热性能，提高视频监控设备使用的可靠性；同时，ups电源模块能够有效保证视频监控设备的用电安全；本实施例中，电源转换模块采用交流220v转直流5v电源，信标帧将通过wifi-mesh处理模块和全向天线模块进行分析和传输，从而保证视频监控网络的构建。

通过本构建方法，在视频监控网络的构建过程中，各节点通过信标帧的参数判断来接入视频监控网络，保证了视频监控网络的动态调节；同时，所有节点均有条件接入视频监控网络，从而确保了视频监控网络构建的最优化；最后，视频监控网络各节点通过采用视频监控设备，保证了视频监控网络构建中，各节点工作的安全性和可靠性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。