專利名稱：基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的逐步提高、生活空間的不斷拓展以及生活節(jié)奏的不斷加快，人們迫切需要“千里眼”和“順風(fēng)耳”以突破時間和空間的限制，視頻監(jiān)控技術(shù)則給人們提供了實現(xiàn)類似需求的很好的技術(shù)手段。
現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是基于IPv4協(xié)議而發(fā)展起來的，由于IPv4網(wǎng)絡(luò)先天的缺陷(IP地址嚴(yán)重不足)，造成目前的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大多基于客戶/服務(wù)器模式。作為互聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用也是基于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)客戶/服務(wù)器模式。
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下三個部分組成，如圖1所示1.監(jiān)控終端監(jiān)控終端負(fù)責(zé)采集視頻圖像，將編碼后的數(shù)字視頻通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到視頻服務(wù)器。
2.視頻服務(wù)器視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)接收各個視頻監(jiān)控終端上傳的視頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)控客戶端的請求，將視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)監(jiān)控客戶端進(jìn)行顯示。
3.監(jiān)控客戶端監(jiān)控客戶端接收視頻服務(wù)器發(fā)送的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，進(jìn)行解碼和顯示。
通過分析現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成，我們可以看出，視頻服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)從各監(jiān)控終端獲取視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，并將視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到各個監(jiān)控客戶端。因此，視頻服務(wù)器成了整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的瓶頸所在。因此，這種應(yīng)用模式具有以下幾個非常嚴(yán)重的缺陷1.負(fù)荷嚴(yán)重視頻服務(wù)器任務(wù)繁重，需要接收處理各個監(jiān)控終端的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，又要處理各個監(jiān)控客戶端的數(shù)據(jù)請求，向其發(fā)送視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，負(fù)荷非常嚴(yán)重。
2.網(wǎng)絡(luò)擁塞同樣，由于所有的數(shù)據(jù)都要通過視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，造成視頻服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的極大擁塞，形成視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)丟失，滯后，不連貫甚至不可用的情況。
3.高成本視頻服務(wù)器的硬件成本本身就比較高昂，再加上上流媒體服務(wù)器軟件的成本，使得視頻服務(wù)器的成本比較高，在監(jiān)控點比較多的情況之下，單臺服務(wù)器不能滿足要求，還需要多臺視頻服務(wù)器來進(jìn)行分流。而且，視頻服務(wù)器本身的維護(hù)成本也比較高昂。
4.不易部署由于視頻服務(wù)器本身需要外界可訪問的公網(wǎng)IP地址，因此部署起來也比較困難，并不是只要能連上網(wǎng)絡(luò)就可以使用。
5.應(yīng)用規(guī)模受限雖然視頻服務(wù)器的瓶頸可以通過增加服務(wù)器數(shù)量的方式來緩解，但是在面向大規(guī)模視頻監(jiān)控的情況下，例如針對家庭用戶的視頻監(jiān)控，采用增加視頻服務(wù)器的方式來進(jìn)行分流，其成本是不可想象的，所以實際上也是不可操作的。
通過上述分析可以看出，現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的客戶/服務(wù)器的應(yīng)用模式是不太合理的，尤其在面對監(jiān)控點眾多，客戶端眾多的監(jiān)控環(huán)境時，是基本不可用的。但是，隨著人民生活水平的不斷提高，類似于家庭視頻監(jiān)控等監(jiān)控應(yīng)用的需求會越來越多，海量的監(jiān)控終端，海量的監(jiān)控客戶端是這類應(yīng)用的一大特點，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)根本不可能滿足這類應(yīng)用的需求，因此如何解決這項難題已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員十分關(guān)注的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法，其目的在于解決傳統(tǒng)客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方式所帶來的負(fù)載嚴(yán)重、網(wǎng)絡(luò)擁塞、高成本、不易部署、應(yīng)用規(guī)模受限等問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法，其內(nèi)容是(1)、設(shè)置監(jiān)控節(jié)點、客戶節(jié)點、服務(wù)節(jié)點這三種類型的節(jié)點，每種類型的節(jié)點至少為一個，三種類型的節(jié)點通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互連接，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議，協(xié)議版本為IPV4；(2)、所述三種類型的節(jié)點如下①、監(jiān)控節(jié)點是一臺具備視頻功能的網(wǎng)絡(luò)裝置，包括攝像頭、中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；b、采集視頻信號并將其數(shù)字化；c、對采集的視頻信號壓縮編碼；d、將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定用戶；e、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；②、客戶節(jié)點是一臺具備聯(lián)網(wǎng)功能的終端設(shè)備，包括顯示器、中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；b、通過網(wǎng)絡(luò)接收視頻數(shù)據(jù)；c、對接收視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；d、對視頻圖像進(jìn)行顯示、轉(zhuǎn)發(fā)或保存；e、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；③、服務(wù)節(jié)點是一臺具備公網(wǎng)IP地址的網(wǎng)路設(shè)備，包括中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、管理監(jiān)控節(jié)點和客戶節(jié)點資源；b、判斷客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型；c、協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點直接建立網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行直接的視頻數(shù)據(jù)交換；d、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；(3)、各種類型節(jié)點之間按以下方式建立聯(lián)系①、監(jiān)控節(jié)點與服務(wù)節(jié)點a、每個監(jiān)控節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；b、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為“Simple Traversal of UserDatagram Protocol Through Network Address Translators”，協(xié)議編號為“RFC3489”的方法判斷監(jiān)控節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型，并將該監(jiān)控節(jié)點當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；c、完成注冊后，監(jiān)控節(jié)點處于等待狀態(tài)；②、客戶節(jié)點與服務(wù)節(jié)點a、每個客戶節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，只有合法的客戶節(jié)點才能登錄到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并且保證客戶節(jié)點只能監(jiān)控自己權(quán)限范圍內(nèi)的監(jiān)控節(jié)點；b、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為“Simple Traversal of UserDatagram Protocol Through Network Address Translators”，協(xié)議編號為“RFC3489”的方法判斷客戶節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型，并將該客戶節(jié)點當(dāng)前所處環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；c、完成注冊后，客戶節(jié)點處于等待狀態(tài)；
③、客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點當(dāng)客戶節(jié)點需要與監(jiān)控節(jié)點建立連接時，客戶節(jié)點向服務(wù)節(jié)點發(fā)送與監(jiān)控節(jié)點的連接請求，服務(wù)節(jié)點從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢需要建立連接雙方的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息，接著作如下處理a、當(dāng)需要建立連接的雙方均具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示任意一方向?qū)Ψ桨l(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控；b、當(dāng)需要建立連接的雙方有一方具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示對方向可直接訪問的一方發(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控；c、當(dāng)需要建立連接的雙方均不具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，表示雙方均處在不同的私有網(wǎng)絡(luò)中，需要服務(wù)節(jié)點協(xié)助為連接雙方進(jìn)行NAT穿透，具體步驟如下(a)、服務(wù)節(jié)點按照系統(tǒng)數(shù)庫中記載的雙方網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息指示連接請求方，向接收方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，以在請求方NAT暫時建立一個到接收方的會話，當(dāng)接收方的NAT設(shè)備接收到這個報文時，因為以前并沒有與請求方有過連接，所以認(rèn)為這是個非法報文而丟棄，所以連接不會成功；(b)、在請求方向接收方發(fā)送報文之后，服務(wù)節(jié)點再指示接收方向請求方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，由于請求方在這之前曾向接收方發(fā)送過報文，并建立過一個會話，當(dāng)請求方的NAT設(shè)備接收到接收方的報文時，認(rèn)為它們之前曾經(jīng)通信過，是個合法報文，從而雙方建立起直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、監(jiān)控節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶節(jié)點的視頻數(shù)據(jù)為實時視頻數(shù)據(jù)或歷史視頻數(shù)據(jù)。
2、在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點可能有一方或者雙方不具備外界可訪問的公網(wǎng)IP地址，并隱藏于防火墻和NAT(Network AddressTranslator)設(shè)備之后，因此監(jiān)控節(jié)點與客戶節(jié)點無法建立起直接的網(wǎng)絡(luò)連接，需要服務(wù)節(jié)點協(xié)助雙方進(jìn)行連接。為了協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點進(jìn)行直接網(wǎng)絡(luò)連接，服務(wù)節(jié)點協(xié)助了解客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點的自身網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。由于客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境十分復(fù)雜，有的具有公網(wǎng)IP地址，可以直接提供別的節(jié)點訪問，有的置身私有網(wǎng)絡(luò)，不具備公網(wǎng)IP地址，不能為外界直接訪問，有的置身防火墻之后，很多端口被防火墻所屏蔽，也不能為外界所訪問。因此，判斷客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對以后為客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點建立直接連接起到關(guān)鍵作用，只有了解兩個要求對等通信的節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，才能為其建立直接連接提供合理的策略。
判斷客戶節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是一個比較復(fù)雜的過程，本發(fā)明采用STUN(Simple Traversal of User Datagram Protocol(UDP)Through NetworkAddress Translators(NATs)----RFC3489)策略。
總之，本發(fā)明由監(jiān)控節(jié)點、客戶節(jié)點、服務(wù)節(jié)點這三種類型的節(jié)點基于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)組成視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其中，監(jiān)控節(jié)點是一臺具備視頻功能的網(wǎng)絡(luò)裝置，對視頻信號的數(shù)字化及壓縮編碼，并通過網(wǎng)絡(luò)直接將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至客戶節(jié)點；客戶節(jié)點是一臺具備聯(lián)網(wǎng)功能的終端設(shè)備，直接通過網(wǎng)絡(luò)從監(jiān)控節(jié)點獲取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過視頻解碼后顯示；服務(wù)節(jié)點是一臺具備公網(wǎng)IP地址的網(wǎng)路設(shè)備，協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點建立直接的網(wǎng)絡(luò)連接，從而實現(xiàn)監(jiān)控節(jié)點與客戶節(jié)點的直接數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻服務(wù)器這一性能瓶頸，提出了一種客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點對等(peer topeer)進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換方案，從而徹底解決了現(xiàn)有視頻監(jiān)控技術(shù)不可解決的矛盾。
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果1、本發(fā)明不存在負(fù)荷過重監(jiān)控節(jié)點與用戶直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不需要中間的視頻服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，因此不存在網(wǎng)絡(luò)中某個中間的視頻服務(wù)器負(fù)荷過重的情況。
2、本發(fā)明不存在網(wǎng)絡(luò)擁塞不需要經(jīng)過中間的視頻服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，各個節(jié)點之間進(jìn)行對等數(shù)據(jù)交換策略，利用各自的網(wǎng)絡(luò)帶寬，不存在網(wǎng)絡(luò)中某個部分網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況出現(xiàn)，保證了視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
3、本發(fā)明節(jié)約成本不需要部署視頻服務(wù)器，使得部署整個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的成本大大降低。
4、本發(fā)明無規(guī)模限制由于系統(tǒng)采用對等的網(wǎng)絡(luò)訪問策略，使得系統(tǒng)不會隨規(guī)模的擴(kuò)大而出現(xiàn)瓶頸。
5、本發(fā)明數(shù)據(jù)更安全監(jiān)控數(shù)據(jù)不需經(jīng)過中間的視頻服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而是直接由監(jiān)控節(jié)點發(fā)送到客戶節(jié)點，降低了數(shù)據(jù)被中間獲取的隱患。
6、本發(fā)明易于部署客戶只要具備上網(wǎng)環(huán)境就可以輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，無需額外投入，無需專業(yè)知識。
附圖1為現(xiàn)有基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)圖；附圖2為本發(fā)明基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)圖，其中，實線箭頭表示的是監(jiān)控節(jié)點與客戶節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈路，虛線箭頭表示的是服務(wù)節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點或客戶節(jié)點的控制鏈路；附圖3為本發(fā)明客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點注冊過程流程圖；附圖4為本發(fā)明客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點建立連接過程流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例圖2為本發(fā)明基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)圖，該基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由監(jiān)控節(jié)點、客戶節(jié)點、服務(wù)節(jié)點這三種類型的節(jié)點組成，服務(wù)節(jié)點至少為一個，監(jiān)控節(jié)點和客戶節(jié)點若干個，三種類型的節(jié)點通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互連接，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議，協(xié)議版本為IPV4。
一、所述三種類型的節(jié)點分別說明如下1、監(jiān)控節(jié)點監(jiān)控節(jié)點是一臺具備視頻功能的網(wǎng)絡(luò)裝置，該裝置由一臺計算機(jī)(也可以為一臺嵌入式系統(tǒng)設(shè)備)和一臺或多臺視頻源設(shè)備(如攝像頭)組成。
監(jiān)控節(jié)點任務(wù)主要是(1)、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；(2)、采集視頻信號并將其數(shù)字化；(3)、對采集的視頻信號壓縮編碼，編碼可以采用MPEG4、H.264、AVS等多種編碼方式；
(4)、將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定用戶；(5)、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作。
2、客戶節(jié)點客戶節(jié)點是一臺具備聯(lián)網(wǎng)功能的終端設(shè)備，如電腦終端、手機(jī)、PDA等。
客戶節(jié)點任務(wù)主要是(1)、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；(2)、通過網(wǎng)絡(luò)接收視頻數(shù)據(jù)；(3)、對接收視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后將視頻圖像顯示在顯示終端上，或者對視頻數(shù)據(jù)做其他處理，如錄像、轉(zhuǎn)發(fā)到其他設(shè)備上等；(4)、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作，如聚焦、轉(zhuǎn)動云臺、進(jìn)行參數(shù)配置等等。
3、服務(wù)節(jié)點服務(wù)節(jié)點是一臺具備公網(wǎng)IP地址的網(wǎng)路設(shè)備，如具有公網(wǎng)IP地址的計算機(jī)。
服務(wù)節(jié)點任務(wù)主要是(1)、管理監(jiān)控節(jié)點和客戶節(jié)點資源；(2)、判斷客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型；(3)、協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點直接建立網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行直接的視頻數(shù)據(jù)交換；(4)、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作。
二、各種類型節(jié)點之間按以下方式進(jìn)行工作1、監(jiān)控節(jié)點與服務(wù)節(jié)點(見圖3所示)(1)、每個監(jiān)控節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。
(2)、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為STUN(Simple Traversal ofUser Datagram Protocol(UDP)Through Network Address Translators(NATs)----RFC3489)策略判斷監(jiān)控節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型等等，并將該監(jiān)控節(jié)點當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。
(3)、完成注冊后，監(jiān)控節(jié)點處于等待狀態(tài)，等待客戶節(jié)點發(fā)送監(jiān)控命令。
2、客戶節(jié)點與服務(wù)節(jié)點(見圖3所示)(1)、每個客戶節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，只有合法的客戶節(jié)點才能登錄到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并且保證客戶節(jié)點只能監(jiān)控自己權(quán)限范圍內(nèi)的監(jiān)控節(jié)點。
(2)、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為STUN(Simple Traversal ofUser Datagram Protocol(UDP)Through Network Address Translators(NATs)----RFC3489)策略判斷客戶節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型等等，并將該客戶節(jié)點當(dāng)前所處環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。
(3)、完成注冊后，客戶節(jié)點處于等待狀態(tài)，為下一步與監(jiān)控節(jié)點建立直接連接做好準(zhǔn)備。
3、客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點(見圖4所示)當(dāng)客戶節(jié)點需要與監(jiān)控節(jié)點建立連接時，客戶節(jié)點向服務(wù)節(jié)點發(fā)送與監(jiān)控節(jié)點的連接請求，服務(wù)節(jié)點從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢需要建立連接雙方的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息，接著作如下處理(1)、當(dāng)需要建立連接的雙方均具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示任意一方向?qū)Ψ桨l(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。
(2)、當(dāng)需要建立連接的雙方有一方具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示對方向可直接訪問的一方發(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。
(3)、當(dāng)需要建立連接的雙方均不具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，表示雙方均處在不同的私有網(wǎng)絡(luò)中，需要服務(wù)節(jié)點協(xié)助為連接雙方進(jìn)行NAT穿透，具體步驟如下①、服務(wù)節(jié)點按照系統(tǒng)數(shù)庫中記載的雙方網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息指示連接請求方，向接收方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，以在請求方NAT暫時建立一個到接收方的會話(Session)，當(dāng)接收方的NAT設(shè)備接收到這個報文時，因為以前并沒有與請求方有過連接，所以認(rèn)為這是個非法報文而丟棄，所以連接不會成功。
②、在請求方向接收方發(fā)送報文之后，服務(wù)節(jié)點再指示接收方向請求方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，由于請求方在這之前曾向接收方發(fā)送過報文，并建立過一個會話(Session)，當(dāng)請求方的NAT設(shè)備接收到接收方的報文時，認(rèn)為它們之前曾經(jīng)通信過，是個合法報文，從而雙方建立起直接連接。
連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。
監(jiān)控節(jié)點可根據(jù)客戶節(jié)點要求通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送實時視頻數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)客戶節(jié)點要求通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送歷史視頻數(shù)據(jù)，發(fā)送的歷史視頻數(shù)據(jù)是由監(jiān)控節(jié)點事先錄制好并存放在存儲器中的，歷史視頻數(shù)據(jù)的存放量主要取決于存儲器容量。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法，其特征在于(1)、設(shè)置監(jiān)控節(jié)點、客戶節(jié)點、服務(wù)節(jié)點這三種類型的節(jié)點，每種類型的節(jié)點至少為一個，三種類型的節(jié)點通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互連接，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議，協(xié)議版本為IPV4；(2)、所述三種類型的節(jié)點如下①、監(jiān)控節(jié)點是一臺具備視頻功能的網(wǎng)絡(luò)裝置，包括攝像頭、中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；b、采集視頻信號并將其數(shù)字化；c、對采集的視頻信號壓縮編碼；d、將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定用戶；e、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；②、客戶節(jié)點是一臺具備聯(lián)網(wǎng)功能的終端設(shè)備，包括顯示器、中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、登錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)；b、通過網(wǎng)絡(luò)接收視頻數(shù)據(jù)；c、對接收視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；d、對視頻圖像進(jìn)行顯示、轉(zhuǎn)發(fā)或保存；e、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；③、服務(wù)節(jié)點是一臺具備公網(wǎng)IP地址的網(wǎng)路設(shè)備，包括中央處理器、存儲器以及網(wǎng)絡(luò)接口；其任務(wù)主要是a、管理監(jiān)控節(jié)點和客戶節(jié)點資源；b、判斷客戶節(jié)點和監(jiān)控節(jié)點所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型；c、協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點直接建立網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行直接的視頻數(shù)據(jù)交換；d、發(fā)送和接收控制命令，并做相應(yīng)操作；(3)、各種類型節(jié)點之間按以下方式建立聯(lián)系①、監(jiān)控節(jié)點與服務(wù)節(jié)點a、每個監(jiān)控節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；b、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為“Simple Traversal of UserDatagram Protocol Through Network Address Translators”，協(xié)議編號為“RFC3489”的方法判斷監(jiān)控節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型，并將該監(jiān)控節(jié)點當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；c、完成注冊后，監(jiān)控節(jié)點處于等待狀態(tài)；②、客戶節(jié)點與服務(wù)節(jié)點a、每個客戶節(jié)點啟動后，首先與服務(wù)節(jié)點建立連接，然后向服務(wù)節(jié)點發(fā)送自身信息進(jìn)行身份驗證，同時服務(wù)節(jié)點將相關(guān)信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，只有合法的客戶節(jié)點才能登錄到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并且保證客戶節(jié)點只能監(jiān)控自己權(quán)限范圍內(nèi)的監(jiān)控節(jié)點；b、登錄成功后，服務(wù)節(jié)點采用協(xié)議名稱為“Simple Traversal of UserDatagram Protocol Through Network Address Translators”，協(xié)議編號為“RFC3489”的方法判斷客戶節(jié)點自身所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，內(nèi)容包括是否有公網(wǎng)IP地址、NAT類型、防火墻類型，并將該客戶節(jié)點當(dāng)前所處環(huán)境信息記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；c、完成注冊后，客戶節(jié)點處于等待狀態(tài)；③、客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點當(dāng)客戶節(jié)點需要與監(jiān)控節(jié)點建立連接時，客戶節(jié)點向服務(wù)節(jié)點發(fā)送與監(jiān)控節(jié)點的連接請求，服務(wù)節(jié)點從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢需要建立連接雙方的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息，接著作如下處理a、當(dāng)需要建立連接的雙方均具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示任意一方向?qū)Ψ桨l(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控；b、當(dāng)需要建立連接的雙方有一方具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，服務(wù)節(jié)點指示對方向可直接訪問的一方發(fā)送連接請求，實現(xiàn)直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控；c、當(dāng)需要建立連接的雙方均不具有可直接訪問的公網(wǎng)IP地址時，表示雙方均處在不同的私有網(wǎng)絡(luò)中，需要服務(wù)節(jié)點協(xié)助為連接雙方進(jìn)行NAT穿透，具體步驟如下(a)、服務(wù)節(jié)點按照系統(tǒng)數(shù)庫中記載的雙方網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息指示連接請求方，向接收方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，以在請求方NAT暫時建立一個到接收方的會話，當(dāng)接收方的NAT設(shè)備接收到這個報文時，因為以前并沒有與請求方有過連接，所以認(rèn)為這是個非法報文而丟棄，所以連接不會成功；(b)、在請求方向接收方發(fā)送報文之后，服務(wù)節(jié)點再指示接收方向請求方NAT分配的IP地址及端口發(fā)送報文，由于請求方在這之前曾向接收方發(fā)送過報文，并建立過一個會話，當(dāng)請求方的NAT設(shè)備接收到接收方的報文時，認(rèn)為它們之前曾經(jīng)通信過，是個合法報文，從而雙方建立起直接連接；連接后客戶節(jié)點直接向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令，監(jiān)控節(jié)點直接將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定客戶節(jié)點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法，其特征在于監(jiān)控節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶節(jié)點的視頻數(shù)據(jù)為實時視頻數(shù)據(jù)或歷史視頻數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的對等視頻監(jiān)控方法，由監(jiān)控節(jié)點、客戶節(jié)點、服務(wù)節(jié)點這三種類型的節(jié)點基于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)組成視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其中，監(jiān)控節(jié)點是一臺具備視頻功能的網(wǎng)絡(luò)裝置，對視頻信號的數(shù)字化及壓縮編碼，并通過網(wǎng)絡(luò)直接將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至客戶節(jié)點；客戶節(jié)點是一臺具備聯(lián)網(wǎng)功能的終端設(shè)備，直接通過網(wǎng)絡(luò)從監(jiān)控節(jié)點獲取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過視頻解碼后顯示；服務(wù)節(jié)點是一臺具備公網(wǎng)IP地址的網(wǎng)路設(shè)備，協(xié)助客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點建立直接的網(wǎng)絡(luò)連接，從而實現(xiàn)監(jiān)控節(jié)點與客戶節(jié)點的直接數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻服務(wù)器這一性能瓶頸，提出了一種客戶節(jié)點與監(jiān)控節(jié)點對等(peer to peer)進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換方案，從而徹底解決了現(xiàn)有視頻監(jiān)控技術(shù)不可解決的矛盾。
文檔編號H04L29/06GK101035270SQ20071002163
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者袁定伍 申請人:蘇州鷂鷹數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司