[发明专利]一种结合无线传感器网络的远程视频监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种结合无线传感器网络，采用无线传输方式进行通信的环境监控系统。

背景技术：

视频监控系统是安全防范系统的组成部分，以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。随着社会的发展，视频监控系统也随之经历了三个时代：模拟系统时代，半数字系统时代和全数字系统时代(视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号)。监控系统的智能化，多网结合将是视频监控系统发展的必然趋势。

无线传感器网络集传感器技术、微机电系统技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，因其广阔的应用前景而成为当今世界上备受关注的、多学科高度交叉的热点研究领域。

Zigbee是一种短距离、低速率无线网络通信技术，其开发是为了建立一种低成本、低功耗的小区域的无线通信方式，在此基础上通过软件协议栈发展出自组织、易布建的大容量、不依赖现有通信网络和现有电力网络的无线网络。作为一种新兴的无线传输标准，Zigbee主要有以下一些特征：

1、低功耗：在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长，这是Zigbee的突出优势。

2、低成本：协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了Zigbee的成本，而且Zigbee协议是免专利费的。

3、低速率：Zigbee工作在2.4GHz频段的通讯速率为250kb/s，915MHz频段的通讯速率为40kb/s，868MHz频段的通讯速率只有20kb/s，满足低速率传输数据的应用需求。

4、时延短：Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，一方面进一步节省了电能，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。

5、传输范围小：在不使用功率放大器的前提下，Zigbee节点的有效传输范围一般为10～75m，能覆盖普通的家庭和办公场所。在增加RF发射功率后，可增加到1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

6、可靠性高：ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

目前，ZigBee技术的主要应用领域包括工业自动化、智能楼宇、消费和家用自动化以及医用设备控制和农业自动化等方面。当前国内外对ZigBee技术的研究应用也集中在这几个方面，但是，将ZigBee技术用于视频监控领域的研究和实现比较少见。

传统的视频监控系统包括视频服务器，以及与其相连的安装在监控场所的一个或多个摄像头。视频服务器通过视频线路接收摄像头采集的视频数据，通过网络接口，将视频数据传输到网络的客户监控终端。客户通过视频管理系统接收视频数据，并通过显示屏显示。传统的视频监控系统存在着以下缺陷：

目前，大多的视频监控场所不能实现摄像头与监视屏一对一的关系，而是一个监视屏轮流播放多个摄像头，大多数摄像头的视频录像不能被显示，只能存储待事后取证时察看。同时视频监控的监视屏前不能保证有充足的人员进行监控，并且人的注意力不能长时间高度集中，并非是一个可以完全信赖的观察者。当检测区域大于摄像头的拍摄范围时，摄像头按照固定的程序扫描检测区域，不能自动的在第一时间将摄像头定位在有异常出现的区域，这个过程需要人工操控，而人类经常无法察觉一些威胁的存在从而导致漏报和无法及时定位受威胁区域，失去了事前预警，处理的时机。

现今无线传感器网络已广泛应用于数据传输量小，传输延时和功耗消耗低的实时监测、感知和采集各种环境或监测对象信息中，采用无线传感器网络技术进行环境监测的方法开始受到关注。但是将无线传感器网络应用于视频监控领域还属少数。中国专利申请CN 200710134480.0“基于无线传感器网络的远程图像监控系统”中，无线传感器终端设备必须具有实时拍照和数据传输的功能，使得其硬件复杂度较高，体积较大，能耗较高，而且每个终端设备都配备图像采集模块，成本过高，由于无线传感器网络的特点是低速率数据传输，不适合传输大量的视频数据，该设备只具有传输图像的功能。

发明内容