CN103546724A

CN103546724A - 一种网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法

Info

Publication number: CN103546724A
Application number: CN201310501135.1A
Authority: CN
Inventors: 任沙浦; 陈晗斐
Original assignee: HANGZHOU AIPUDUO DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU AIPUDUO DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明公开一种网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法，所述存储***包括1个或1个以上的中央服务器，以及通过网络与中央服务器相连的若干个网络摄像机，中央服务器和网络摄像机通过各自的网络传输单元相互通信。上述存储***及其存储方法，录像数据先由网络摄像机小容量的可移动存储设备存储，再定期向1个或多个中央服务器的大容量存储单元进行备份，既具有分布式存储的可靠性，又具有集散式存储存储时间长的优点。

Description

一种网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法

技术领域

本发明涉及一种网络摄像机的存储***及其存储方法，特别是涉及一种用于监控领域的网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法。

背景技术

网络摄像机的存储***，目前有二种形式：分布式存储，所有的网络摄像机自带存储***。这种形式，可靠性高，但是存储时间短，通用的存储界质，如TF卡，U盘等，容量较小，录像时间短。集中式存储，采用NVR网络硬盘录像机，或者专用的PC电脑，来24小时开机，采集网络摄像机的录像数据。这种方式，虽然由于硬盘容量大，录像时间长，但是，一旦网络出现故障，录像就无法进行，造成关键数据无法保存的问题。因此，对于集中式存储***，往往采用单独配置一个监控网络的方式来提高可靠性，这样极大地增加了成本。另一方面，无论是目前的哪种存储方式，都只能在一个地点进行数据的存储。对于数据存储可靠性要求非常高的场合，无法实现数据的可靠冗余存储备份。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种网络摄像机集散式冗余存储***以及存储方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法，具有可靠性高、存储时间长、可实现冗余存储、成本低等优点。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种网络摄像机集散式冗余存储***，包括1个或1个以上的中央服务器，以及通过网络与中央服务器相连的若干个网络摄像机，所述网络摄像机主要由中央控制单元（嵌入式CPU）、电源管理单元、音视频传感器单元、数据采集单元、数据压缩单元、可移动存储设备和网络传输单元等组成，音视频传感器单元的输出端与数据采集单元相连，中央控制单元分别与数据采集单元、数据压缩单元、可移动存储设备、网络传输单元和电源管理单元相连；中央服务器主要由中央处理器单元，以及与中央处理器单元相连的大容量存储设备、输入单元、显示单元和网络单元等组成，其中，大容量存储设备的输出端进一步与网络传输单元相连，中央服务器和网络摄像机通过各自的网络传输单元相互通信。

上述网络摄像机的可移动存储设备为TF卡、U盘或可移动硬盘等，存储容量为2G—64G。目前优选市场上最常用的16G或者32G容量。

上述中央服务器的大容量存储设备为硬盘或者硬盘阵列，存储容量大于1T。

上述网络摄像机集散式冗余存储***的1个中央服务器连接多个网络摄像机；或者，多个中央服务器连接多个网络摄像机。由于中央服务器和网络摄像机之间是多对多的关系，也就是网络摄像机的数据可以保存在多个中央服务器上，中央服务器上也可以保存多个网络摄像机的数据，因此可以灵活组成多重冗余备份存储***。

上述网络摄像机集散式冗余存储***的1个网络摄像机连接1个或多个中央服务器。

上述网络摄像机集散式冗余存储***的存储方法，包括如下步骤：

1) 通过音视频传感器单元获取图像和声音数据，数据采集单元采集上述图像和声音数据，并传输给数据压缩单元；

2) 通过数据压缩单元，将上述音视频数据中的视频压缩成H263/H264/MPEG4/H265等标准视频压缩数据，音频压缩成AMR/ADPCM等标准音频压缩数据，并保存在可移动存储设备中；

3) 判断是否超过备份期限，当超过备份期限后，有新的录像数据需要存储，而存储空间不足时，自动删除可移动存储设备中存储时间最早的数据；

4) 中央服务器在设定的备份时间点，通过网络传输单元，与网络摄像机建立连接，并向网络摄像机的中央控制单元发送录像数据信息请求，索取可移动存储设备上的录像数据信息；

5) 接收到数据信息请求后，网络摄像机将请求的录像数据信息通过网络传输单元和网络发送给中央服务器；

6) 比较新获取的录像信息数据与已经保存在中央服务器大容量存储设备上的该网络摄像机的旧录像数据信息是否相同，如果该新录像数据信息没有在大容量存储设备中作过备份，中央服务器则发出数据传输请求；否则，中央服务器不进行操作，等待下个备份时间点；

7) 接收到中央服务器发出的数据传输请求后，网络摄像机中央控制单元将存储在可移动存储设备中，未备份过的录像数据通过网络传输单元和网络传输至中央服务器；

8) 中央处理器单元将上述录像数据保存在大容量存储设备中。

上述步骤4）中，所述录像数据信息包括录像数据的时间段、录像容量大小、成功备份过的次数、备份到哪几个中央服务器等信息。

上述步骤4）—8）中，当1个网络摄像机连接多台中央服务器时，网络摄像机可以接收到多个中央服务器的数据传输请求，并将录像数据同时传输到上述中央服务器的大容量存储单元中；当多个网络摄像机连接1台中央服务器时，中央服务器可以同时向多个网络摄像机提出数据传输请求，将录像数据接收并保存在大容量存储单元中。对于网络摄像机而言，多个中央服务器，就是一个逻辑上的大中央服务器，网络摄像机的数据在中央服务器上，经多次冗余备份保存在其大容量存储单元中，安全可靠。对于多个中央服务器而言，物理上是完全独立、硬件隔离、只是通过网线进行连接的不同网络设备，逻辑上是冗余存储备份了所有网络摄像机数据的一个超大型的中央服务器，不仅可靠，而且成本低廉。

采用上述网络摄像机集散式冗余存储***及其存储方法，具有如下优点：

1、录像数据先由网络摄像机小容量的可移动存储设备存储，再定期向1个或多个中央服务器的大容量存储单元进行备份，既具有分布式存储的可靠性，又具有集散式存储存储时间长的优点；

2、由于多台中央服务器和网络摄像机之间可以自由地进行分组合并，如一台中央服务器连接多个网络摄像机，或者一个网络摄像机连接多台中央服务器，可以实现高可靠的多重冗余存储，这种组合完全基于常用的网络设备，不仅灵活，而且具有高可靠、低成本的特点；

3、此外，由于无需实时处理网络摄像机数据，因此中央服务器对于中央处理器性能、内存大小和网络带宽的要求均不高，可以选用低成本低性能的服务器，以节约大量的成本；而且无需为网络摄像机布置独立的网络，可以和常规办公网络共用一套网络设备，对监控存储有很高要求的应用场合，也不必为监控单独组网，可以采用共享办公用网络，闲时进行数据传输的方法，从而大大节省***成本。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的集散式存储***模块连接示意图；

图2是本发明较佳实施例的集散式存储***存储示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种网络摄像机集散式冗余存储***，包括3个中央服务器1，以及通过网络与中央服务器1相连的3个网络摄像机2，所述网络摄像机2主要由中央控制单元21，所述中央控制单元21采用嵌入式CPU，电源管理单元24、音视频传感器单元23、数据采集单元22、数据压缩单元25、可移动存储设备26和网络传输单元27等组成，音视频传感器单元23的输出端与数据采集单元22相连，中央控制单元21分别与数据采集单元22、数据压缩单元25、可移动存储设备26、网络传输单元27和电源管理单元24相连；中央服务器1主要由中央处理器单元11，以及与中央处理器单元11相连的大容量存储设备12、输入单元15、显示单元14和网络单元13等组成，其中，大容量存储设备12的输出端进一步与网络传输单元13相连，中央服务器1和网络摄像机2通过各自的网络传输单元13和27相互通信。

在本实施例中，上述网络摄像机1的可移动存储设备26为存储容量为16G的TF卡，可移动存储设备26也可以选择选择U盘或可移动硬盘等，只要符合网络摄像机1的接口就行，存储容量根据每天需要存储的数据量和天数而定，如果备份时间比较长，则选择存储容量大的，但一般不超过64G。

上述中央服务器1的大容量存储设备12为硬盘阵列，存储容量为8T。

上述网络摄像机集散式冗余存储***的3个网络摄像机2，其中1个同时连接2个中央服务器1，1个同时连接3个中央服务器1，另一个连接1个中央服务器1，同理，每个中央服务器1分别连接2个不同的网络摄像机2。由于中央服务器1和网络摄像机2之间是多对多的关系，也就是网络摄像机2的数据可以保存在多个中央服务器1上，中央服务器1上也可以保存多个网络摄像机2的数据，因此可以灵活组成多重冗余备份存储***。

上述网络摄像机集散式冗余存储***的存储方法，先根据实际网络状况，确定网络摄像机2可移动存储设备26的容量。在本实施例中，假设每天录制数据占用8G的空间，网络故障等引起的最长断网时间为2天，那么可移动存储设备至少需要8G*2=16G的容量。中央服务器1在2天之内和网络摄像机2进行一次备份传输，将可移动存储设备26上的数据备份至中央服务器1。具体存储方法过程如下：

1) 首先，网络摄像机2通过音视频传感器单元23获取图像和声音数据，中央控制单元21控制数据采集单元22采集上述图像和声音数据，并传输给数据压缩单元25；

2) 接着，数据压缩单元25将音视频数据中的视频压缩成H263标准视频压缩数据，音频压缩成AMR标准音频压缩数据，并保存在可移动存储设备26中；

3) 上述可移动存储设备26设有固定的备份期限，在本实施例中，备份期限为2天，当超过备份期限后，有新的录像数据需要存储，而存储空间不足时，网络摄像机2的中央控制单元21会自动删除可移动存储设备26中存储时间最早的数据，以腾出空间，存储新录制的音视频数据；

4) 中央服务器1在设定的备份时间点，通过网络传输单元13，与网络摄像机2建立连接，然后向网络摄像机2的中央控制单元21发送录像数据信息请求，索取可移动存储设备26上的录像数据信息。所述录像数据信息包括录像数据的时间段、录像容量大小、成功备份过的次数、备份到哪几个中央服务器等信息；

5) 网络摄像机2接收到数据信息请求后，将请求的录像数据信息通过网络传输单元27和网络发送给中央服务器1；

6) 中央服务器1的中央处理器单元11将新获取的录像数据信息与已经保存在中央服务器1大容量存储设备12上的该网络摄像机2的旧录像数据信息进行比较，如果该新录像数据信息没有在大容量存储设备12中作过备份，中央服务器1则发出数据传输请求。否则，中央服务器1不进行操作，等待下个备份时间点；

7) 网络摄像机2中央控制单元21接收到中央服务器1发出的数据传输请求后，将存储在可移动存储设备26中，未备份过的录像数据通过网络传输单元27和网络传输至中央服务器1；

8) 中央处理器单元11将上述录像数据保存在大容量存储设备12中。

上述步骤4）—8）中，1个网络摄像机2连接多台中央服务器3时，网络摄像机3同时接收到多个中央服务器1的数据传输请求，并将录像数据同时传输到上述中央服务器1的大容量存储单元12中；当2个网络摄像机2同时连接1台中央服务器1时，中央服务器1同时向2个网络摄像机2提出数据传输请求，将录像数据接收并保存在大容量存储单元26中。对于网络摄像机2而言，多个中央服务器1，就是一个逻辑上的大中央服务器，网络摄像机2的数据在中央服务器1上，经多次冗余备份保存在其大容量存储单元26中，安全可靠。对于多个中央服务器1而言，物理上是完全独立、硬件隔离、只是通过网线进行连接的不同网络设备，逻辑上是冗余存储备份了所有网络摄像机2数据的一个超大型的中央服务器1，不仅可靠，而且成本低廉。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims

1.一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：包括1个或1个以上的中央服务器，以及通过网络与中央服务器相连的若干个网络摄像机，所述网络摄像机主要由中央控制单元、电源管理单元、音视频传感器单元、数据采集单元、数据压缩单元、可移动存储设备和网络传输单元组成，音视频传感器单元的输出端与数据采集单元相连，中央控制单元分别与数据采集单元、数据压缩单元、可移动存储设备、网络传输单元和电源管理单元相连；中央服务器主要由中央处理器单元，以及与中央处理器单元相连的大容量存储设备、输入单元、显示单元和网络单元组成，其中，大容量存储设备的输出端进一步与网络传输单元相连，中央服务器和网络摄像机通过各自的网络传输单元相互通信。

2.如权利要求1所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：上述网络摄像机的可移动存储设备为TF卡、U盘或可移动硬盘，存储容量为2G—64G。

3.如权利要求2所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：上述网络摄像机的可移动存储设备存储容量为16G或32G。

4.如权利要求1所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：上述中央服务器的大容量存储设备为硬盘或者硬盘阵列，存储容量大于1T。

5.如权利要求1所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：上述网络摄像机集散式冗余存储***的1个中央服务器连接多个网络摄像机；或者，多个中央服务器连接多个网络摄像机。

6.如权利要求1所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***，其特征在于：上述网络摄像机集散式冗余存储***的1个网络摄像机连接1个或多个中央服务器。

7.一种网络摄像机集散式冗余存储***的存储方法，其特征在于包括如下步骤：

2) 通过数据压缩单元，将上述音视频数据中的视频压缩成H263/H264/MPEG4/H265标准视频压缩数据，音频压缩成AMR/ADPCM标准音频压缩数据，并保存在可移动存储设备中；

8.如权利要求7所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***的存储方法，其特征在于：上述步骤4）中，所述录像数据信息包括录像数据的时间段、录像容量大小、成功备份过的次数、备份到哪几个中央服务器。

9.如权利要求7所述的一种网络摄像机集散式冗余存储***的存储方法，其特征在于：上述步骤4）—8）中，当1个网络摄像机连接多台中央服务器时，网络摄像机同时接收到多个中央服务器的数据传输请求，并将录像数据同时传输到上述中央服务器的大容量存储单元中；当多个网络摄像机连接1台中央服务器时，中央服务器同时向多个网络摄像机提出数据传输请求，将录像数据接收并保存在大容量存储单元中。