TWI504292B - Network camera with network repeater function and its setting method - Google Patents

Description

兼具網路中繼器功能之網路攝影機及其設定方法

本發明係一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機及其設定方法，尤指在一中央處理器之網路通訊模組中設置一能啟動網路中繼器功能之機制，以透過該機制，在任二無線網路裝置間執行網路通信訊號之中介及封包轉發功能的網路攝影機。

按，近年來，隨著科技的進步、遠距通訊的需求及社區安全意識的興起，安全監控產業在近十年來有著飛越性的成長，令監控攝影機成為人們生活中隨處可見的普遍配置之一。根據市場調查機構的研究報告顯示，安全監控產業的每年成長規模高達11%~13%，且在2011年時，全球安全監控產業的市值即已逼近2000億美元，與個人電腦(Personal Computer)產業相比絲毫不遑多讓，由此可見其未來發展性及市場潛力。

一般言，監控攝影機又可區分為「類比式攝影機」以及「數位攝影機」，其中，數位攝影機的擷取的影像資料，能以數位化的檔案格式傳輸至網路中，供使用者遠端監控，故又被稱為「網路攝影機」(IP Camera/Network Camera)。由於，相對於傳統的類比攝影機來說，網路攝影機具有影像清晰度高、可進行加密傳輸、可整合多種功能(如：人數統計、車牌辨識、網路警報)等優點，因此逐漸成為相關業者在研究開發時的重點目標。

雖然網路攝影機具備影像清晰以及可透過網路進行遠端監控等優點，然而，由於網路攝影機需同時接收電力訊號及網路訊號，始能正常運作。因此對於某些網路環境較不完善的場所而言，使用者並不容易將網路線佈設到所有需要監控的地點，以供網路攝影機使用。雖然，隨著各種可攜式電子裝置的普及化，目前無線網路的技術已然越來越成熟，惟， 由於無線網路的訊號傳輸範圍仍有其限制，且其訊號強度易受障礙物所干擾影響，故目前並無法便利地應用於所有的網路攝影機上。若使用者欲延展無線網路訊號的涵蓋範圍及訊號強度，則需根據不同網路環境，額外添購橋接器、中繼器等網路設備，並分別對網路攝影機及該網路設備進行設定，始能正常運作，但此種方式不僅需花費較高的佈設成本，且使用者需針對不同的裝置進行設定，因此仍難以為消費者所接受。此外，如前所述，隨著各種可攜式電子裝置的普及化，使用者對於無線網路的需求日益增加，而若要延展無線網路的涵蓋範圍，以消除某些無法接收到網路訊號的死角，消費者盡能額外配置網路設備，但配置所需的成本並不划算，故橋接器、中繼器等網路設備目前仍不普及。

為此，發明人乃思及，是否能在網路攝影機中設置額外的網路中繼功能，使網路攝影機除能接收無線網路訊號外，尚能進一步對接收到之無線網路訊號進行中介及封包轉發處理，以提昇無線網路的訊號強度及接收範圍？據此，發明人乃針對網路攝影機進行研究測試，期能設計出一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機，而此一目標亦為本發明在此亟欲解決的重要課題。

有鑑於習知網路攝影機受限於無線網路之涵蓋範圍有限、易被障礙物干擾等問題，而無法有效普及使用的狀況，發明人憑藉著多年來的實務經驗，並經過不斷地測試與改良後，終於設計出本發明之一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機及其設定方法，期能有效提昇網路攝影機在設置及使用上的便利性，同時，提供使用者一更加便利且易於設定之網路環境。

本發明之一目的，係提供一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機，該網路攝影機係應用於一網路系統上，該網路系統包括一母無線網路裝置(Root Access Point or Router)、一終端裝置及至少一外部無線網路裝置，該母無線網路裝置係連線至一網際網路上，且能向外界發送無線訊號，以形成一區域網路(wireless Local Area Network，亦可稱為一基本服務區域 (Basic Service Set))，該網路攝影機及該終端裝置係位於該區域網路之涵蓋範圍中，且該網路攝影機包括一攝像模組、一影像處理器、一中央處理器、一天線、一網路連接埠及一記憶體，該攝像模組係用以擷取影像，包括一鏡頭組及一影像感測器；該影像處理器係用以對該影像感測器所感測及傳來之影像，進行色彩、畫素及壓縮處理；該中央處理器內含一網路通訊模組，且該網路通訊模組中定義有一能啟動網路中繼器(repeater)功能之機制，以在該機制被驅動時，該網路通訊模組能啟動網路中繼器功能，在兩個無線網路裝置(如：該母無線網路裝置及外部無線網路裝置)間執行網路通信訊號之中介及封包轉發功能，以消除該母無線網路裝置所無法服務到之無線通信死角，並進一步延伸該區域網路之涵蓋範圍；該天線係電氣連接至該網路通訊模組，使該網路攝影機能與該母無線網路裝置建立無線連接，以將所擷取之影像上傳至該網際網路，同時，作為該等無線網路裝置間之網路中繼器，執行二者間網路通信訊號之中介及封包轉發功能；該網路連接埠係連接至該網路通訊模組，使該網路攝影機能透過該網路連接埠，與該終端裝置建立有線連接；該記憶體係用以儲存作業軟體、一第一服務識別碼(Service Set Identifier，簡稱SSID)、一第一基礎識別碼(Basic Service Set ID，係對應於媒體存取控制地址(Media Access Control Address，簡稱MAC address))及一第二基礎識別碼及一授權碼(Authentication Key)，其中該第一服務識別碼及該第一基礎識別碼係對應於該母無線網路裝置，該授權碼則等同於該母無線網路裝置內之一設定密碼(private key)。如此，由於該網路攝影機係具備網路中繼器之功能，故即便該外部無線網路裝置並非位於該區域網路之涵蓋範圍中，仍能透過該等識別碼，辨識出該網路攝影機，進而連線至該網際網路。

本發明之另一目的，係提供一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機之設定方法，該設定方法係在該網路攝影機被啟動時，使該中央處理器能執行下列步驟：啟動該中央處理器內一網路通訊模組中之一有線乙太網路連線(Wire Ethernet Network Connection)模組，以使該網路攝影機能與一終端裝置，進行有線通信；根據使用者透過該終端裝置上之一網頁控制使用介面(Web Control User Interface)傳來之一指令，啟動該網路通訊模組 中之一無線客戶端模組(Wireless Client module)，以透過該無線客戶端模組，對所屬之一無線區域網路進行偵測(Site Survey)，且讀取所偵測到之一母無線網路裝置之第一服務識別碼及一第一基礎識別碼，並將該第一服務識別碼傳送至該終端裝置，以透過該終端裝置顯示予使用者參考；接收使用者透過該終端裝置上之該網頁控制使用介面傳來之一授權碼，且在判斷出該授權碼與該母無線網路裝置之設定密碼(private key)相符之狀態下，將該第一服務識別碼、第一基礎識別碼及授權碼儲存至該網路攝影機內之一記憶體中，該記憶體中尚儲存有一第二基礎識別碼，使該網路攝影機能透過該記憶體內所儲存之資料，連線至該母無線網路裝置，並將所擷取之影像傳送至該母無線網路裝置；最後，根據使用者透過該終端裝置上之該網頁控制使用介面傳來之另一指令，啟動該網路通信模組中之一無線接入點模組(Wireless Access Point Module)及一分配系統服務模組(Distribution System Service Module)，使該網路攝影機能向外發送無線訊號，以與一外部無線網路裝置建立無線連接，並作為任二無線網路裝置間之網路中繼器，以執行二者間網路通信訊號之中介及封包轉發功能。

為便 貴審查委員能對本發明之技術特徵、步驟流程及其目的有進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧網路系統

10‧‧‧網際網路

11‧‧‧第一區域網路

12‧‧‧第二區域網路

21‧‧‧攝像模組

211‧‧‧鏡頭組

212‧‧‧影像感測器

22‧‧‧影像處理器

23‧‧‧中央處理器

230‧‧‧網路通訊模組

24‧‧‧天線

25‧‧‧網路連接埠

26‧‧‧記憶體

261‧‧‧第一服務識別碼

262‧‧‧授權碼

263‧‧‧第一基礎識別碼

264‧‧‧第二基礎識別碼

265‧‧‧第二服務識別碼

31‧‧‧能啟動網路中繼器功能之機制

32‧‧‧有線乙太網路連線模組

33‧‧‧無線客戶端模組

34‧‧‧無線接入點模組

35‧‧‧分配系統服務模組

C1、C2‧‧‧網路攝影機

E‧‧‧外部無線網路裝置

R‧‧‧母無線網路裝置

T‧‧‧終端裝置

第1圖係本發明之網路攝影機所應用之網路系統示意圖；第2圖係本發明之網路攝影機之第一較佳實施例示意圖；第3圖係本發明之網路攝影機中網路通訊模組之示意圖；及第4圖係本發明之網路攝影機之設定方法示意圖。

本發明係一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機及其設定方法，請參閱第1圖所示，係本發明之第一較佳實施例，該網路攝影機C1係應用於一網路系統1中，該網路系統1包括一母無線網路裝置R、一終端裝置T及至少一外部無線網路裝置E，其中，該母無線網路裝置R係連 線至一網際網路10，且設有一第一基礎識別碼，能以無線方式發送網路訊號，以形成一第一區域網路11(wireless Local Area Network，亦可稱為一基本服務區域(Basic Service Set))，使該網路攝影機C1、母無線網路裝置R及該終端裝置T係處於第一區域網路11的訊號涵蓋範圍內。

請參閱第1~2圖所示，該網路攝影機C1包括一攝像模組21、一影像處理器22、一中央處理器23、一天線24、一網路連接埠25及一記憶體26，該攝像模組21包括一鏡頭組211及一影像感測器212，以能擷取該網路攝影機C1周遭的影像；該影像處理器22則與該攝像模組21相電氣連接，以能接收其擷取之影像，並對影像進行色彩、畫素及壓縮處理，將該影像轉換成一數位訊號。

請參閱第1及2圖所示，該中央處理器23內含有一網路通訊模組230，該網路通訊模組230係根據特定之網路協議建構而成，其架構模型可為傳輸控制協議及網際網路通訊協議(Transmission Control Protocol and Internet Protocol，以下簡稱TCP/IP)模型，或開放式通信系統互聯(International Organization for Standardization Open System Interconnection，以下簡稱ISO/OSI)模型，惟，在此所述之架構模型係供相關技術領域之人士實施時之參考依據，並非本發明的必要特徵及條件，合先陳明。

前述之ISO/OSI模型係由國際化標準組織(International Standard Organization)針對開放式網路架構所制定的電腦互連標準所制定，係根據網路運作方式區分出七個不同層級，且每一層級係按照對應的網路傳輸模式，定義所屬的規範及標準，七個層級分別為實體層(Physical Layer)、資料鏈結層(Data-Link Layer)、網路層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會話層(Session Layer)、展現層(Presentation Layer)及應用層(Application Layer)；其中實體層至網路層的三層主要係提供網路服務，其餘四層則提供應用取向之服務；至於現今實做上較為普遍通用的TCP/IP模型，則主要可區分為應用層、傳輸層、網路互聯層、網路介面層等四個層面。

請參閱第1~3圖所示，在本實施例中，該網路通訊模組230中係定義有一能啟動網路中繼器功能之機制31，該機制31係對應於 ISO/OSI模型的實體層及網路鏈結層，或對應於TCP/IP模型中的網路介面層，在該機制被啟動時，該網路通訊模組230將能啟動網路中繼器功能，且該網路通訊模組230在接收到外界傳來之資料封包後，能先判斷資料封包目的地網路地址或埠號(port number)，若判斷出資料封包的目的地並非該網路攝影機C1的網路地址，則該網路通訊模組230能再將資料封包進行轉發處理，以完成任二無線網路裝置(如：該母無線網路裝置R及外部無線網路裝置E)間的中介及封包轉發功能，進而消除該等無線通訊裝置間之無線通信死角。

該天線24係電氣連接至該網路通訊模組230，使該網路攝影機C1能與該母無線網路裝置R建立無線連接，並透過該母無線網路裝置R，將該數位資料上傳至該網際網路10(如：透過網際網路10，將數位資料傳遞至一行動電子裝置或一監控伺服器，在此僅以上傳於網際網路10說明)上，且在該網路通訊模組230中之機制啟動時，該網路攝影機C1能作為該母無線網路裝置R及該外部無線網路裝置E間之網路中繼器，執行二者間網路通信訊號之中介及封包轉發功能。

該網路連接埠25係連接至該網路通訊模組230，使該網路攝影機C1能透過該網路連接埠25，以有線方式連接至該終端裝置T，並進行第一區域網路11的設定程序；該記憶體26中儲存有該網路攝影機C1所需之作業軟體、對應於該母無線網路裝置R之一第一服務識別碼261、一授權碼262及一第一基礎識別碼263，其中該第一服務識別碼261係用以識別該母無線網路裝置R，該授權碼262則與該母無線網路裝置R內之一設定密碼相符。

該第一基礎識別碼263(Basic Service Set ID)係為該母無線網路裝置R之媒體存取控制地址(Media Access Control Address，簡稱MAC address)，該記憶體26中尚設有一第二基礎識別碼264，該第二基礎識別碼264係對應於該網路攝影機C1之MAC address，該等識別碼263、264係於無線通信時供各對應之裝置辨識，該網路攝影機C1能根據該記憶體26中儲存之資料，與該母無線網路裝置R建立無線連接。

如此，由於該網路攝影機C1具備網路中繼器之功能，故該 母無線網路裝置R所產生之無線訊號，將能藉由該網路攝影機C1而向外擴充，進而形成一第二區域網路12，以供該外部無線網路裝置E使用，如第1圖所示，若使用者欲同時配置多個網路攝影機C1、C2，則即便僅有網路攝影機C1處於該第一區域網路11的涵蓋範圍中，則另一網路攝影機C2仍可於該第二區域網路12的涵蓋範圍中，透過該網路攝影機C1，間接地接收到該母無線網路裝置R發送之無線訊號，令該網路攝影機C1、C2的配置更具彈性，且降低網路佈設的難度及複雜度。

復請參閱第1~3圖所示，為使貴審查委員及相關技術領域之人士能進一步理解本發明之實施方法，茲謹以第4圖所示之流程圖為例，說明該網路攝影機C1之中央處理器23所執行之動作步驟如下：(401)首先，在使用者透過該網路連接埠25，使該網路攝影機C1與該終端裝置T相連接的情況下，該網路通訊模組230能透過其內之一有線乙太網路連線模組32(Wire Ethernet Network Connection)，與該終端裝置T進行有線通信，以對該網路攝影機C1進行設定，其中該有線乙太網路連線模組32係屬於802.3網路協定，以能將接收到之資料傳送到對應於ISO/OSI模型之網路層或TCP/IP模型之網路互聯層中；此時，該終端裝置T上將能相應地產生一網頁控制使用介面(Web Control User Interface)；(402)嗣，在使用者透過該網頁控制使用介面，輸入一第一指令的情況下，根據該第一指令，啟動該網路通訊模組230中之一無線客戶端模組33(Wireless Client module)，該無線客戶端模組33係屬於802.11網路協定，且能對所屬之該第一區域網路11進行偵測，並讀取出該母無線網路裝置R內設定之第一服務識別碼261及該第一基礎識別碼263，同時，該終端裝置T上尚能透過該網頁控制使用介面，顯示出該第一服務識別碼261，以供使用者辨識出該第一區域網路11；(403)在使用者透過該網頁控制使用介面，輸入一授權碼262的情況下，該中央處理器23能將該授權碼262傳送至該母無線網路裝置R，以在該母無線網路裝置R確認該授權碼262與其內儲存之一設定密碼相符後，該中央處理器23能將該第一服務識別碼261、授權碼 262及第一基礎識別碼263儲存至該記憶體中，據此，該網路攝影機C1將能透過該第一服務識別碼261及授權碼262，辨識出該第一區域網路11，以連線至該母無線網路裝置R，並透過該第一基礎識別碼263，進行無線通信，以完成該網路攝影機C1之設定，此時，該網路攝影機C1即能將所擷取之影像上傳至網際網路10，或將該外部無線網路裝置E傳來之資料封包轉發至該網際網路10；及(404)最後，在使用者透過該網頁控制使用介面，輸入一第二指令的情況下，該中央處理器23將啟動該網路通訊模組230中之一無線接入點模組34(Wireless Access Point Module)及一分配系統服務模組35(Distribution System Service Module)，該無線接入點模組34及分配系統服務模組35係相容於802.11網路協定，且能驅動該網路通訊模組230中之能啟動網路中繼器功能之機制31，使該網路攝影機C1能透過該天線24及該記憶體26中原已設置之第二基礎識別碼264，向外發送無線訊號，進而形成該第二區域網路12。

如此，該網路攝影機C1即能作為該母無線網路裝置R及該外部無線網路裝置E間之網路中繼器，執行二者間網路通信訊號之中介及封包轉發功能，同時，延展該母無線網路裝置R所涵蓋的範圍，意即，該母無線網路裝置R能透過該網路攝影機C1，將該第一區域網路11及第二區域網路12整合成一延伸服務區域(Extended Service Set，簡稱ESS)，此時，該第一區域網路11之涵蓋範圍內的各裝置將能根據該第一服務識別碼261及第一基礎識別碼263，辨識出該第一區域網路11，該第二區域網路12之涵蓋範圍內的各裝置則能透過該第二基礎識別碼264，辨識出該第二區域網路12。

在前述步驟中，該網路攝影機C1係在確認該第一服務識別碼261及授權碼262無誤後，即儲存該第一服務識別碼261及該授權碼262儲存至該記憶體26中，並將該第一服務識別碼261另存為相同之一第二服務識別碼265，以建立網路中繼器之功能，使該外部無線網路裝置E能透過該等服務識別碼261、265，將該第一區域網路11及第二區域網路12視為同一個延伸服務區域。惟，在本發明之其他較佳實施例中，該網路攝影機 C1亦可供使用者設立新的服務辨識碼，例如：該母無線網路裝置R之第一服務識別碼261為「D-Link001」，則該網路攝影機C1在完成與該母無線網路裝置R間之設定後，使用者仍可透過該網頁控制使用介面輸入一第三指令，以針對該網路攝影機C1設置該第二服務識別碼265(如：D-ink002)，且該網路攝影機C1將該第二服務識別碼265儲存於該記憶體26中後，該外部無線網路裝置E即能分別根據該第一服務識別碼261(即，D-Link001)，辨識出該母無線網路裝置R所形成之第一區域網路11，或以該第二服務識別碼265(即：D-ink002)，辨識出該網路攝影機C2所形成之第二區域網路12。

按，以上所述，僅為本發明之若干較佳實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士，在參酌本發明之技術內容後，所能輕易思及之等效變化，均應不脫離本發明之保護範疇。

11‧‧‧第一區域網路

21‧‧‧攝像模組

211‧‧‧鏡頭組

212‧‧‧影像感測器

22‧‧‧影像處理器

23‧‧‧中央處理器

230‧‧‧網路通訊模組

24‧‧‧天線

25‧‧‧網路連接埠

26‧‧‧記憶體

261‧‧‧第一服務識別碼

262‧‧‧授權碼

263‧‧‧第一基礎識別碼

264‧‧‧第二基礎識別碼

265‧‧‧第二服務識別碼

C1‧‧‧網路攝影機

E‧‧‧外部無線網路裝置

R‧‧‧母無線網路裝置

T‧‧‧終端裝置

Claims (5)

1. 一種兼具網路中繼器功能之網路攝影機之設定方法，該設定方法係應用於一網路攝影機上，在該網路攝影機被啟動時，該設定方法係使該網路攝影機中之一中央處理器能執行下列步驟：啟動該中央處理器內一網路通訊模組中之一有線乙太網路連線模組，使該網路攝影機與一終端裝置進行有線通信；根據該終端裝置上一網頁控制使用介面傳來之一第一指令，啟動該網路通訊模組中的一無線客戶端模組，該無線客戶端模組能對所屬之一區域網路進行偵測，並讀取所偵測到之一母無線網路裝置之第一服務識別碼及一第一基礎識別碼，其中該第一基礎識別碼係對應於該母無線網路裝置之媒體存取控制地址；接收該網頁控制使用介面上傳來之一授權碼，且透過該母無線網路裝置，判斷出該授權碼與該母無線網路裝置內之一設定密碼相符後，將該第一服務識別碼、第一基礎識別碼及授權碼儲存至該網路攝影機之一記憶體中，該記憶體內尚設有一第二基礎識別碼，該第二基礎識別碼係對應於該網路攝影機之媒體存取控制地址，以使該網路攝影機能透過該記憶體中儲存之資訊，連線至該母無線網路裝置或該外部無線網路裝置，以將所擷取之影像上傳至一網際網路，或將該外部無線網路裝置傳來之資料封包轉發至網際網路；及 嗣，根據該網頁控制使用介面傳來之一第二指令，啟動該網路通訊模組中的一無線接入點模組及一分配系統服務模組，該無線接入點模組及分配系統服務模組能驅動該網路通訊模組內定義之一能啟動網路中繼器功能之機制，令該網路攝影機能作為該母無線網路裝置及一外部無線網路裝置間之網路中繼器，並執行二者間網路通信訊號之中介及封包轉發功能。
2. 如請求項1所述之設定方法，其中在該中央處理器啟動該無線接入點模組及分配系統服務模組後，該中央處理器尚能根據該網頁控制使用介面傳來之一第三指令，產生一第二服務識別碼，使該外部無線網路裝置能根據該第二服務識別碼，辨識出該網路攝影機所形成之另一區域網路。
3. 如請求項2所述之設定方法，其中該有線乙太網路連線模組係屬於802.3網路協定。
4. 如請求項3所述之設定方法，其中該無線客戶端模組係屬於802.11網路協定。
5. 如請求項4所述之設定方法，其中該無線接入點模組及分配系統服務模組係屬於802.11網路協定。