一种安全高效的网络摄像机
技术领域
本实用新型涉及摄像机技术领域，具体为一种安全高效的网络摄像机。
背景技术
现有网络监控系统通常建立在IP网络或以太网之上，在当前复杂的互联网环境下，几乎所有涉及到网络的应用都会遇到相关的安全性问题，网络视频监控系统也不例外。尤其是网络视频监控系统的前端视频采集设备(主要是监控摄像机)极易成为攻击目标。比如，恶意攻击者可能会透过安防监控网络远程非法访问摄像机，获取实时视频，窥探隐私区域；或者是修改摄像机内部参数使之无法正常运行，甚至是对摄像机的原始视频进行篡改等破坏行为。因此，网络视频监控系统中前端摄像机的安全问题成为了安防领域潜在的亟待解决的重大问题。
目前，网络摄像机较多的采用是软件加密，但软件加密显然无法满足网络摄像机大码流视频流的实时性要求。如CN104735322A，公开的具有硬件加密功能的安全网络摄像机，虽然采用硬件加密，但是还存在的不足是：一是，由于图像采集、安全模块加密运算处理都是由一个控制芯片完成，这样将制约控制芯片的运算与处理效率，二是，当控制芯片的安全模块存在故障或损坏将无法继续运行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种安全高效的网络摄像机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种安全高效的网络摄像机，包括处理芯片、控制芯片、电源管理芯片以及数据加密芯片，所述处理芯片与控制芯片通信连接，所述处理芯片连接有外部接口、WiFi模块以及SPI Flash，所述控制芯片连接有CMOS模块，所述电源管理芯与处理芯片、控制芯片电连接，所述数据加密芯片为两组，分别对应连接到处理芯片和控制芯片上。
优选的，所述处理芯片与控制芯片通过双口RAM通信，该双口RAM为双口异步CY7C027。
优选的，所述外部接口包括以太网接口以及USB接口。
优选的，所述CMOS模块通过AD转换器与控制芯片连接。
优选的，所述处理芯片还连接有SDRAM、Nor Flash以及NAND Flash。
优选的，所述控制芯片还连接有云台控制模块。
优选的，还包括UPS电源模块，该UPS电源模块与电源管理芯连接。
优选的，所述处理芯片基于ARM9的S3C2410芯片，所述控制芯片基于ASC8850，所述数据加密芯片基于安全芯片ACH512。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型，系统运行的软件设计基于嵌入式Linux系统，处理芯片和控制芯片二者相互配合，具有优良的数据处理能力和高度集成化的芯片模组，能更好满足网络摄像机对实时性、小型化的需求，在处理芯片上扩展SRRAM，使得控制芯片处理的数据实时处于二级高速缓存状态，处理速度处于最佳状态，而且也进一步减小了控制芯片算法的冗余度和增加了系统的可靠性，而且使整个系统具有高通信、处理速度以及高自动化水平的特点。通过设置了两组安全芯片ACH512，在控制芯片工作正常时，处理芯片所对应的安全芯片ACH512处于待机状态，当控制芯片(及其安全芯片ACH512)工作故障时，处理芯片作为辅助处理芯片可以暂时接替CPU工作，便于数据的保存以及故障的排查。该安全网络摄像机不仅可以满足目前高清网络监控的要求，还基于硬件加密方式实现了数据加/解密等安全机制和服务，确保了监控系统中数据信息的保密性，完全可以满足相关单位的安全使用要求。
本实用新型，处理芯片和控制芯片二者相互配合，这样可以更好的发挥两个芯片各自的优势，通过S3C2410芯片作为辅助处理芯片，大大减轻了ASC8850作为CPU的工作负载，使得CPU的工作效率高，为整个系统提供平衡处理功能，从而使得CPU能够以更高的速度运行，同时节约了系统功耗。
附图说明
图1为本实用新型的网络摄像机原理结构款图；
图2为本实用新型的网络摄像机系统数据流程图；
图3为本实用新型的网络摄像机系统工作原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～3，本实用新型提供一种技术方案：
一种安全高效的网络摄像机，包括处理芯片、控制芯片、电源管理芯片以及数据加密芯片，所述处理芯片与控制芯片通信连接，所述处理芯片连接有外部接口、WiFi模块以及SPI Flash，所述控制芯片连接有CMOS模块，所述电源管理芯与处理芯片、控制芯片电连接，所述数据加密芯片为两组，分别对应连接到处理芯片和控制芯片上。
具体的，所述处理芯片基于ARM9的S3C2410芯片，S3C2410芯片为32位微控制器。该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS接口，IIS-BUS接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。所述控制芯片基于ASC8850，ASC8850芯片集成了200M bps的数据加密模块，但其只提供AES、DES、3DES等通用的对称加密算，其加密安全等级较低，远不能达到一些特殊的场所如保密单位的安全要求使用，且无非对称加密算法功能、无单独的密钥管理区域。因此，采用了数据加密芯片，所述数据加密芯片基于安全芯片ACH512：除了普通的对称/非对称算法外，该芯片还提供了高强度密码学算法，集成硬件随机数发生器和安全防护单元，适用于PKI(公钥基础设施)等应用，支持存贮区加密，可以用来进行密钥管理，且每一颗芯片具有唯一序列号，可以用作数字签名和数字证书。
具体的，所述处理芯片与控制芯片通过双口RAM通信。通过S3C2410芯片作为处理芯片，其内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟以及数值外设功能部件，负责人机接口任务、通信任务和模块管理以及程序存贮任务，而ASC8850作为控制芯片，责执行CMOS模块进行数据的高速采集以及所有数字信号处理计算任务，并且通过一个双口RAM与S3C2410芯片实现高速数据通讯。而该双口RAM为双口异步CY7C027，为实现S3C2410芯片与ASC8850芯片的数据传递的接口，这样可以更好的发挥两个芯片各自的优势，通过S3C2410芯片作为辅助处理芯片，大大减轻了ASC8850作为CPU的工作负载，为整个系统提供平衡处理功能，从而使得CPU能够以更高的速度运行，同时节约了系统功耗。由于采用双口RAM，在CPU(及其安全芯片ACH512)工作出现宕机时，辅助处理芯片可以暂时接替CPU工作，便于数据的保存以及故障的排查。
具体的，所述CMOS模块通过AD转换器与控制芯片连接。CMOS模块为一颗动态范围大、色彩还原度高的2M分辨率CMOS感光芯片，用来实现图像采集。该CMOS模块满足一个网络高清摄像机基本要求，即能按大于12FPS(帧/S)连续采集分辨率不小于720P(1280×720)的图像。
具体的，所述外部接口包括以太网接口以及USB接口。所述处理芯片还连接有SDRAM、Nor Flash以及NAND Flash。以太网接口用于与PC机网络通信，SDRAM在系统中主要用于程序的运行空间，Nor Flash和NAND Flash用于数据存储。所述控制芯片还连接有云台控制模块(RS485)。
具体的，还包括UPS电源模块，该UPS电源模块与电源管理芯连接。UPS电源模块提供不间断的电源，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
具体的，ASC8850核心板接口主要包括用于debug的UART，用于镜头控制的GPIO等。电源接口板主要包括了电源模块和对外功能接口等，电源管理芯片接收DC12V或POE供电，将其转换为系统工作需要的电源，并通过单独电源总线传输；除此之外还预留了报警、云台控制(RS485)、RJ45、声音输入等功能接口。
本实用新型，整个网络摄像机系统工作原理如图3所示，网络摄像机系统采集到视音频信号，经过处理后，通过Internet网络或无线宽带网络(WLAN)传输到控制服务器CMS(控制管理系统)。然后，由控制服务器将所得到的信息经由Internet网络或无线宽带网络传输到最终用户手机或PC端。
本实用新型，网络摄像机系统中的数据流程如图2所示，其通过CMOS摄像头和MIC设备，分别采集视频和音频数据，然后由AD转换器，将模拟数据信号转化为数字数据信号，接着由音视频编网络摄像机系统中的数据流程如图2所示，其通过CMOS模块和MIC设备(图中未示出)，分别采集视频和音频数据，然后由AD转换器，将模拟数据信号转化为数字数据信号，接着由音视频编码器，进行数据的编码、压缩并加密。最后由多媒体处理器控制将压缩的数据信号经由外部接口的以太网接口送出外部网络中去。
本实用新型，系统运行的软件设计基于嵌入式Linux系统，其他未叙述部分如：电源管理芯片单元(的电路)设计具有一定的通用性或采用现有技术即可，所以此处不做详细介绍。同时处理芯片和控制芯片二者相互配合，具有优良的数据处理能力和高度集成化的芯片模组，能更好满足网络摄像机对实时性、小型化的需求，在处理芯片上扩展SRRAM，使得控制芯片处理的数据实时处于二级高速缓存状态，处理速度处于最佳状态，而且也进一步减小了控制芯片算法的冗余度和增加了系统的可靠性，而且使整个系统具有高通信、处理速度以及高自动化水平的特点。通过设置了两组安全芯片ACH512，在控制芯片工作正常时，处理芯片所对应的安全芯片ACH512处于待机状态，当控制芯片(及其安全芯片ACH512)工作故障时，处理芯片作为辅助处理芯片可以暂时接替CPU工作，便于数据的保存以及故障的排查。该安全网络摄像机不仅可以满足目前高清网络监控的要求，还基于硬件加密方式实现了数据加/解密等安全机制和服务，确保了监控系统中数据信息的保密性，完全可以满足相关单位的安全使用要求。
本实用新型，处理芯片和控制芯片二者相互配合，这样可以更好的发挥两个芯片各自的优势，通过S3C2410芯片作为辅助处理芯片，大大减轻了ASC8850作为CPU的工作负载，使得CPU的工作效率高，为整个系统提供平衡处理功能，从而使得CPU能够以更高的速度运行，同时节约了系统功耗。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
