本发明专利技术涉及一个面向视频监控系统的半实物仿真方法。在EMANE的无线移动网络仿真架构基础上，创建有线仿真模块；并在带有摄像头的真实设备上创建视频处理模块和视频发送模块；然后将真实的设备接入虚拟的网络，通过网桥将虚拟网络接在仿真平台所在主机的真实网卡上，并通过修改各个虚拟节点和真实节点的路由表选项，在虚拟节点和真实节点之间建立起通信路径，并采用时间驱动的仿真模式。本发明专利技术能够模拟视频监控系统中的摄像头节点和网络节点；能够实现对有线网络、无线传感网、3G/4G等多个网络组成的异构网络的仿真；平台中需要包含除虚拟节点外的大量真实节点，实现半实物仿真。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种，用来搭建视频监控系统的虚拟应用场景的仿真平台。
技术介绍
近年来，全国各大中城市纷纷开展“平安城市”建设，利用通信技术和视频分析处理技术等现代化技术手段为广大市民提供一个平安和谐的城市环境。在“平安城市”中，视频监控系统是一个重要的组成部分，它为城市管理者提供第一手的现场资料，其采集和传输的视频信息将提供给城市的公安、交通、城管、市政等各个管理部门，为其提供重要的技术支撑。视频监控系统是利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的一套监控系统。如图1所示是视频监控系统的基本网络结构。但是，视频监控系统本身也存在着一些安全隐患，例如，视频信息被非法访问，在这种情况下，违法分子就能非法获取视频信息，进而开展其恶意行为；视频内容被恶意篡改，给管理者以及公众提供内容被篡改的视频影像，有可能混肴是非，误导舆论，甚至给人民群众的生命财产安全带来不可挽回的损失。针对视频监控系统存在的安全隐患和安全威胁，研宄者提出，要针对视频监控系统，研发相应的视频加密机制、安全认证机制以及入侵检测机制等安全机制，为视频监控系统保驾护航，为用户提供安全、可靠、可信的视频信息。安全的视频监控系统的研发过程，需要针对大规模的视频监控系统进行各类安全攻防的测试与验证，以测试不同的安全方案的可行性和性能。但是，构建实际的试验床代价十分昂贵，在其之上进行各种试验和测试十分困难，并且在测试过程中，实验环境受周边环境影响较大，要保证相关环境的可重现，以对相关的实验结果进行对比分析，将面临人力、物力和财力等各方面的巨大挑战。为此，研宄人员提出，通过建立仿真平台，在其中实现对各个设备、各种网络和各种应用的仿真模拟，从而进行相关机制的预先测试、验证和实验对比，是开展相关研宄的重要途径，具有重大的研宄价值和实际意义。
技术实现思路
基于上述需求，我们提出了一种面向视频监控系统的仿真方法，该方法搭建出的仿真平台可以用于测试不同协议、算法以及新技术的有效性和性能，从而优化视频监控系统的性能和安全性。按照本专利技术提供的技术方案，所述如下: a、在EMANE的无线移动网络仿真架构基础上，创建有线仿真模块，其中包括两种有线仿真插件:cdNEM和switchNEM，所述cdNEM用于仿真采用CSMA/CD机制的传统有线局域网，所述switchNEM用于仿真交换式局域网； b、创建视频处理模块，将摄像头采集的视频流编码成帧；创建视频发送模块，实现RTP/UDP和RTP/TCP的视频传输协议，从而将视频处理模块输出的视频帧封装到协议中，并发送到虚拟网络中；所述视频处理模块和视频发送模块都运行在带有摄像头的真实设备上; C、将真实的设备接入虚拟的网络:首先，通过网桥将虚拟网络接在仿真平台所在主机的真实网卡上，并通过修改各个虚拟节点和真实节点的路由表选项，在虚拟节点和真实节点之间建立起通信路径；然后，采用了时间触发调度器来保证虚拟环境和真实环境的时间同步；采用时间驱动的仿真模式，该模式下运行的虚拟环境的时钟与真实环境时钟一致。具体的，本专利技术通过改变EMANE的NEM和channel模块，创建所述有线仿真模块。所述视频处理模块，借助OpenCV和VideoCapture库实现将摄像头采集的视频流编码成帧的功能。本专利技术的优点是: 1.能够模拟视频监控系统中的摄像头节点和网络节点； 2.能够实现对有线网络、无线传感网、3G/4G等多个网络组成的异构网络的仿真； 3.平台中需要包含除虚拟节点外的大量真实节点，实现了半实物仿真。【附图说明】图1为视频监控系统的基本网络结构。图2为EMANE仿真框架。图3为有线仿真模块wiredNEM结构。图4为视频监控系统仿真场景示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，视频监控系统的网络结构除了包含基本的有线网络外，还包含各类无线网络，包括无线传感网、3G/4G网络等，它们构成了一个城市安防领域的物联网网络系统。因此，我们所设计的仿真平台需要实现下述功能:能够模拟视频监控系统中的摄像头节点和网络节点；能够实现对有线网络、无线传感网、3G/4G等多个网络组成的异构网络的仿真；平台中需要包含除虚拟节点外的大量真实节点，实现半实物仿真。一、仿真工具的选取。选取EMANE作为基础，开发视频监控仿真平台。原因有以下几点: 1.EMANE是一个专用于Mobile Ad-hoc的模拟的仿真工具。此外，它的模块化的设计原理使得它具有很好的扩展性。2.EMANE的OpenSSH的机制使得它可用来仿真具有除通信以外其他功能的传感器节点。而NS2只能用来仿真通信网络，测试网络性能，并不能传输真实的视频数据。3.EMANE采用时间驱动模拟，使得虚拟环境与真实环境的时钟同步。而NS2采用的是离散事件模拟机制，虚拟环境维持一个独立的时钟，在于真实环境进行交互的时候需要进行时间转换，这就降低了半实体仿真的准确性。二、视频监控的仿真平台整体架构。视频监控系统包含两种类型的节点:一类是网络节点，另一类是传感器和用户节点。网络节点只具备通信功能，它们构成整个通信网络来传输视频帧。传感器节点具备采集、加密、编码和传输视频的功能，用户节点具备接收、解码、解密、存储或者播放视频的功會K。因此，搭建视频监控系统的仿真平台需要从以下两方面进行。、仿真异构网络。为了仿真异构网络，该仿真系统要具有仿真无线网络、有线网络以及移动网络的功能模块。而EMANE只具有无线移动网络的仿真模块，我们要通过添加有线当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
面向视频监控系统的半实物仿真方法，其特征在于：a、在EMANE的无线移动网络仿真架构基础上，创建有线仿真模块，其中包括两种有线仿真插件：cdNEM和switchNEM，所述cdNEM用于仿真采用CSMA/CD机制的传统有线局域网，所述switchNEM用于仿真交换式局域网；b、创建视频处理模块，将摄像头采集的视频流编码成帧；创建视频发送模块，实现RTP/UDP和RTP/TCP的视频传输协议，从而将视频处理模块输出的视频帧封装到协议中，并发送到虚拟网络中；所述视频处理模块和视频发送模块都运行在带有摄像头的真实设备上；c、将真实的设备接入虚拟的网络：首先，通过网桥将虚拟网络接在仿真平台所在主机的真实网卡上，并通过修改各个虚拟节点和真实节点的路由表选项，在虚拟节点和真实节点之间建立起通信路径；然后，采用了时间触发调度器来保证虚拟环境和真实环境的时间同步；采用时间驱动的仿真模式，该模式下运行的虚拟环境的时钟与真实环境时钟一致。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：涂琳琳，芦翔，汪明伟，周新运，孙利民，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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