视频监控论文
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视频监控论文范文第1篇
关键词：交通行业，GIS，视频监控系统
1. 引言
城市交通视频监控模型是行车组织和客运组织重要的辅助设备，是保证运输安全、应对紧急事态的重要解决手段。目前主要采用两种组网监控系统，即模拟视频监控和数字视频监控。前者技术发展已经非常成熟，并且在工程中也得到了广泛的应用，但由于该视频监控系统中信息流是模拟的视频信号，系统的网络结构采用单功能、单向、集总方式的信息采集网络，介质专用，具有一定的局限性，要满足更高的要求，须采用数字视频监控系统。
与模拟视频监控相比，数字视频监控更加便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析和显示。通过各种视频和图像的算法分析，实现自动接警处理，达到无人值守；同时，借助网络平台实现远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果，并且能够更加快速的了解现场情况。论文参考。
利用先进的软件系统在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，获得更为逼真、清晰的数字化图像，提高监控效率。达到非常实用的监控管理和远程维护。
2. 系统构成及功能
城市交通视频监控模型采用纯IP部署，配合网络摄像机、编码器及存储设备，实现了网络摄像机与编码器直接写存储功能，且网络摄像机与编码器对中心存储具备冗余备份功能，在实现网络视频接入、浏览、录像、回放、管理和转发等功能的同时，还能对系统进行二次应用开发，与其它图像信息系统整合，提供颇具特色的增值业务，如车牌识别、人脸识别和人数统计等。
系统应用级采用基于GIS（Gographic Information Systems）可视化展现，并且利用空间分析与空间定位，借助高清卡口的监控信息，进行车辆路线分析，实现各种肇事车辆行驶路线的自动绘制。
在部署、应用、管理及安全等各方面都提供了全新的、创新的解决方案，拥有前所未有的网络化优势。其中，主干网设计采用FDDI，保障了网络传输的可靠性和传输效率。论文参考。
整个交通行业视频监控模型主要包括四部分：视频存储管理、监控中心、传输网络以及前端系统。系统部署视图如图1所示：
图1 交通行业视频监控模型系统部署视图
系统总体架构如下图2所示：
图2 交通行业视频监控模型总体架构
视频存储管理平台主要实现平台管理、智能存储管理和客户端管理等。监控中心主要完成用户管理、设备管理、系统管理、安全管理、增值业务管理和认证管理，从而实现对监控平台中的各个站点和用户的管理及用户权限的分配。
监控中心通过接入认证请求，实现对前端视频图像的实时监控，对前端云台的实时控制，以便快速响应异常情况。同时，支持对存储的历史图像调用和查看等功能。由大屏幕显示系统、软/硬件解码器、主控台及监控管理软件组成，供专业用户使用。用户在得到授权的情况下，可以通过前端系统完成各种系统功能的访问。
传输网络提供了可以通过任意支持TCP/IP的承载网络（城域网、局域网以及各类接入网络）进行视频业务的传输。在行业市场，用户更关注的是以太网、PON网络、无线网络以及ATM网络。
前端系统主要包括视频编码器、摄像机及报警探头等设备。其中，编码器用于实现音视频信号编码、传输以及辅助设备的控制。目前交通行业视频监控系统能兼容国内主流厂商的DVR、DVS和网络摄像机产品，同时可以提供SDK支持二次开发，接入更多的前端厂家的设备。
3. 模型领域分析
自2000年的中国第一台DVR（Digital Video Recorder）数字硬盘录像机设备问世并进入安防领域以来，截至2009年已经占据了视频监控领域接近65％的市场份额，其实现的主要功能是视频和音频信号采集以及本地数字化存储，但由于其自身架构设计的原因，始终无法解决网络远程监控的长延时、无法多路同时监控、无法实现前端存储、集中监控和建设维护成本高等问题。
随着网络化、数字化的发展，NVR（Network Video Recorder）技术频繁被国内外厂商提及，在国外已经将此技术应用到某些高端安防领域了。交通行业视频监控解决方案中的智能存储管理设计基于NVR技术，提供视频图像存储、回放、检索和视频图像的转发功能。前端编码器或者网络摄像机通过与智能存储设备之间确定的协议，直接将前端的视频图像写入智能存储设备，而不需要再单独提供存储服务器。对于接收到的视频图像，可以回放给客户端进行查看和调用。同时，与前端编码器或网络摄像机形成冗余备份保护方案，当编码器与智能存储设备间的网络中断后，编码器或网络摄像机启动本地存储；当网络恢复通信后，智能存储设备会自动将编码器或网络摄像机存储在本地的录像数据取到智能存储设备上进行集中保存。通过智能存储管理设备转发时，访问方只要访问智能存储管理单元并告知要访问的前端设备，智能存储管理设备可代为取到视频流并转发给该访问方；通过智能存储管理设备分发时，一路视频通过存储设备可以被复制成多路送达不同的访问方。
4. 模型特点
交通行业视频监控模型的特点如下：
Ø先进的网络部署以及网络的智能保护：采用前端系统直接将视频信息写入存储单元，当网络传输出现问题时，前端设备的本地存储启动；当网络恢复后，系统会自动将前端设备存储的录像数据取到存储设备上进行集中保存。同时主干网设计采用FDDI，提高主干网的可靠性和安全性；
Ø弹性组网更灵活：可实现分布式部署集中式管理，也可以通过系统设置实现分级部署和分级管理；
Ø开发兼容性更强：采用开放式的协议兼容国内主流厂商的前端设备；开放性结构设计，提供有丰富的API和SDK包，便于第三方程序的集成；
Ø高度智能效率更高：通过对存储的视频信息智能分析，提供多种检索方式，快速准确进行图像定位和调用；
Ø可视化监控标绘提供直观分析：可以根据监控网络在GIS上可视化的展现监控地点和监控图像，并且对肇事车辆进行路线的自动绘制，便于更加直观的分析其行驶路线；
Ø交通行业视频监控系统为行业提供了一套标准的、开放的、智能的网络视频监控解决方案。
5. 结束语
随着网络通信和微电子技术的快速发展，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的青睐。论文参考。基于空间地理信息系统的可视化展现，在矢量地图和影像地图的双重结合下可视化视频节点展现使得该项应用逐渐成为城市交通视频监控系统的发展趋势，市场应用将会逐渐扩大，应用前景非常可观。
参考文献：
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[2] 李英红，吴建，陈帆.基于C/S结构的分布式数字视频监控系统的设计和实现 科学技术与工程
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[4] 石大立.分布式数字视频监控系统的设计和实现 微电子学与计算机
[5] 王永庆,华竹轩.基于网络的分布式数字视频监控系统的设计与实现广东自动化与信息工程
[6] 王永庆,殷惠莉,朱学峰.基于网络的分布数字视频监控系统的设计与实现 广东自动化与信息工程
视频监控论文范文第2篇
论文摘要：采用目前业内最先进的网络视频监控技术和周界报警技术来组建长距离输油(气)管道的安全监控系统。在各工艺站场内部布设网络摄像机，在站场围墙上布设红外对射探头，并实现红外报警和视频监控联动，通过管道mstp光传输网将信号传给调控中心，实现视频图像的同步调看和远程控制。
1概述
为满足长输管线安全生产和 科学 系统化管理的需要，对意外情况能迅速做出准确判断和处理，拟在管道沿线建设安全监控系统，及时地把生产设备运行状况和险情图像资料传送到各站场控制室和管道调控中心，使险情或隐患被扼制在萌芽状态，确保人员生命、财产安全。
2方案选择
根据现场条件及工艺站场的实际需求，并充分考虑技术的实用性，管道安全监控系统主要采用视频监近系统和周界报警系统来组网。
2．1视频监控系统
视频监控系统的应用目前主要有三种形式：模拟视频监控、基于微机平台／嵌入式系统的(半)数字视频监控和基于网络视频服务器技术的数字化网络视频监控。
2．1．1模拟视频监控系统(第1代监控技术)视频信号采用同轴电缆进行传输，并由模拟矩阵主机进行信号处理。从摄像机到控制主机再到录像机、监视器，全部以模拟视频信号进行传输与图像存储。而控制信号以数字信号进行传输。
2．1．2半数字视频监控系统(第2代监控技术)1)基于微机平台的dvr(第2代监控技术)。dvr系统采用微机和windows平台，在 计算 机中安装视频压缩卡和相应的dvr软件，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级至数字化的可选方案。
视频信号仍采用同轴电缆进行传输，控制信号以数字信号进行传输，由多媒体控制主机或硬盘录像主机(dvr)进行数字处理与图像存储。从摄像机到控制主机和监视器以模拟视频信号进行传输，而控制主机的处理、控制及存储是以数字信号进行的，故准确的讲应为"半数字监控"技术。
(2)嵌入式dvr(第2．5代监控技术)。嵌入式dvr指的是在传统dvk的基础上扩展了网络功能的dvr产品，使得更多的用户可以进行访问。正是由于这种产品开发的理念，使得带网络功能的dvr产品还是传统意义上的dvr，其主要功能仍然是dv存储，这也决定了其市场定位是在小范围的网络环境中，监控点也有限。
2．1．3网络视频监控系统(第3代监控技术)网络视频监控系统是目前业内最先进的监控技术，视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于tcp／ip协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过网络数字矩阵主机(ipm)来实现对整个监控系统的调度、存储和控制等功能。此外，周界报警、门禁等设备输出的数字信号也可采用多网合一的方式，通过网络复用进行传输，并在同一平台上进行管理与控制。
2．2监控方案比选
(1)第1代模拟监控技术，由于技术落后，正在逐渐退出 历史 舞台，因此不考虑用该技术组网。
(2)第2代dvr技术，由于前端还是模拟传输方式，而模拟视频线和控制线的有效传输距离为300m以内，对于规模较大的工艺站场，有少量的监控点与控制室的距离较远，必须再加线放才能满足传输需求，增加了传输成本。
(3)第3代网络监控技术，优势就在于传输不受距离限制，组网方便灵活，更适宜于网络传输和远程控制。
根据监控系统的实时性、有效性和 经济 性，并充分考虑到管道视频图像信号的远传需求，结合各站场的实际情况，推荐采用网络视频监控技术来实现管道工程监控图像的采集、传输、实时监看、存储和上传。
2．3周界报警系统
周界防范报警系统作为视频监控系统的一个有效补充，与监控系统共同构成统一的安防网络。周界报警系统主要是在周界围墙上安装红外探头，类似于在围墙上布设了一道看不见的 电子 墙，当有人非法穿越围墙进入站场时，触发报警并输出信号进行报警联动。
3方案设计
3．1监控系统
3．1．1图像采集系统设计
前端摄像部分是整个监控系统的前沿部分，主要包括摄像机、镜头、云台和防护罩等。前端的任务是对现场进行摄像，把摄得的光信号转换成电信号，并进行数字压缩处理。
在各工艺站场根据实际情况设计 网络 摄像机若干台。在站场的工艺装置区安装防爆型枪式摄像机和视频服务器，在所有出入口、道路、围墙和其他重点部位安装网络智能球型一体化摄像机(集成视频服务器)，内置低照度彩转黑多倍摄像机或宽动态低照度彩转黑一体机，可根据需要远程控制镜头拉伸，进行全方位多角度的监控。
3．1．2传输系统设计
传输部分就是系统图像和控制信号的传输信道。把现场摄像机发出的电信号及报警信号(转换后的数字信息)传送到控制室，一般包括通讯线缆(双绞线或光纤)和线路驱动设备(网络交换机、光纤收发器)等。
为保证传输信号质量，前端网络摄像机通过敷设光缆线路以及两端配置光纤收发器将视频、控制信号传人站场控制室，再通过交换机连接主控 计算 机进行图像监视和信号控制。
3．1．3控制系统设计
控制部分是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要的功能有：①视频信号放大与分配；②图像信号的校正与补偿；③图像信号的切换、分割、记录和打印等；④对前端设备的摄像机、电动变焦镜头及全方位云台等进行控制，以完成对现场全面详细的监视。
拟在各站场监控室配置1～2台监控计算机进行现场视频的显示和控制；并通过管道mstp光传输系统将图像和报警信号传给调控中心，在调控中心通过数字矩阵设备实现远程控制。
管道传输网里的任何一台计算机都可以经过授权进行现场图象浏览，以及时准确地获得现场信息。
3．1．4显示及存储系统设计
监控设备置于各站场及调控中心的控制室内，不需另建监控室。在监控室采用液晶显示器和大屏幕液晶平板电视组合为电视墙，进行实时监视；录像系统采用普通pc或数据服务器，设计整个录像系统可以连续保存录像资料半个月，并支持录像与回放。
3．2周界报警系统
周界防范报警系统由前端的对射探头(安装于站场围墙上)、报警主机(安装于站场控制室)及一些辅助设备(电源、显示地图和警铃等)构成。
系统采用在围墙上安装两束或四束红外对射探测器，对站场进行翻越防范。当发生非法翻越，有人闯入禁区时，探头立即将报警信号传送到站场控制室，实时显示防区位置并记录，方便值班人员第一时间进行准确处理，并可与站场录像监控系统联动，将非法越界事件进行实时录像。
视频监控论文范文第3篇
关键词:WiMAX;IEEE 802.16;视频监控;无线接入技术
中图分类号:TN915文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)19-017-03
Video Supervision System of People′s Armed Police Based on WiMAX Technique
ZHOU Rongrong
(Fire Department of Shaanxi Province,Xi′an,710018,China)
Abstract:Broadband wireless access technology WiMAX has such features as high transmission rate,long transmission distance and wide cover.The advantage and architecture of WiMAX are described,the design scheme of video supervision system based on WiMAX technique is introduced combined with the requirements of the People′s Armed Police.Then,functional component and working principle are discussed.Finally the important factors that affected engineering construction are analyzed.The scheme not only can be used in People′s Armed Police,but can be used in other place.
Keywords:WiMAX;IEEE 802.16;video supervision;wireless access technology
0 引 言
视频监控系统已广泛用于武警部队,有力提升了武警部队的执勤备战能力。但武警部队驻扎范围广,如水坝、重要仓库、矿产资源基地、桥梁、隧道等,监控点分散且与监控中心距离较远,利用传统有线网络的视频监控往往成本高且难以实现,其次实时视频监控的需求越来越多,对同一套系统的覆盖面和实施距离也提出了更高的要求。在这些情况下,基于多种无线传输手段的移动视频监控体现出了不可替代的优势。无线局域网和无线宽带接入技术,可以将多个监控点和远端控制中心连接起来,可以在最短的时间内快速建立起无线监控网络。
目前常用的无线接入技术包括Wi-Fi、微波以及WiMAX等。与其他技术相比,WiMAX具有传输距离远、接入速率高、带宽高等优点,可以保证视频流的传输质量,同时使监控系统在接入层的部署更为快速、简便[1]。本文结合武警部队特点,提出了一种基于WiMAX无线宽带接入技术的监控系统设计方案,也适用于其他应急状态下组建监控网络,并给出了系统建设中注意事项。
1 WiMAX技术特点和优势
WiMAX是一项新型的无线通信技术,全名为微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),是基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network,BWAMAN),能提供面向互联网的高速连接。WiMAX技术具有较高的数据传输速率,最高可达到75 Mb/s;传输距离远,最大传输半径50 km,其网络覆盖面积是3G基站的10倍[2,3]。
1.1 WiMAX系统组成
WiMAX网络体系结构如图1所示[4],其由核心网络、基站、用户基站、接力站、用户终端设备及网管组成。通常的WiMAX系统包括一个基站和多个用户基站,也可以根据需要设置若干个接力站,形成单点对多点或多点对多点的体系结构。
核心网络:WiMAX连接的核心网络通常为传统交换网或因特网。WiMAX提供核心网络与基站间的连接接口。
基站:提供用户基站与核心网络间的连接,通常采用扇形天线或全向天线,可提供灵活的子信道部署与配置功能,并根据用户群体状况不断升级扩展网络。
用户基站:属于基站的一种,提供基站与用户终端设备间的中继连接,通常采用固定天线,并被安装在屋顶上。基站与用户基站间采用动态适应性信号调制模式。
接力站:通常用于提高基站的覆盖能力,即充当一个基站和若干个用户基站(或用户终端设备)间信息的中继站。
用户终端设备:完成具体的应用功能,例如视频监控。
网管系统:用于监视和控制网内所有的基站和用户基站,提供查询、状态监控、软件下载、系统参数配置等功能。
图1 WiMAX网络体系结构
1.2 WiMAX技术用于的武警部队无线视频监控系统的优势
武警部队所使用的视频监控系统,一般数百米内设一个监控点,具有覆盖范围广,覆盖点多、质量要求高等特点。而目前无线监控系统多使用基于Wi-Fi的IP无线监控技术,其采用IEEE 802.11作为无线传输标准,传输距离仅几百米[5],其数据传输率较低,QoS机制不够完整,这都限制其在武警部队中的应用。
WiMAX的覆盖能力完全满足视频监控点的分布特点,在一个WiMAX基站覆盖范围内可存在多个连续设置的监控点。同时,WiMAX具有非视距传输的特性,可以满足复杂环境中的传输要求。WiMAX还可以作为有线网络接入(Cable、DSL)的无线扩展[5],方便地实现边远地区的网络连接。
WiMAX采用面向连接方式,定义了完整的QoS机制。其MAC层支持4种业务[6]:非请求的宽带分配业务、实时轮询业务、非实时轮询业务、尽力传输业务,向用户提供具有QoS性能的数据、视频和语音服务,能够满足视频监控所需的QoS要求。
采用802.16d标准工作在频分双工模式(即FDD模式)上的WiMAX,占用一对3.5 MHz频点,一个扇区可提供的上、下行总带宽超过15 Mb/s;每个WiMAX客户端(即WiMAX CPE――Client Produce Equipment,用户端设备产品)可提供最大10 Mb/s的吞吐量,能够满足各种带宽需求的监控要求[7];按照每个监控点1 Mb/s带宽需求,单个WiMAX基站可支持10个左右的监控点视频传输需求。
2 基于WiMAX技术的武警部队无线监控系统
本系统由前端视频采集、网络传输以及视频信息管理三个子系统组成。前端视频采集子系统主要用于信息监控。网络传输子系统以无线和有线方式完成监控中心和前端视频采集的数据交换。视频信息管理子系统主要完成视频信息的存储、转换、加密等。系统的整体结构如图2所示。
图2 系统整体结构图
2.1 前端视频采集子系统
前端视频采集子系统位于监控点,主要进行监控数据的采集,包括无线摄像机、云台、解码器等设备。前端系统的传输接入必须采用数字接入方式,在前端就将图像转化成数字信号再传递到监控中心,以减少传输带宽[8]。
该系统选用的无线摄像机是一种集视频压缩技术、网络技术、嵌入式等多种先进技术于一体的数字摄像设备。集成了镜头、光学过滤器、影像感应器、视频压缩卡、无线网卡等设备,能够实现视频采集、视频压缩以及无线网络传输等诸多功能,这样无需计算机的协助便可独立完成监控点的工作。无线摄像机有自己独立的IP 地址,这样监控中心以及城域网上的用户使用标准的浏览器就可以根据IP 地址对网络摄像机进行访问、观看实时图像和监测数据;授权用户可以通过网管系统远程控制摄像机和云台镜头的动作或对系统进行配置,从而可以对目标进行全方位的监控。
云台是安装和支撑摄像头的设备,分为两种固定云台和电动云台。固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度,达到最好的工作姿态后,只要锁定调整状态就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围,通过接收来自控制器的信号精确地运行定位。
由于不同厂家的云台和控制设备所使用的协议都各不相同,解码器主要用于中转控制端发出的数字信号。
2.2 网络传输子系统
网络传输子系统由WiMAX CPE、无线基站和IP承载网组成。WiMAX CPE作为WiMAX网络的无线客户终端,布设于监控点,使用小波束角定向天线,完成与基站的数据相互交换。无线基站主要接入多个WiMAX CPE设备,同时完成与IP承载网的数据交换。单WiMAX扇区站下可支持多CPE,每个CPE负责接入一个或多个视频监控前端,CPE的射频模块将信号变频到适宜的频率经天线发送到WiMAX基站[9],实现对多个监控点视频信号的汇聚。
2.3 视频信息管理子系统
视频信息管理子系统设在监控中心,主要由视频存储服务器和监控管理服务器组成,完成视频信息的存储、管理、查询、系统配置和实时监控等任务。监控管理服务器为整个视频监控系统提供业务逻辑控制,完成监控中心的视频图像切换或分发,对WiMAX CPE进行参数配置、实时查看指定点监控信息,是视频监控的核心业务实现平台。数据库服务器完成视频监控信息的存储、管理与备份,并为局域网的其他服务器和授权用户提供历史数据浏览、检索等服务。
当视频信息传送到监控中心后,监控管理服务器首先对视频信息进行分析,判断是否是授权用户所需要实时浏览的监控信息,如果是则将其转发至指定用户,例如电视墙或者网内其他用户,同时将视频信息传送至视频存储服务器进行归档管理。同时,监控管理服务器接收管理人员的管理指令,并将指令发送至指定的CPE设备,进行监控点参数配置等工作,如图3所示。
图3 视频信息管理子系统
3 系统建设的注意事项
系统在建设和使用过程中还需要注意以下四点,确保系统的顺利应用。
基站选址 应根据业务分布实际情况,选择业务密集区中心的制高点(某铁塔上或山顶)作为中心基站的站址,尽量提高无线链路的可靠性,避免因地形及遮挡物等不良因素,保证视频信息传输质量[10]。
无线系统抗干扰能力 地面无线接入系统往往受到来自于其他扇区的邻频或同频干扰。要想有效克服干扰的影响,首先在施工中尽可能选用具有抗干扰技术设计的设备,其次必须合理网络规划,选择基站位置和用户端天线位置、方向等,以确保系统内各用户终端间的相互干扰降低到最低限度。在工程中选用具有BIT/SK,QPSK,16QAM,64QAM等多种调制方式自适应切换技术的系统[7],可充分保证系统大容量数据传输支持能力和无线链路的可靠性。
频率规划和负载均衡[11,12] 系统规划之初要在已有频率的基础上,充分考虑天线配置的灵活性和热点分布特点,在满足覆盖和容量的前提下高效的使用频率。系统开通后,仍需对各基站各扇区的流量进行长期跟踪观测,实时调整修正与实际容量不相适应的扇区。如一扇区按照10 Mb/s的容量进行设计,经观测发现,该扇区的需求量明显小于10 Mb/s,则从该扇区将多余的载波到移到其他流量需求大的扇区使用,以提高整系统的频率利用率,保持负载均衡。
视频图像压缩技术 视频图像信息量庞大,而无线信道带宽相对有限,正确选择压缩标准能够保证视频信息流畅地传输。建议选用H.264技术,比H.263节约50%左右的传出码流,可以大大减小传输的数据,很好地解决图像信息和带宽之间的突出矛盾。
4 结 语
本文提出了基于WiMAX无线宽带接入技术的视频监控系统,具有监控范围广、安装方便、灵活性强等优点,适合于武警部队进行大规模临时场所,需要快速构建监控系统或边缘地区不易进行有线接入的地方应用,对提高武警部队战斗力有着实际的意义。随着WiMAX技术的日趋成熟,它的应用将在实时监控系统中发挥重要的作用。
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视频监控论文范文第4篇
关键词：视频监控; 3G网络; 双码流; RTP
中图分类号：TN29-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0055-03
Research and Implementation of the Key Technology of
Video Surveillance System Based on 3G Standard
WANG Yong-gang, ZHANG Jian-wu
(Dept. of Communication Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China)
Abstract： The research and design solution of the key technology of the wireless video surveillance based on the 3G standard are described, which includes H.264-based dual-stream module，multi-thread and RTP. The surveillance system has high stable and good real-time performance, and the users can perform the video monitoring and video recording through 3G network at anytime and anywhere. The testing result indicates that the modules meet the anticipated target, which can perform real-time view by video under the 3G environment. This system can achieve the real-time monitoring, and the video quality is not worse than that in LAN.
Keywords： video surveillance; 3G network; dual-stream; RTP
0 引 言
经过多年的发展，视频监控技术已由早期模拟设备为主的第一代视频监控系统发展到目前的数字视频监控［1］，人们已不再满足于传统的监控系统。随着3G技术难点的突破以及3G网络的发展，使3G无线视频监控［2］的实现成为了可能。在此背景下提出了一个基于3G标准的无线视频监控系统的设计方案并实现了基本功能，本文着重介绍该系统关键技术的实现方法，包括双码流模块、多线程通信、RTP封装及改进，最后讨论了无线网络视频传输健壮性的问题以及解决方案。
1 双码流技术的实现
目前，困扰中国网络视频监控市场发展的主要因素就是缺乏良好的网络基础环境，而双码流正是针对这一问题提出的解决方案，它是对安防行业的一次提速。
双码流，即在视频编码端中同时存在两种码流。双码流是通过在编码端采用两种格式或两个不同的分辨率分别进行编码来实现的。该监控系统基于DM365硬件开发平台，由于DM365开发板属于DAVINCI系列，必须深入研究DM365应用层调用具体算法的结构，如图1所示。由图中可知，应用层调用的接口是DMAI［3］(DaVinci Multimedia Application Interface),它是DSP提供给ARM端应用程序的调用接口。DMAI是各种模块集合，应用程序可以从中选择模块来使用。此外DMAI提供了源码，便于修改使用，以满足应用要求。DMAI里面有各种接口实现方式，修改DMAI接口具体实现使其满足双码流。
首先将DM365中两个编码通道全部使能，保证了开发板对双码流的支持,然后，在应用程序中采集两路的数据，分别调用DMAI中的编码函数Venc1_create，进而对两路数据进行两次编码，这样就得到两路不同分辨率大小的编码数据流。本文实现了一路D1，一路是CIF大小(用于传输)的码流，并且都达到20帧的速率，可以保证视频流质量。它在现有网络瓶颈下兼顾了图像质量和传输实时性，可以突破网络瓶颈，根据网络带宽灵活选择码流格式，达到本地高清存储，同时保证一定远程监控质量的低码流网络传输。
图1 应用层调用具体算法2 多线程技术在3G无线视频监控中的应用
由于视频图像传输需要做到实时性和良好的传输质量，而系统需求的功能又比较复杂，包括视频数据采集、视频编码、RTP打包发送、视频数据流保存等工作，而它们的流程又不是简单的顺序执行，所以这里引入了多线程［4］。
本论文提出的方案中包括Capture,Video和Writer三个主要线程，分别完成原始数据YUV数据的采集、H.264［5］数据压缩、视频数据的写文件，而在视频采集线程中加入了异常检测模块(该模块利用原始数据进行检测异常),在视频数据压缩线程中采用了双码流技术，并将CIF分辨率的压缩数据进行RTP协议封装，在Writer线程中实现了以时间为文件名的保存方式并将其保存到SD卡中。在此基础上实现设防、拆防、异常检测、客户端与监控端通信，又引入了两个线程，分别完成等待电话、客户端与监控端的SOCKET通信完成命令传输功能。整个线程结构与通信方式如图2所示。
图2 线程结构与通信方式采用了pipe管道进行线程间通信，且设置为阻塞模式，整个流程即Capture线程得到数据，将地址送给Video线程，Video线程经过H.264视频压缩把DI分辨率的地址送给Writer，而CIF分辨率根据发送标记来确定是否发送，Writer线程完成写文件操作后，将buffer指针返回，完成一帧采集、编码、发送、保存等工作，如此反复循环。而其他线程通信则采用全局变量来进行传输标记位，而无需使用FIFO，降低了实现复杂度。
3 RTP协议封装及改进
本文采用RTP协议［6-7］，提供了端对端传输服务的实时传输协议，用来支持在单播和多播网络服务中传输实时数据，而实际数据的传输则由RTCP控制协议来监视和控制。RTP协议一般要求与RTCP［8］一起使用，来保证数据传输质量。这种结构在本次设计无线环境会遇到两个问题：
(1) 如果增加RTCP，那么增加了复杂度，降低了实时性。
视频监控论文范文第5篇
关键词： 模拟信号监控系统；多媒体监控系统；网络监控系统
中图分类号：X924文献标识码： A
近期，互联网的普及和发展，同时物联网、3G和4G传输技术以及图像处理、终端接收技术的超速发展，监控的视频技术也随之有快速发展。由于视频监控采集内容多样、图像清晰、技术先进、方便直观，因此应用于各种不同的场合。
一 监控中的视频的系统的几个阶段
1.1 模拟信号监控系统 模拟信号监控系统由摄像机、视频解码矩阵、显示用监视器几大组成部分，利用同轴电缆线把摄像机的视频信号传送到监视器，通过解码视频矩阵的强大解码功能和键盘的控制和切换，录像使用源始的磁带录像机；模拟光纤可进行传输远距离图像，视频的传输采用光端机。在20世纪90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。
视频模拟信号的闭路电视监控系统局限性很大：
①长距离传输对模拟视频信号衰减很快；
②工程中视频信号不能联成网络，点对点的监视模式需要大量的布线，并且相复杂；
③储存的模拟视频信号数据查询查当耗时，而且极易损坏。
1.2 计算机的多媒体监控系统 计算机的多媒体监控系统由计算机视频多功能卡构成，在现场监控中，分布多个摄像机，很多探头报警器、信号检测装置和数据处理仪器，传输线路把这些信号汇接到终端监控显示器上，终端监控显示可以是一台台式计算机，也可以是功能复杂的专用计算机。计算机的多媒体监控系统终端监控显示功能强大，现场操作方便。但图像稳定性差，前端视频信号的录入、处理、通讯比较繁琐，图像的可靠性较差，很多环境或空间不适合这种模式的多媒体监控系统。
1.3 Web服务器的远程视频监控系统 简单的说，网络数字监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。网络视频监控系统专门应用于IP网络中，是将模拟图像、声音压缩成数字信号在网络中传输，实现了模拟CCTV向IP网络化的升级换代进程。通过直接与以太网相连，网络监控产品提供了一种方便且成本低廉的实时图像和声音采集和传输的设备，用户可通过标准Web浏览器观看和收听网络摄像机传送过来的图像和声音，并且授权认证用户可以进行远程控制。从技术角度讲，网络视频产品具有高性能的可编程信号处理器、数字音视频压缩算法、网络通讯等方面的技术专长。可广泛应用在安全监控系统、视频会议系统及VOD视频点播系统之中，具有极大的应用范围和市场潜力。
二嵌入式系统的原理
嵌入式系统（Embedded system）是视频监视、工业控制或用于各种环境运行的机械设备。以计算机技术为基础，围绕应用中心，硬件和软件灵活组合，广乏应用于系统对控制、可靠性、功能、功耗、体积、成本等要求严格的专用工业计算机控制系统。与通用计算机系统差别较大，嵌入式系统运行的是预先设定好特殊的任务。由于嵌入式系统只对预先设定好特殊的任务，开发设计工作者充分对它优化组合，缩小尺寸、减小成本。嵌入式系统往往是批量生产。因些每一个的成本降低，直接影响批量生产的成本下降。
嵌入式系统的关健技术是由一个或好几个提前编写的程序用来运行少数任务的微型处理器或单片机构成。与计算机运行的通用用户软件有所差距较大，嵌入式系统上的软件是固化的不同的芯片上，在执行预先的任务时是不会改变的。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须在实际运用中才体现出它的功能、才能展现它的特点。嵌入式系统是采用电子技术、半导体技术和计算机技术同具体行业的应用相关联的产品，因此嵌入式系统要求技术先进、灵活多变、持续创新的新型集成知识系统。 3 嵌入式系统的监控应用
嵌入式系统的监控实际结构应用中，摄像机录入的模拟视频信号，视频网络编码器重新编码，将模拟信号进行模拟信号一数字信号转换、压缩处理、数据打包等流程变成能通过网络协议传输的视频信号或直接采用数字化摄像机，在信号监控的录入时就进行模拟信号一数字信号转换、压缩处理、数据打包的操作，通过传输网络传送，传送到视频信号终端接收人员。视频信号终端接收人员利用各种手段完成解码，在计算机上完成处理后，显示在显示器上。现在就视频网络监控系统原理来阐述小型监控的过程。
随着小型超市不断发展，小型超市内出现管理问题日趋严重，特别是偷窃行为时有发生，这样严重加大了经营者的风险，以至使得经营者亏本。所以小型超市视频监控网络系统的安装需求成倍增长，同时由于视频监控网络系统安装容易，终端用户使用软件容易操作，远程监控功能也相当强大，因此大多数小型超市经营者选择嵌入式视频监控系统。
小型超市视频监控网络系统需求应用：
①防盗作用：偷窃者在小型超市内实施偷窃，其整个过程就显示在营业人员的视频监控网络系统的终端上，及时观察到顾客偷窃行为，并且加以警告和制止，避免盗窃产生的不良后果。
②突发事件的处理：小型超市视频监控网络系统可能够保存在监控范围内录下各种行为，当然也包括偷窃行为，为公安机关提供强有力的证据及时破案。
③处理纠纷：及少顾客有意无意与营业的收银人员产生收付款的纠纷，重播小型超市视频监控网络系统的视频便于解决双方的纠纷。
④内部员工管理：经营者不必亲临现场，观看视频监控网络系统的视频就能全面掌握员工的工作时间、服务态度、收银情况，为经营者给员工绩效工资提供了充分的依据。
近年来,随着宽带的普及,计算机技术的发展,图像处理技术的提高,视频监控系统正越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。视频监控系统发展了短短二十几年,从最早的模拟监控到前些年火热的数字监控再到现在方兴未艾的网络监控,发生了翻天覆地的变化。从技术的角度出发,视频监控系统的发展划分为模拟视频监控系统、基于“多媒体卡”的数字视频监控系统和基于“视频监控管理软件芯片级的嵌入式视频编码器”的嵌入式网络视频监控系统。
三 网络视频监控系统的发展
随着计算机技术、网络技术、嵌入式技术的发展,数字化和网络化是视频监控系统的未来趋势,在视频监控系统中具有很多优点,比如信号清晰度,视频信息容易保存、传输、处理和管理等。
网络视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流包括视频、音频、控制等从模拟状态转为数字状态,这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议,使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制,这也是系统集成化的含义。
数字视频监控系统是以计算机或嵌入式系统为中心,视频处理技术为基础,是符合图像数据压缩的国际标准,综合利用图像传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。由于数字视频监控系统对视频图像进行了数字化,所以与传统的模拟监控系统相比,数字监控具有许多优点。数字化的视频系统可以充分利用计算机的快速处理能力,对其进行压缩、分析、存储和显示,数字化视频处理技术提高了图像的质量与监控效率,使系统易于管理和维护。
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向,而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
网络视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集中式向集散式系统过渡,集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应,组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计,系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统运行互为热备份,容错可靠等功能。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享,这也是系统集成的一个重要概念。
网络视频监控系统将计算机技术、多媒体技术、网络技术与监控技术有机地结合起来。利用计算机网络技术,将封装成包的监控信息传送到网络上,与现有的信息管理系统融为一体,使网络中的每一台多媒体计算机上均可实现对监控信息的管理和调用,提高管理水平和管理效率。网络视频监控系统的出现已经超出了传统监控的范畴,在其基础上增加了管理的概念。它事实上已经成为现代化管理的一个有力工具。
同时互联网、宽带网络技术以及嵌入式系统的日益发展,使得现有的宽带网络能够满足用户多方面的需求,在传统的以文字和图片为主的内容服务上,能够提供具有视频和音频的多媒体内容服务。这是互联网技术和嵌入式系统发展的必然趋势,也为数字视频监控业务的发展提供了强有力的平台支持。
需求与平台的结合,使得视频监控业务形成巨大的发展潜力,从而形成了针对嵌入式视频监控的广泛研究。正是在这样的需求背景下,确定了本论文的研究内容――基于视频压缩板卡的网络数字视频服务器DVS(digital video server)的设计与实现。
网络视频服务器主要实现模拟视音频信号的IP化。经数字化的视音频信号(MPEG-4视频压缩算法和G.729/ADPCM 音频压缩算法)进行压缩编码,然后通过IP网将低码率的视音频编码数据以IP包的形式传送给多个远端PC或网络视频解码器,实现视音频的远程传输、网络监控和网络存储;视频服务器大多数采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统,产品稳定可靠。具有占用带宽资源少、接入方式多样,图像质量和码率灵活可调的特点,同时支持远程云镜控制和远程报警管理。
随着网络技术的不断发展,视频监控系统越来越趋于完善,相信在不久的将来我们一定能够见到更加人性化和智能化的系统为我们的生活和工作提供更多的保障。
结束语
伴随计算机技术及网络技术的日趋发展和完善，数字化、网络化是各行各业发展的首选，特别是公安系统和安保行业在视频监控网络系统中应用更加快速。中国各级政府构建“平安城市”战略的实施，网络视频监控将得到有效而全面地推动，在不久的将来，全国的主要城市都将以各地公安部门为中心，大规模部署网络视频监控系统。系统建成后，将会纳入包括公安专网和外部网两类监控资源，从而形成一个覆盖城市各个主要公共区域的“天罗地网”。
参考文献：
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[4] 胡志雄.著.网络视频监控系统的发展障碍[J].北京:中国公共安全(综合版),2006.11.
视频监控论文范文第6篇
关键词：无线多跳网络视频监控系统；设计；实现
中图分类号：TP399
1 无线多跳网络视频监控系统的设计
1.1 无线视频终端系统设计
无线多跳网络的视频监控系统主要有采集视频功能的模块，进行数据处理压缩的模块以及发送与接收无线数据的模块几部分构成，当然如果网关所接的是以太网的话，还需要以太网接口模块。这样才形成无线视频的整个系统图，如图1-1所示。
由图可知，获取收集视频数据的工作主要由其中视频采集模块来完成，它将所收集的数据进行整理，把有效一帧数据的传送到处理器处进行下一工作；数据压缩处理模块，也就是上图所示的视频编码模块，将处理器接收到的数据进行压缩与编码，可以减少数据量，提高网络传输效率，最大程度的减轻网线网路负担；而无线收发模块主要负责接受与发送整个无线网络视频监控的数据，包括无线网络的维护与组织等都是通过这一功能模块来完成的。在这一无线视频系统中，所有的功能模块的接入方式都有所不同，其中视频采集模块的接入比较特殊，是由自带的专用的数据接口来连接系统的，而视频压缩编码是通过MPEG4点解码引擎来进行视频压缩编码处理的，USB方式连接的是无线收发模块和信息处理器。
对于无线多跳网络视频监控系统关键在于硬件设施的选择，这样才能使得网络通畅，保证所收集的视频数据可以按时顺利的传送到目的地。正因为如此，在硬件设施的选择上最好采用功能比较强大的芯片来完成无线视频节点的设计，有助于缩短信息处理器所耗时间，尽可能保证网络的畅通无阻。因此，进行无线多跳网络视频监控系统硬件的设计时，多选择GM8120，这是由台湾所生产的具有高性能的视频处理器。这种处理器内核是ARM9，主频较高且芯片上有视频音乐的接口，还包括了实时时钟、以太网接口、视频编解码引擎和PCI接口等。而对于视频采集芯片最常用的就是SA7113，它能够完美的辅助处理器的工作，将接收的视频由CCD转换成YUV4：2：0，不仅如此，在视频数据接收处理完一帧以后，会自动中断视频数据的转换，而进行下一步工作，充分的将视频转换时间缩短了。
由于视频处理器的主频过高，因此在进行网络视频监控硬件布线时要尤其注意线路的距离与长度。这样才能很好的避免线路混乱、不匹配问题的产生，使无线视频系统中每个功能模块都能顺利的完成数据传输。
1.2 通过路由协议构建的无线多跳视频网络
（1）无线多跳网络。无线多跳网络也就是通常所说的无线自组织网络，它拥有路由、应用两种不同的使命，与无线传感器网络这种设备有一定的相似之处，即设备的节点是路由转发设备，除了进行用户程序中的特定任务外，还必须进行路由协议，才能保证视频监控网络的顺畅。在网络出现的时候，就需要由路由协议来完成网络的组织、建立与维护，而无线多跳网络有许多自身优良的特性，使得路由协议在网络应用中具有重要的地位。它不需要进行网线的铺设，还有很好的组网方案，只需要在合适的位置安装好网络节点就可以进行视频监控，大大的降低了网络建立的成本。（2）无线网络路由协议。相对于今天方便快捷的无线网络，有线网络具有一定的弊端。它所采用的路由协议，需要通过与其相邻的其他路由器来进行接收信息的交换，或是依靠链路分组进行信息的维护，制定出有效网络拓扑图，是比较固定的路由协议。在无线网路移动频繁，加入与退出自由的今天，有线路由协议根本无法满足要求。无线多跳网络的路由协议包含：表驱动路由协议、按需路由协议和混合式路由协议三种。其中表驱动路由协议，在网络的每个节点处，都需要对一张或更多的路由表进行维护，才能按照网络需求收集节点之间的路由信息，还要定期的检查更换路由表，确保网络与路由信息一致，主要有WRP、GSR、DSDV等几种协议，也被称作先应式路由协议。按需路由协议又叫反应式路由协议，它不同于表驱动路由协议每个节点都有路由协议，而是在所有节点中的一个对另外一个进行信息传输时，才会自动进行的找寻路由的一种路由协议。当合适的路由找到以后，才进行信息的发送，当然网络节点可以保存传输中的路由信息，供后续视频信息的发送，可以有效的提高网络传输效率。ABR、DSR、TORA、AODV是集中常见的按需路由协议。（3）无线视频监控系统的路由策略。普通的移动网络终端可以在整个网络里面漫无目的的随意移动，无线传感器网络的节点可以大面积任意的抛洒，而无线多跳网络却具有一定的自身特殊性。它的节点终端都必须安置在恰当的位置上，一般没有什么特别要求会将其固定在固体建筑中，不能随意进行移动，就算进行监控移动也是很小规模的移动。在无线多跳网络系统中的视频监控所涵盖的区域较广，因此进行监控设备安装铺设时，按照需求在一些适当的重要处进行安置便可，不需要大面积高密度的铺设。而且，无线多跳网络视频监控系统的数据所通过的网关各不相同，都有其固定的网关设备，再将所收集的视频数据传送到以太网。
2 无线多跳视频监控系统实现
无线多跳网络视频监控系统由视频采集压缩编码部分、无线多跳传输部分、网关和客户端监控系统等四大部分组成。在这一视频监控系统中，不同的设备具有不同的功能，但是彼此又具有双重使命，数据的采集、压缩，路由协议的维护、数据的转发等都必须相互协作完成。当然每个设备除了进行自身数据处理外，还要关注处理其他节点上所传送的信息。例如：有线与无线网络进行沟通的桥梁就是网关节点，它不仅将无线网络的节点进行组织集中，还把所收集的视频数据通过一定形式传送到以太网中，让互联网可以顺利的接收到视频数据，并对其进行实时监控，如图2-1所示。
上图中，左面是呈树形集聚的路由协议组成的多跳视频监控网络，主要负责视频的采集、传输、维护、监控工作。在视频设备进入多跳网络前，仅保持路由协议的运行，而不进行视频的采集，等加入多跳网络后才能将采集的视频进行编码，然后经过路由协议传送到下一线路，根节点处是所有视频数据最终的汇集处，也是网关。在网关设备处，把所收集的视频数据进行汇总后，再转发到互联网的客户端处，这就是完整的无线多跳网络视频监控系统。
3 结语
在安全防范意识增长的今天，人们对于可靠安全的监控设备需求也日益渐长。无线视频监控器成为人们的首要选择，它没有传输线铺设的束缚，比起传统的视频监控更具灵活机动性，可以满足人们对监控的更多要求。
参考文献：
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[2]张睿萍.视频监控系统关键技术研究[J].自动测量与控制，2008，27：3.
视频监控论文范文第7篇
Abstract： Using android platform openness， equality and no boundaries between application characteristics， the mobile platform of intelligent video surveillance system is developed， PC by using the UDPSocket to realize the communication between the client and server， in order to realize the image stabilization transmission. The real-time communication between client and server is realized by TCP/IP protocol. Control information adopts the TCP transport layer protocol， which solves the high reliability of the transmission. Video data uses RTP application layer protocol and UDP transport layer protocol， achieving large number real-time video data transmission. The test results show that the system runs stably and is fast in connecting image. It can ensure the stable and smooth frame rate in the case of high picture quality， achieving the expected effect.
关键词： 安卓系统；视频监控；TCP/IP；RTP/IP
Key words： Android；video surveillance；TCP/IP；RTP/IP
中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0161-03
0 引言
随着流媒体技术、无线网络技术以及视频压缩技术的不断进步，视频监控技术得到了广泛的应用，同时，监控的规模和范围也在不断的扩大。人们对于安全保障的要求不断的提高，从而使得过去以图文为主的内容服务应经不能够满足用户的需求，取而代之的则是音视频多媒体服务。使用移动终端技术的视频监控系统，不仅具有体积小型化、安装傻瓜化以及配置灵活化的优势，最重要的是还降低了成本。由于网络功能和视频压缩都被集中的保存在小体积的设备中，因此，通过网络远程监控视频设备就可以获得监控视频。目前，网络视频监控不仅面向企业级客户，逐渐的，也通过视频监控为大众提供服务。如旅游景点人流、景点查看、交通导航等。基于开放平台的移动视频监控已经成为监控研究领域的热点[1-2]。
1 Android操作系统的架构
最上层是面向用户的Application（应用程序），包括电话程序、联系人程序、浏览器、地图、Email等。下面是Application Framework，为开发人员提供访问核心组件所使用的API，包含了丰富的View组件、Content Providers（内容提供器）用来访问另一个应用程序的数据（如联系人），或者共享它们自己的数据、Resource Manager（资源管理器）提供对资源的访问（如本地字符串，图形，布局文件等）、Notification Manager（通知管理器）、Activity Manager（活动管理器）等等[3]。
第三层是系统运行库，主要包含程序库和Android运行库。程序库中包含了一些C/C++库，通过应用框架为开发者提供服务，如：Libc（从BSD继承来的标准C系统函数库）、SGL（2D图形引擎）、SQLite（数据库引擎）以及媒体库等等。
Android运行库包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。每一个Android应用程序不仅都在自己的进程中运行，并且还拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。设计的Dalivk虽然是一个设备，但却可以同时对多个虚拟系统进行高效的运行。Dalivk虚拟机执行.dex文件（Dalvik的可执行文件），针对小内存使用，对该格式文件进行了优化。虚拟机基于寄存器，所有类都经由Java编译器编译，通过SDK中的dx工具转化成
.dex格式后由虚拟机执行。Dalivik虚拟机依赖于linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。
接下来一层是Hardware Abstract Layer（硬件抽象层），在早期的架构图中看不到这一层。2008年，Patrick Brady就提出了Android HAL架构，它是为了把Linux kernel与上层框架完全隔开，让Android不至于过度依赖Linux kernel，可以让Android Framework的开发能在不考虑驱动程序的前提下进行。HAL仍以*.so形式存在，Stub向HAL“提供”操作函数，Runtime则是向HAL取得特定模块的操作（operations）。2010年2月3日，Linux内核的开发者将Android的驱动程序从Linux内核Staging tree（状态树）上去除，从此，Android与Linux核心开发就分开了。最下面一层是Linux核心，Android的核心系统依赖于Linux内核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。Android的Linux kernel也不是GNU/Linux。Android将驱动程序移到userspace，使得Linux driver与Linux kernel分开，其结构如图1所示。
2 协议选取
视频监控系统需要的传输数据分为两类：控制信息和视频数据。尽管两类数据进行传输的时候都是基于IP协议进行的，但是，他们分别采取了应用层协议和传输层协议，这是由于两者的特性要求和实现软件的规模不同引起的[3]：第一，采用TCP传输层协议进行信息控制。之所以采用TCP/IP的传输模式进行信息控制，这是由于控制信息虽然不要求较高的实时性，但是对于传输的可靠性要求却十分高。因此，采用了有严格握手过程和重传机制的TCP传输层协议。第二，传输视频数据时，采用RTP应用层协议和UDP传输层协议。由于网络视频的时效性要求远远高于可靠性，因此，本文采用了RTP应用层的传输协议支持实时传输服务。在传输层，虽然UDP尽量采用交付方式进行出数据传输，但是却没有拥塞控制，从而对于大数据量的实时视频数据比较适合此方式，因此，本论文采用UDP协议作为传输层协议。接收到上层应用程序的多媒体信息码流后，经过RTP装配成数据包发送给下层，然后在通过UDP/IP协议封装后形成RTP流。传输控制子系统是基于RTP协议构建的，通过传输层通信使用的UDPSocket完成。
3 视频监控系统软件设计
在PC机上完成了对视频监控系统应用程序的开发，主要采用图片接收方式来实现移动平台的智能视频监控系统。
3.1 服务器端软件设计 服务器端的功能主要是初始化摄像头和网络端口号以及主机地址，开启视频监控服务，实时捕捉监控现场图像然后等待客户端的连接请求[4]。与远程请求的手机客户端成功建立连接后，便开始向客户端发送视频图像信息。服务器端的设计流程图如图2所示。负责现场监控的Pc服务器端，需要对监控设备进行初始化控制，采用Visual Studio编程环境下的c++/MFC语言来实现。在进行网络通信传输时，系统是基于RTP协议构建的，通过传输层通信使用的UDPSocket来实现服务器端和客户端之间的通信，以实现图像稳定传输。Socket通信的部分通过MFC语言中的CSocket类来实现，而摄像头图像采集和控制则利用相应服务厂商提供的SDK进行实现。视频的捕获中，设计了CCaptureVideo类，并将其实现，通过对打开视频响应函数中该类的调用来实现对视频的捕捉。在处理捕获的视频图像时，将捕获的视频图像转换成连续的JPEG格式的图像存储在数据缓冲区中，该线程不停地接受客户端的连接请求，将图像发送给客户端。
3.2 手机客户端软件设计 该视频监控系统的客户端主要通过TCP/IP协议和服务器端进行实施通信的，同时利用Socket实现整个过程。作为通信链句柄的Socket网络通信套接字用于描述端口和IP地址。通过Socket编程，应用程序会向网络发出请求或应答网络请求。Socket作为通信的基石，支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。本程序中使用的Socket传输模式，是面向连接的Socket操作使用TCP协议。Socket在该模式下，必须在客户端和服务端建立Socket连接，一旦建立好连接，便可以在一个流接口进行打开、读、写以及关闭等操作，而另一端则以相同的顺序接受所有的信息。相比无连接而言，虽然面向连接的操作效率较低，但数据却具有更高的安全性。基于Android视频服务器系统终端，必须通过采用Socket网络通信技术接受来自监控前端的视频数据。Socket通信使得监控前端和终端，通过网络连接实现数据的交互。Socket连接初始化后才能进行Socket通信，其实现过程与面向连接的Socket通信相同。创建Socket服务线程，当产生监听后，服务主进程负责不断循环的监听接收到的请求，同时建立新的客户连接Socket，创建针对此Socket的通信进程。在视频监控系统中创建Socket的过程，首先用ServerSocket serverSocket=null在服务器端创建一个Socket，然后用serverSocket=new ServerSocket（8888）监听端口8888。如果在该端口接收到客户端Socket的请求，则用Socket client=serverSocket.accept（）来创建一个Socket对象。建立连接后，调用InputStreamReader来接收服务器端发送的视频数据，然后通过BufferedReader将此数据读取出来。服务器从前端采集系统接收的数据通过BufferedWriter写入，并通过OutputStreamWriter发送给网络客户端。通信完毕之后，通过os.close（）、is.close（）和socket.close（）来关闭输出输入流并关闭Socket端口，服务器停止Socket通信。网络客户端终端作为接收数据的客户端，首先用Socket socket=null在终端创建一个Socket，然后设置Socket通信的服务器的IP地址和通信端口socket=new Socket（"192.168.1.101"，8888），成功与服务器建立连接后，用InputStreamReader创建输入流，之后通过BufferedReader读取出来，进行解析并显示在用户端界面上，数据接收完毕后，通过BufferedWriter写入接收完毕信息并通过OutputStreamWriter发送至服务器，通信完毕后，通过os.close（）、is.close（）、socket.close（）关闭输入输出流，并关闭Socket端口，至此整个Socket通信完成。
由于服务器发送的是解码后的图片数据，因而客户端接收到的数据流可以组成一幅图片[5-6]。通过Android提供的BitmapFactory.decodeByteAllrayO函数，可以从接收到的数据流中得到Bitmap格式的对象。后文的处理皆针对此Bitmap对象进行。
为了实现监控画面的显示，需继承View类，重写了onDraw（）方法。其中，在onDraw（）方法中所实现的内容，将在客户端界面上显示出来。定义一个Bitmap对象，此对象将在画布中绘制出来。当负责接收图片的线程接收到新的图片数据时，将数据传给该对象，并在线程中调用postlnvalidate0方法，重绘画面。为了系统实现更好的显示效果，本设计采用了双缓存机制。显示的画面存储在原先对象中，而接收的画面存储在变量另一对象中。如果网络状况不好，并不能及时接收到新的数据，使得另一对象为空，则原先的变量不更新，还将显示之前的画面，这样处理将在一定程度上提高用户体验，减少网络状况不好情况下的突发性黑屏。
根据Android的GUI系统，能够实现远程视频实时监视的用户界面，并提供播放器和用户之间的交互接口。Java和C语言框架共同组成了GUI系统，此系统对下层通过调用显示输入、输出设备的驱动，将Android的软件系统和底层的硬件联系起来；此系统对于上层提供了Java层次的绘图接口，Android的Java框架层调用这些接口来构建各种UI元素。此外，Java也可以调用绘图接口。
4 系统测试
在无线wifi覆盖的区域内，在联想y460（win7旗舰版sp1）、三星galaxy nexus（4.2.2）、Tp-link TL-WR740N等智能手机上，对本监控系统进行了现场测试。结果表明，整个系统运行稳定，连接图像速度快，在较高图片质量的情况下保证了稳定流畅的帧率，达到了预期设想的效果。因此，该系统具有十分广阔的应用前景。
参考文献：
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视频监控论文范文第8篇
【关键词】监测预警 无人值守
1 前言
随着“三集五大”建设的稳健进行，变电站的无人值守与智能化已成为一个迫切目标，对于检修人员与监控人员的业务素质提出了更高要求。从运行监控人员的角度来说，能否全面掌控站内设备运行情况是影响到电网安全稳定运行的决定性因素；从检修人员的角度来说，安全、高效的进行检修调试工作需要更加全面的技术手段作为保证。
如何保障工作人员的人身安全和设备的正常运行是变电站无人值守的关键所在。目前的解决方法更多是在管理制度上的体现，如工作票的申请、审批，工作现场的标志提示等。这些做法只能起到一定的约束作用，无法从根本上解决问题，所以在变电站设备维护检修时还是会有因人为因素导致的人员伤亡和设备损坏事件发生。
本系统依据物联网的设计理念，结合电力局内部的管理流程和信息化平台，建立一套完整的监控、防范系统，真正做到变电站“安全的”无人值守。
2 变电站集控中心的现状
当变电站内的二次设备需要检修时，工作人员需在内网信息化平台上申请工作票，相关管理部门会进行工作票的审批，保证此次检修的合理性。
在站内检修时，按规定工作人员仅能打开工作票上允许打开的柜门。
此流程存在以下安全隐患：
（1）检修人员能够随意开启保护室内二次屏柜柜门，调试工作中有可能误动开关回路引起开关跳闸，存在严重隐患。
（2）旧站改造工程中，运行中设备的警示及区分不够明确，检修人员可能发生误开运行间隔屏柜的行为。
（3）多项工作同时进行或变电站无人值守时，监控人员不易察觉是否有人为或其他原因（如小动物、外部人员等）导致屏柜开启。
（4）发生电网事故后，事故原因判断方法不够充足，责任追究手段不够严谨。
每年全国都会发生因工作人员疏忽或不按规定进行操作所引发的安全事故，加强管理，借助智能系统来从根本上解决此类问题已变得越来越重要。
3 监测预警系统
监测预警系统结合了门禁、视频监控、总线技术、网络技术等，系统结构框图如下图3.1所示。
该预警系统主要分为以下六个部分：
3.1 柜门状态监测
监测柜门的开启或关闭状态，通过总线将状态信号发送到监控平台。
该模块负责接收柜门监测装置发出的柜门状态信号，当开启的柜门有检修工单号时，系统仅记录下此次柜门开启的时间信息；当开启的柜门没有检修工单号时，系统将此次柜门开启视为一次异常事件，将向相关终端发出报警信息，并记录下此次操作过程。
工作流程如下图3.2所示。
3.2 监控平台
显示并记录柜门的开启或关闭状态，与工作人员录入的工单号建立链接并记入数据库；对柜门的异常开启发出报警，并将报警信息传送至相应的终端；记录工作人员通过门禁进入变电站的信息；提供视频监控功能。
3.3 应用终端
可通过GSM/3G短信的方式接收监控平台发出的报警信息或通过上网的方式查看系统相关信息。
3.4 门禁
通过输入密码的方式判断相关人员是否有进入变电站的权限。
该模块与门禁机（含密码输入功能）通信，记录通过门禁机进入变电站的员工工号、进入时间，提供各种信息查询方式和打印功能。
3.5 视频监控
可通过该模块查看实时视频图像，抓拍进入变电站的人员图像，可根据进入变电站的时间回看相关视频信息。
3.6 网络传输
提供各种数据的传输通道。
3.6.1 总线网络
柜门开启或关闭的状态信息通过485总线网络发送到监控平台。
3.6.2 内部局域网
门禁和视频监控（抓拍）都可借助于变电站内部的局域网，一路视频监控所占带宽为2Mb左右，门禁数据对带宽的影响可忽略不计。
3.6.3 公网
利用GSM/3G网络，监控平台可发送短消息给手机终端；
利用GSM/3G或互联网网络，手机终端或PC终端可访问监控平台的服务。
4 系统功能及解决的问题
4.1 柜门状态监测及报警功能
4.1.1 柜门状态监测
可以根据柜门内的探测设备，判断柜门的开启和关闭状态，并用图形化的方式显示出来。
探测设备通过485总线方式将状态信号送出，可根据总线寻址确定状态信号所对应的柜门信息。
实现工单号的编辑或分发接收功能，能够通过对工单号的解析，判断柜门的状态是否异常。
4.1.2 报警
当系统判断柜门的开启状态为异常时，需要进行如下动作：
通过声音报警设备发出语音报警信号；
将报警信息存入数据库，以便后期查询；
通过短信发送设备向指定的手机终端发送报警信息；
通过局域网或专网向指定的终端发送报警信息。
解决的问题：此功能能有效防止因工作人员疏忽或其它异常开启柜门的情况，一旦系统监测到柜门的异常打开，将用声光报警的方式告知工作人员，避免进一步发生事故的可能性。
4.2 信息服务及数据分析功能
建立C/S或B/S架构的信息服务端，手机终端或PC终端可通过专网或公网对服务端进行访问，获取包括柜门状态、报警信息、门禁信息、图片、视频及报表等系统数据。
该信息服务建立在数据安全通道的基础之上，保证系统的安全性和可靠性。
解决问题：为相关人员进行日常管理和事故处理时提供充足的数据信息，为日常管理的改进和安全事故的处理提供依据。
4.3 门禁功能
员工进入变电站需经过门禁系统，员工通过密码的方式进行验证，如果通过验证，系统会记录下员工的工号、进入时间、抓拍图片等信息；如果没有通过验证，系统会记录下此次异常信息，并保存相关视频。
解决的问题：阻止非工作人员和没有工作任务的人员进入变电站集控中心，减少发生安全事故的可能性。
4.4 视频监控功能
监控平台软件提供实时视频播放和录像回放功能，用户可以通过列表或布局图的方式选择需要查看的摄像机。
解决的问题：当发生事故时，可以通过视频信息追查事故发生的具体情况，进行事故原因的分析。
5 结束语
在任何一个行业中，安全生产是重中之重，由于安全事故带来的损失和影响是无法估量的，借助于目前信息技术的飞速发展，利用智能化系统提升企业的安全生产能力是未来的发展方向。
作者简介
王鹏，男，工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化。