校園安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

常貴釗

【摘要】 隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展并應(yīng)用到各行各業(yè)領(lǐng)域當中，創(chuàng)建與完善校園安全防范體系，提出一個基于C#的校園安全視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。結(jié)合校園實際環(huán)境，系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)劃分成終端監(jiān)控、監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控操作管理、監(jiān)控中心電視墻監(jiān)控四大部分。系統(tǒng)的實現(xiàn)，充分利用校園IP網(wǎng)絡(luò)資源共享的優(yōu)勢，時刻監(jiān)控校園的每一個區(qū)域，形成一張網(wǎng)絡(luò)化的校園視頻監(jiān)控網(wǎng)，為建設(shè)平安校園提供技術(shù)保障。

【關(guān)鍵詞】 C# 校園安全 視頻監(jiān)控 管理系統(tǒng)Design and Implementation of a Campus Safety Monitoring System

Chang Guizhao（Guangzhou Huadu District Economic and Trade Vocational Technical School，Guangdong，Guangzhou 510800）

Abstract： With the rapid development of information technology and applied to all walks of life field， creating a perfect campus safety and prevention system. From that standpoint，a campus video security monitoring and management system based on C# is presented. The system is a video monitor management system using the C/S architecture， Combined with the campus environment.The whole system is divided into four parts： terminal monitoring， data transmission， operation and management， the monitoring center. The realization of the system is the full use of the advantages of IP campus network resource sharing. The system can monitor each place all the time in the campus， to form a monitoring network， provide technical support to create a safe campus.

Key Words： C# Campus security Video monitor Management system

近年來，全國各地各類學(xué)校在校園內(nèi)連續(xù)發(fā)生多起傷學(xué)生、盜竊等惡性案件，這些案件給學(xué)校以及學(xué)校周邊的治安工作敲響了警鐘。為了確保學(xué)校師生的人身安全，加強學(xué)校的治安綜合治理，避免各類安全隱患事件在校園內(nèi)發(fā)生，需要運用現(xiàn)代信息技術(shù)來加強校園內(nèi)的安全監(jiān)控工作，從而實現(xiàn)由原來的人防到技術(shù)防范的轉(zhuǎn)變，不僅提高了學(xué)校的信息化建設(shè)水平，更重要的是提高校園安全監(jiān)控管理的能力，營造一個安全、和諧的校園環(huán)境。

一、校園安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)的分析與設(shè)計

1.1 系統(tǒng)需求分析

校園安全視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)依托廣州某學(xué)校作為課題研究背景，根據(jù)校園安全監(jiān)控管理需要來確定系統(tǒng)設(shè)計的需求，并按現(xiàn)代軟件工程技術(shù)方法進行開發(fā)與實現(xiàn)。學(xué)校周邊外來務(wù)工人員眾多，環(huán)境復(fù)雜。由于外來人員常到校內(nèi)休閑散步等，給學(xué)校安全管理帶來巨大隱患，建設(shè)一個校園安全視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)勢在必然。

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行平臺設(shè)計

綜合考慮學(xué)校的校園周邊環(huán)境、校園范圍、教學(xué)樓群布局、網(wǎng)絡(luò)軟硬件情況、系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)費等，把系統(tǒng)設(shè)計為C/S工作模式，即客戶機/服務(wù)器工作模式?？蛻魴C端主要提供校園安全監(jiān)控操作與瀏覽，服務(wù)器端主要是監(jiān)控系統(tǒng)的管理平臺與數(shù)據(jù)存儲。客戶機端與服務(wù)器端通過校園網(wǎng)絡(luò)連接傳輸視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。為了保證監(jiān)控攝像機的監(jiān)控視頻流準確、穩(wěn)定的通過校園IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸至服務(wù)端存儲與監(jiān)控瀏覽終端監(jiān)控，在攝像機與校園網(wǎng)絡(luò)接入處安裝視頻HS監(jiān)控服務(wù)器，實現(xiàn)多路H.264的壓縮方式視頻流穩(wěn)定流暢傳輸。監(jiān)控攝像終端同時安裝語音對講、煙霧紅外感應(yīng)器、紅外傳感器、報警開關(guān)等設(shè)備，更好滿足對監(jiān)控校園安全行為的需要、更準確地實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。根據(jù)系統(tǒng)的背景需求、功能需求與性能需求分析，設(shè)計該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)構(gòu)成由各區(qū)域終端監(jiān)控點、系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)監(jiān)控操作管理中心、中心監(jiān)控屏幕錄像電視墻四大部分。設(shè)計出系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.4系統(tǒng)監(jiān)控云臺協(xié)議設(shè)計

系統(tǒng)采用Pelco_P協(xié)議。Pelco_P協(xié)議采用RS-485進行傳輸，線路信號速率為4800波特/秒以上。該協(xié)議規(guī)定1位起始位和停止位，8位數(shù)據(jù)位。Pelco_P協(xié)議命令為8個字節(jié)，各個字節(jié)的功能定義為：字節(jié)1為STX，表示開始傳輸，碼值始終為A0H；字節(jié)2為地址碼，表示攝像機的邏輯地址范圍，碼值為00H-1FH；字節(jié)3為指令碼，共8位，位0和位1是焦距調(diào)節(jié)，位2和位3是光圈調(diào)節(jié)，位4是攝像機開/關(guān)，位5是自動掃描；字節(jié)4為指令碼2，共8位，是攝像機鏡頭上、下、左、右視角的寬窄調(diào)節(jié)；字節(jié)5為數(shù)據(jù)碼1，是攝像機鏡頭左右水平方向移動速度，由低速到高速碼值為00H-3FH，00H為停止，最高速為40H；字節(jié)6為數(shù)據(jù)碼2，是攝像機鏡頭上下垂直方向移動速度，由低速到高速碼值為00H-3FH，00H為停止，最高速為3FH；字節(jié)7為ETX，是停止碼，碼值始終為AFH；字節(jié)8為校驗碼，校驗碼的值為：校驗碼= Byte1 ⊕Byte2 ⊕Byte3 ⊕Byte4 ⊕Byte5 ⊕Byte6⊕Byte7 。

二、系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的實現(xiàn)2.1 云臺監(jiān)控協(xié)議的實現(xiàn)

云臺控制通過云臺協(xié)議來完成，當云臺收到來自外部的控制信號時，云臺解碼器將這些信號轉(zhuǎn)換為水平、垂直運動，光圈、焦距調(diào)節(jié)，攝像機關(guān)閉、開啟等云臺控制功能，而這些指令是由云臺控制協(xié)議確定的。關(guān)鍵部分實現(xiàn)如下：

public byte[] CameraFocus（ uint deviceAddress，F(xiàn)ocus action）{ //聚焦調(diào)控

if（action= =Focus.Near）

return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）；

else

return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }

public byte[ ] CameraZoom（uint deviceAddress，Zoom action）{ //對焦調(diào)控

return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }

public byte[ ] CameraIfisSwitch（uint deviceAddress，Iris action） { //光圈調(diào)控

return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）； }

public byte[ ] CameraSwitch（uint deviceAddress，Switch action） { //雨刷調(diào)控

byte m_action=CameraOnOff； if（action= =Switch.On）

m_action=CameraOnOff+Sense；

return Message.GetMessage（deviceAddress，m_ action，0x00，0x00，0x00）； }

2.2 錄像回放模塊的實現(xiàn)

進行視頻監(jiān)控有時是需要對視頻進行錄制，錄制好的監(jiān)控視頻變成錄像文件，需要時能夠?qū)崿F(xiàn)播放。系統(tǒng)錄像回放模塊的功能就是用來選擇已經(jīng)錄制好的視頻錄像文件。要實現(xiàn)錄像回放功能，需要用到Media Player控件，該控件不是C#“工具箱”默認的控件，要通過將COM組件添加到工具箱中。具體實現(xiàn)的主要部分如下：

private void btnPlay_Click（object sender，EventArgs e）{

ofDialog.filter=″*.avi|*.avi″； //視頻文件的格式

ofDialog.Title= “請選擇播放的監(jiān)控視頻文件”； //對話框標題

ofDialog.InitialDirectory=Application.StartupPath. Substring（0， Application.StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））. Substring（0，Application.StartupPath.Substring（0，Application. StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））+ ＼＼Video＼＼；

if（ofDialog.ShowDialog（ ）= =DialogReult.OK）{

this. axWinMediaPlayer1.URL=ofDialog.FileName； }//播放視頻文件 }

2.3 監(jiān)控主窗體的實現(xiàn)

校園安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)相比，其操作界面并不需十分華麗，只要方便操作與管理即可。基于此考慮，把系統(tǒng)的關(guān)鍵功能：云臺控制、方向控制、角度控制、設(shè)備管理等集成于主窗體界面。在實現(xiàn)時，創(chuàng)建一個系統(tǒng)監(jiān)控管理主窗體WindowsMonitorMain.cs，監(jiān)控管理的關(guān)鍵功能云臺控制、方向控制、角度控制、設(shè)備管理等通過主窗體調(diào)用云臺控制類PTZCtrl、方向控制類DirectionCtrl、角度控制類AngleCtrl、設(shè)備管理類DeviceMang的方法來實現(xiàn)。

用戶登錄通過驗證后，進入到系統(tǒng)監(jiān)控管理WindowsMonitorMain.cs主窗體，如圖3所示。

三、結(jié)束語

系統(tǒng)的實現(xiàn)，充分利用校園IP網(wǎng)絡(luò)資源共享的優(yōu)勢，時刻監(jiān)控校園的每一個區(qū)域，形成一張網(wǎng)絡(luò)化的校園視頻監(jiān)控網(wǎng)，為建設(shè)平安校園提供技術(shù)保障。系統(tǒng)開發(fā)采用先進的軟件工程技術(shù)，著眼于C/S結(jié)構(gòu)架構(gòu)，利用了軟件架構(gòu)方法學(xué)思想并豐富了軟件開發(fā)架構(gòu)周期理論，提出了一些改進方法。經(jīng)過測試與試用，表明監(jiān)控視頻流傳輸穩(wěn)定、監(jiān)控錄像清晰、監(jiān)控操作界面簡潔，達到實際應(yīng)用要求。

參 考 文 獻

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[3]郭芳， 張家樹. 基于H.265的安全高效的指數(shù)哥倫布編解碼方案. 計算機應(yīng)用與軟件， 2013，30（10）： 85-86，112

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