基于web的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究

湖北工業(yè)大學(xué) 萬千

基于web的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究

湖北工業(yè)大學(xué) 萬千

本論文提出了一種基于web的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，利用嵌入式處理器技術(shù)，結(jié)合Internet的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了該監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)分為前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端2個(gè)部分。前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的設(shè)計(jì)，將嵌入式處理器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，有效地實(shí)現(xiàn)了視頻處理與Web服務(wù)器的高度集成。

嵌入式；視頻；監(jiān)控系統(tǒng)

1 嵌入式系統(tǒng)概述

嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、Internet技術(shù)結(jié)合發(fā)展的產(chǎn)物，隨著社會(huì)信息化程度的不斷提高，以及監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)以其本身體積小、實(shí)時(shí)性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。

嵌入式系統(tǒng)被定義為:以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件與嵌入式軟件組成，硬件以芯片、模板、組件、控制器形式埋藏于設(shè)備內(nèi)部，軟件是實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和各種專用軟件，一般固化在ROM或閃存中。

2 系統(tǒng)的主要功能

(1)提供2種用戶監(jiān)控界面:EI瀏覽器的監(jiān)控界面，能夠提供一路視頻的現(xiàn)場(chǎng)瀏覽、錄像、遠(yuǎn)程控制(對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)和鏡頭進(jìn)行控制)和系統(tǒng)配置(報(bào)警設(shè)置、解碼器設(shè)置等);專用程序控制界面，能夠提供1-6路網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的圖像的瀏覽、錄像及遠(yuǎn)程控制。

(2)系統(tǒng)具有基于圖像分析的異常報(bào)警功能，攝像機(jī)提供UO信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與其它報(bào)警設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，報(bào)警可以通過電子郵件傳送給指定的接收人，同時(shí)攝像機(jī)能夠?qū)?bào)警時(shí)刻拍攝的照片發(fā)送到指定的服務(wù)器上。

(3)系統(tǒng)具有帶寬自適應(yīng)功能，能夠在Internet上自適應(yīng)調(diào)整編碼速率，實(shí)現(xiàn)最佳的音視頻質(zhì)量控制。

(4)系統(tǒng)視頻存儲(chǔ)格式:M-JPEG和MPEG-4。基于Web的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與編碼實(shí)現(xiàn)。

(5)系統(tǒng)具有目錄服務(wù)功能，對(duì)沒有公網(wǎng)IP地址的用戶提供了廉價(jià)的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案，支持普通網(wǎng)絡(luò)和電話網(wǎng)絡(luò)。

3 軟件設(shè)計(jì)

從總體上講，該嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)包括采集端的軟件體系結(jié)構(gòu)和瀏覽端的軟件體系結(jié)構(gòu)2部分。采集端的軟件體系結(jié)構(gòu)可劃分為6個(gè)部分。采集端軟件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 采集端軟件結(jié)構(gòu)圖

(1)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)及報(bào)警部分:原始數(shù)據(jù)流捕獲組件獲得未壓縮的音視頻數(shù)據(jù)，異常檢測(cè)組件從捕獲的原始音視頻數(shù)據(jù)中，抽取亮度分量，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，確定是否有異常，報(bào)警組件根據(jù)異常情況發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

(2)壓縮編碼部分:將捕獲到的原始音視頻碼流壓縮成適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。

(3)碼率控制部分:調(diào)整傳輸?shù)拇a率，完成現(xiàn)場(chǎng)多媒體數(shù)據(jù)的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸，用于支持瀏覽端的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)覽功能。

(4)控制命令接收部分:用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳來的用戶請(qǐng)求控制命令、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置等信息，完成用戶和通道的設(shè)定。

(5)設(shè)備控制功能:設(shè)備控制器接收網(wǎng)絡(luò)傳送來的(用戶界面發(fā)出的)控制命令，一方面可控制解碼器，完成對(duì)云臺(tái)、鏡頭等前端設(shè)備的控制；另一方面，可以對(duì)攝像頭的網(wǎng)絡(luò)信息、報(bào)警服務(wù)等進(jìn)行配制。

4 系統(tǒng)總結(jié)

嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，本論文提出的基于Web的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過了設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)之后，我們對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了綜合測(cè)試，這里，我們對(duì)該系統(tǒng)做如下幾個(gè)方面的總結(jié):

(1)從功能角度講，完成了預(yù)先設(shè)定的目標(biāo):一個(gè)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控的、高度集成的基于web的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的瀏覽、云臺(tái)鏡頭等的控制、圖像參數(shù)的設(shè)置、用戶的管理等。

(2)從遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶的角度講，使用方便。用戶只需通過EI瀏覽器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控，也可使用專用的客戶端軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)監(jiān)控。

[1]徐力，孔巖.視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];軟件開發(fā)與應(yīng)用，2005年第4期:60-62.

[2]許海燕，付炎.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用[M];北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3」劉紅彬，周強(qiáng).Pl網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及其發(fā)展前景[M];煤礦現(xiàn)代化，2005年第4期:44-46.

2016-01-07）