校園監(jiān)控系統(tǒng)的綜合應(yīng)用分析

劉中艷

摘要：隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，教育信息化已經(jīng)成為當(dāng)代教育的現(xiàn)狀，而且在各院校都取得了不錯的成績。隨著教育信息化建設(shè)的不斷加快，其信息化建設(shè)環(huán)境必不可少。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是信息化建設(shè)的一部分，對于校園問題日益尖銳的今天來說，科學(xué)有效的管理技術(shù)是極為關(guān)鍵的，因此對校園進(jìn)行有效的監(jiān)控，則成為校園信息化建設(shè)的迫切要求。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需要采用視頻技術(shù)，包括視頻的采集、壓縮和數(shù)據(jù)的傳輸。校園監(jiān)控系統(tǒng)在校園內(nèi)的各個領(lǐng)域都得到了普遍的應(yīng)用，本文就對校園監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，對其組成特點和功能進(jìn)行詳細(xì)的介紹。校園監(jiān)控系統(tǒng)不僅為院校的師生提供了可靠的教學(xué)、科研環(huán)境，還推進(jìn)了校園教育信息化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：校園監(jiān)控系統(tǒng)；教育信息化；綜合應(yīng)用

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）18-0203-02

自20世紀(jì)80年代，信息化計算的迅速應(yīng)用，使得監(jiān)控系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，從最初的模擬系統(tǒng)發(fā)展到如今的數(shù)字視頻監(jiān)控，歷經(jīng)二十多年的研發(fā)。如今占據(jù)主要地位的健康系統(tǒng)是數(shù)字系統(tǒng)，它的基本功能從基本的監(jiān)控錄像發(fā)展到如今的多種功能，比如聯(lián)動報警、用戶管理和電子地圖等等一些功能。尤其是信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，嵌入式網(wǎng)絡(luò)攝影技術(shù)的誕生，監(jiān)控系統(tǒng)依然成為全數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)。它符合人們的使用需求，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)對圖像進(jìn)行壓縮處理，并且可以使用傳感器、人工智能等新的技術(shù)對校園進(jìn)行全方位的監(jiān)控。校園監(jiān)控系統(tǒng)對視頻圖像等進(jìn)行了數(shù)字化處理，因此它具備更多優(yōu)點，性能俱佳。

1校園監(jiān)控系統(tǒng)的概述

我國教育信息化建設(shè)對于國外來說，起步較晚，而且對于校園的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備也不重視，因此所花費的人力和物力投資較少。但是隨著科學(xué)技術(shù)的迅速增長，監(jiān)控系統(tǒng)也在不斷的變化，從起初攝像機、錄像機等原始的監(jiān)控設(shè)備向數(shù)字化監(jiān)控轉(zhuǎn)變。之前的監(jiān)控設(shè)備是通過電纜傳輸視頻信號，使得錄像質(zhì)量不高，負(fù)載重，而且僅僅支持本地監(jiān)控，這張監(jiān)控設(shè)備受各種因素的影響很大，因此具備局限性。而現(xiàn)在的數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備，它是基于網(wǎng)絡(luò)而生，與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)有著明顯的優(yōu)勢，克服了傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備存在的局限，在攝像機內(nèi)安裝服務(wù)器，給有權(quán)限的用戶提供端口，方便他們對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行訪問和監(jiān)控?，F(xiàn)在的校園監(jiān)控吸引都采用這種監(jiān)控方式，同時也是校園信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

隨著教育信息化的建設(shè)的逐步深入，校園教育信息化建設(shè)逐漸被重視起來，校園安全和穩(wěn)定也成為校園信息化建設(shè)的重點。校園的穩(wěn)定和安全是教學(xué)活動順利開展的前提，因此而備受重視。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，校園監(jiān)控系統(tǒng)也被諸多院校采用，其目的是為了維護(hù)校園的安全與穩(wěn)定，給師生的校園活動提供良好的保障。

2校園監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)分析

校園監(jiān)控技術(shù)里面主要用到視頻的采集、壓縮和傳輸，視頻采集技術(shù)指的是將視頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。將終端信號轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號，然后進(jìn)行保存的一個過程。視頻壓縮就是將視頻文件的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對于視頻傳輸來說，是對數(shù)據(jù)流進(jìn)行的一個實時傳輸。

2.1視頻采集技術(shù)

在校園監(jiān)控系統(tǒng)中，有一個重要的組成設(shè)備，就是圖像感光傳感器。它主要將鏡頭處理過的光線，轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后交給轉(zhuǎn)換器。現(xiàn)在常用的感光傳感器，分為兩類，CMOS和CCD。CCD是電荷耦合設(shè)備，有兩種類型，即Linear型和Area型。它們的使用范圍也各不相同，這里使用的是Area型，主要作用將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，模擬信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換，變換成數(shù)字信號，從而實現(xiàn)完成對視頻圖像的采集。CMOS的工作原理與CCD相同，最大的差別在于信號的讀取過程，CCD中的輸入節(jié)點是有限的，而且是統(tǒng)一讀取，因此輸出信號一致。但是在CMOS中，是對每個像素進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換，一致性較差。但是在對整個視頻進(jìn)行處理時，CMOS的帶寬較高。

2.2視頻壓縮技術(shù)

視頻通過壓縮技術(shù)，轉(zhuǎn)換視頻文件格式，在進(jìn)行傳輸，常用的壓縮技術(shù)算法也比較多，校園監(jiān)控系統(tǒng)主要采用MJPEG和H.264兩種。MJPEG是動態(tài)圖像壓縮技術(shù)，在視頻壓縮中應(yīng)用廣泛，它主要是忽略視頻流中間幀的變化規(guī)律，對每一幀進(jìn)行壓縮。它先將低解析的圖像進(jìn)行傳輸，然后補發(fā)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，以此來提高畫面質(zhì)量。但是它的效率很低，而且容易產(chǎn)生冗余信息，占據(jù)空間。H.264是針對數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，具備統(tǒng)一的編碼，高精度位移計算，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性很強，具備良好的糾錯能力。

2.3視頻傳輸技術(shù)

監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流需要進(jìn)行傳輸，常用的傳輸協(xié)議有RTP/RTCP/RTSP協(xié)議，RTP協(xié)議是對數(shù)據(jù)流進(jìn)行實時傳輸，而RTCP協(xié)議是為了實現(xiàn)流量控制和防止擁塞，RTSP是實現(xiàn)數(shù)據(jù)如何有效的實現(xiàn)一對多傳輸。RTP是對音頻視頻信息進(jìn)行實時傳輸所指定的協(xié)議，對數(shù)據(jù)包的格式進(jìn)行詳細(xì)的說明，受控于RTCP。RTCP的主要作用是將RTP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行反饋。RTSP協(xié)議，是實時流的傳輸協(xié)議，具備良好的可擴展性和高度的安全性。

3校園監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計

校園監(jiān)控技術(shù)在設(shè)計初期就要綜合考慮到性能和功能方面，性能穩(wěn)定、功能齊全、節(jié)約成本為佳。

3.1設(shè)計原則

校園監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計的時候要遵循以下原則，其一，功能齊全，滿足監(jiān)控需求。校園監(jiān)控系統(tǒng)所用到的技術(shù)性能自然要達(dá)到技術(shù)先進(jìn)水平，而且要考慮到后續(xù)的維護(hù)等問題，并且整個系統(tǒng)要給監(jiān)控中心提供全面、清晰的實時監(jiān)控畫面。滿足校園監(jiān)控需求，對校園進(jìn)行實地探查，在進(jìn)行系統(tǒng)的配置。其二，節(jié)約資金，經(jīng)濟實用；在保證各項功能都能順利實施的基礎(chǔ)上，合理的對系統(tǒng)進(jìn)行組合，節(jié)約項目資金。其三，保障高可靠性，校園監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是為了維護(hù)校園安全，因此要保障系統(tǒng)的高可靠性，遇到故障，依舊可以保證數(shù)據(jù)不被損害。

3.2整體構(gòu)架

校園監(jiān)控系統(tǒng)是為了實現(xiàn)對校園內(nèi)活動都進(jìn)行有效的監(jiān)控，包括教學(xué)、管理、科研、后勤等。整體架構(gòu)思路是在監(jiān)控室設(shè)立中心監(jiān)控設(shè)備，另外在各個需要監(jiān)控的區(qū)域部署相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備。以校園局域網(wǎng)絡(luò)為核心，建立起一個數(shù)字化、智能化的校園監(jiān)控系統(tǒng)。主要工作流程是監(jiān)控設(shè)備采集視頻信號，然后對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳輸，從而實現(xiàn)對校園的實時監(jiān)控。在設(shè)計的過程中，分為六個部分，客戶端、管理器、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備、報警處理和監(jiān)控控制臺。

3.3校園監(jiān)控系統(tǒng)功能

在中心控制器上，可以清晰的看到錄制的時間、日期，支持預(yù)覽、回放、設(shè)置等功能。用戶可以通過色彩調(diào)節(jié)，對傳輸圖像進(jìn)行對比度、色彩效果設(shè)置，在啟動報警功能時，電子地圖會自動顯示報警位置。其次，它還支持按鈕控制，可以直接拖拽鼠標(biāo)對鏡頭進(jìn)行全方位控制。另外，它還提供日志記錄，用戶可以通過日志記錄功能，來保證管理工作的連續(xù)性。校園監(jiān)控中心控制臺的全部操作，系統(tǒng)的運行情況等操作都會被記錄保存。除此之外，用戶也可以根據(jù)自身情況來進(jìn)行程序配置，進(jìn)行權(quán)限的分配等。

4結(jié)論

隨著教育信息化的快速發(fā)展，我國各個院校在信息化建設(shè)中都取得了一定的成效。校園監(jiān)控系統(tǒng)作為教育信息化建設(shè)中不可或缺的一部分，也得到了院校各級領(lǐng)導(dǎo)的重視。各個學(xué)校都對校園監(jiān)控系統(tǒng)投入了人力、物力和財力來進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。它在一定程度上保護(hù)了校園的安全和穩(wěn)定，給保障全校師生的教學(xué)、科研活動的順利進(jìn)行。endprint