視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用

　　摘要：本文介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，并對(duì)目前應(yīng)用廣泛的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定史、基本構(gòu)成，特點(diǎn)及功能做了詳細(xì)闡述。
　　關(guān)鍵詞：嵌入式　視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　中圖分類號(hào)：TP277　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1672--3791(2012)01(b)-0028-01
　　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已逐步發(fā)展成為安全防范系統(tǒng)的重要組成部分。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的引導(dǎo)圖像和數(shù)據(jù)等信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確、快速、清晰的傳回信息指揮中心，監(jiān)控中心的值班人員才能夠通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)的、直接的了解和掌握各個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際情況，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出相應(yīng)的反應(yīng)，實(shí)施有效的處理。
　　1　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展
　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)不同階段，即模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
　　1.1　模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　模擬監(jiān)控系統(tǒng)是第一代監(jiān)控系統(tǒng)，是帶有磁帶錄像機(jī)的全模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也就是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。
　　該系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
　　(1)視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式，質(zhì)量最高。
　　(2)系統(tǒng)龐雜，維護(hù)和管理成本相對(duì)較高。
　　(3)只適合用于較小的地理范圍。
　　(4)與信息系統(tǒng)無(wú)法交換數(shù)據(jù)。
　　(5)監(jiān)控僅限于監(jiān)控中心，應(yīng)用的靈活性差。
　　(6)不易擴(kuò)展。
　　1.2　數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了，具有視頻壓縮功能的數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)(即DVR)逐步取代了全模擬監(jiān)控系統(tǒng)。
　　作為第二代數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，DVR采用計(jì)算機(jī)和Windows操作系統(tǒng)為平臺(tái)，不同型號(hào)視頻卡可連接1／2／4路視頻，支持實(shí)時(shí)視頻和音頻，適合第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)和改造，但不適合新建的監(jiān)控系統(tǒng)和要求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)。
　　該系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
　　(1)視頻、音頻信號(hào)的采集、存儲(chǔ)主要為數(shù)字形式，質(zhì)量較高。
　　(2)從監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)控中心仍為模擬方式傳輸，因而適合于較小范圍的區(qū)域監(jiān)控。
　　(3)系統(tǒng)功能較為強(qiáng)大、完善。
　　(4)系統(tǒng)建設(shè)成本高，不易維護(hù)、且維護(hù)費(fèi)用較大。
　　(5)與信息系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù)。
　　(6)系統(tǒng)擴(kuò)展能力較差。
　　1.3　數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)字視頻的控制信號(hào)和音頻、視頻信息都采用數(shù)字化的方式，并以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了視頻／音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用的多媒體化以及管理的智能化。
　　目前有兩種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一種是以數(shù)字錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，另一種是嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
　　數(shù)字視頻系統(tǒng)與前兩代系統(tǒng)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　(1)利用已有的網(wǎng)絡(luò)資源，不需要為新建的系統(tǒng)鋪設(shè)光纜、增加設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。
　　(2)維護(hù)費(fèi)用低，前端設(shè)備是即插即用、免維護(hù)系統(tǒng)。
　　(3)系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方增加監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備就可擴(kuò)展新的監(jiān)控點(diǎn)。
　　(4)系統(tǒng)功能強(qiáng)大、完善，應(yīng)用靈活性高，全數(shù)字化錄像便于保存和檢索。
　　(5)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)只要安裝了客戶端的軟件，給予相應(yīng)的權(quán)限就可成為監(jiān)控工作站。
　　2　嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
　　嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它集軟硬件于一體，硬件包括處理器／微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I／O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(OS)(要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用，它是一種實(shí)時(shí)的、支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等。
　　嵌入式系統(tǒng)目前已發(fā)展到嵌入視頻Web服務(wù)器階段，嵌入式視頻Web服務(wù)器的主要原理是視頻服務(wù)器內(nèi)置一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。由現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后，再由高效壓縮芯片進(jìn)行壓縮，通過(guò)內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。這種嵌入方式由于把視頻壓縮和web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達(dá)到即插即用，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝時(shí)僅需設(shè)置一個(gè)IP地址即可，用戶端也無(wú)需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。
　　嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點(diǎn)。
　　監(jiān)控范圍廣：只要網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的區(qū)域，該系統(tǒng)即可進(jìn)行監(jiān)控，甚至是廣域網(wǎng)范圍。
　　擴(kuò)展能力強(qiáng)：系統(tǒng)幾乎具有無(wú)限擴(kuò)展能力，所有設(shè)備都以IP地址進(jìn)行標(biāo)識(shí)，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，由于Web服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。
　　性能穩(wěn)定可靠：嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，系統(tǒng)具有較好的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。
　　管理方便：由于是集成式的，無(wú)需專人管理，非常適合于無(wú)人值守的環(huán)境。
　　對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有一定的要求：由于是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，隨著傳輸?shù)穆窋?shù)和距離的增大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求就越高。
　　3　結(jié)語(yǔ)
　　嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，具有較長(zhǎng)的生命周期。有理由相信，嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將得到更加廣泛的應(yīng)