校園安全視頻監控系統的設計與實現

常貴釗

【摘要】 隨著信息技術的迅速發展并應用到各行各業領域當中，創建與完善校園安全防范體系，提出一個基于C#的校園安全視頻監控管理系統。結合校園實際環境，系統采用C/S結構，整個系統劃分成終端監控、監控視頻數據傳輸、監控操作管理、監控中心電視墻監控四大部分。系統的實現，充分利用校園IP網絡資源共享的優勢，時刻監控校園的每一個區域，形成一張網絡化的校園視頻監控網，為建設平安校園提供技術保障。

【關鍵詞】 C# 校園安全 視頻監控 管理系統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，全國各地各類學校在校園內連續發生多起傷學生、盜竊等惡性案件，這些案件給學校以及學校周邊的治安工作敲響了警鐘。為了確保學校師生的人身安全，加強學校的治安綜合治理，避免各類安全隱患事件在校園內發生，需要運用現代信息技術來加強校園內的安全監控工作，從而實現由原來的人防到技術防范的轉變，不僅提高了學校的信息化建設水平，更重要的是提高校園安全監控管理的能力，營造一個安全、和諧的校園環境。

一、校園安全視頻監控系統的分析與設計

1.1 系統需求分析

校園安全視頻監控管理系統的設計與實現依托廣州某學校作為課題研究背景，根據校園安全監控管理需要來確定系統設計的需求，并按現代軟件工程技術方法進行開發與實現。學校周邊外來務工人員眾多，環境復雜。由于外來人員常到校內休閑散步等，給學校安全管理帶來巨大隱患，建設一個校園安全視頻監控管理系統勢在必然。

1.2 系統網絡運行平臺設計

綜合考慮學校的校園周邊環境、校園范圍、教學樓群布局、網絡軟硬件情況、系統建設經費等，把系統設計為C/S工作模式，即客戶機/服務器工作模式。客戶機端主要提供校園安全監控操作與瀏覽，服務器端主要是監控系統的管理平臺與數據存儲。客戶機端與服務器端通過校園網絡連接傳輸視頻監控數據。為了保證監控攝像機的監控視頻流準確、穩定的通過校園IP網絡進行傳輸至服務端存儲與監控瀏覽終端監控，在攝像機與校園網絡接入處安裝視頻HS監控服務器，實現多路H.264的壓縮方式視頻流穩定流暢傳輸。監控攝像終端同時安裝語音對講、煙霧紅外感應器、紅外傳感器、報警開關等設備，更好滿足對監控校園安全行為的需要、更準確地實現系統的功能。根據系統的背景需求、功能需求與性能需求分析，設計該系統網絡平臺結構如圖1所示。

1.3 系統功能結構設計

整個系統構成由各區域終端監控點、系統監控數據傳輸、系統監控操作管理中心、中心監控屏幕錄像電視墻四大部分。設計出系統的總體功能結構如圖2所示。

1.4系統監控云臺協議設計

系統采用Pelco_P協議。Pelco_P協議采用RS-485進行傳輸，線路信號速率為4800波特/秒以上。該協議規定1位起始位和停止位，8位數據位。Pelco_P協議命令為8個字節，各個字節的功能定義為：字節1為STX，表示開始傳輸，碼值始終為A0H；字節2為地址碼，表示攝像機的邏輯地址范圍，碼值為00H-1FH；字節3為指令碼，共8位，位0和位1是焦距調節，位2和位3是光圈調節，位4是攝像機開/關，位5是自動掃描；字節4為指令碼2，共8位，是攝像機鏡頭上、下、左、右視角的寬窄調節；字節5為數據碼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6為數據碼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7為ETX，是停止碼，碼值始終為AFH；字節8為校驗碼，校驗碼的值為：校驗碼= Byte1 ⊕Byte2 ⊕Byte3 ⊕Byte4 ⊕Byte5 ⊕Byte6⊕Byte7 。

二、系統關鍵模塊的實現2.1 云臺監控協議的實現

云臺控制通過云臺協議來完成，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換為水平、垂直運動，光圈、焦距調節，攝像機關閉、開啟等云臺控制功能，而這些指令是由云臺控制協議確定的。關鍵部分實現如下：

public byte[] CameraFocus（ uint deviceAddress，Focus action）{ //聚焦調控

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）{ //對焦調控

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

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

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

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

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

進行視頻監控有時是需要對視頻進行錄制，錄制好的監控視頻變成錄像文件，需要時能夠實現播放。系統錄像回放模塊的功能就是用來選擇已經錄制好的視頻錄像文件。要實現錄像回放功能，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 監控主窗體的實現

校園安全視頻監控系統與其它信息系統相比，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，把系統的關鍵功能：云臺控制、方向控制、角度控制、設備管理等集成于主窗體界面。在實現時，創建一個系統監控管理主窗體WindowsMonitorMain.cs，監控管理的關鍵功能云臺控制、方向控制、角度控制、設備管理等通過主窗體調用云臺控制類PTZCtrl、方向控制類DirectionCtrl、角度控制類AngleCtrl、設備管理類DeviceMang的方法來實現。

用戶登錄通過驗證后，進入到系統監控管理WindowsMonitorMain.cs主窗體，如圖3所示。

三、結束語

系統的實現，充分利用校園IP網絡資源共享的優勢，時刻監控校園的每一個區域，形成一張網絡化的校園視頻監控網，為建設平安校園提供技術保障。系統開發采用先進的軟件工程技術，著眼于C/S結構架構，利用了軟件架構方法學思想并豐富了軟件開發架構周期理論，提出了一些改進方法。經過測試與試用，表明監控視頻流傳輸穩定、監控錄像清晰、監控操作界面簡潔，達到實際應用要求。

參 考 文 獻

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

[4] Woo H， Jung Y M， Kim J G， et a1. Environmentally Robust Motion Detection for Video Surveillance. IEEE Trans-actions on Image Processing， 2010，19（11）： 2838-2848