基于網絡的遠程實時監控系統的設計與實現

周鴻+馮瑞

摘 要： 為了實現基于網絡的遠程實時監控系統，采用Java編寫本地Web服務器，利用Dreamweaver設計監控頁面，使得用戶可在客戶終端瀏覽實時監控系統網頁，并通過此網頁進行實時監控和查詢歷史記錄。同時還給出了基于3G網絡的實時監控系統和報警模塊的設計思路。

關鍵詞： 遠程實時監控系統； Java； Dreamweaver； 3G網絡

中圖分類號： TN915.03?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）20?0035?03

Design and implementation of network?based remote real?time supervisory system

ZHOU Hong1， FENG Rui2

（1. Xian Branch Company of China Telecom， Xian 710004， China； 2. Northwest Engineering Corporation Limited， Power China， Xian 710065， China）

Abstract： In order to realize the remote real?time monitoring system based on network， in this paper， Java is adopted to compile the local web server， Dreamweaver is used to design the monitoring page， which can facilitate users to browse the web pages on client terminal， and execute real?time monitoring and query history records. At the same time， the design conception of real?time monitoring system based on 3G network and its alarm module are given.

Keywords： remote real?time monitoring system； Java； Dreamweaver； 3G network

隨著網絡技術的發展，越來越多的監控系統以網絡作為基礎平臺，依據Web技術通過遠程監控實現流程的控制和管理[1]。與此同時，隨著第三代移動技術標準的提出，3G技術及其應用越來越得到人們的重視，基于3G的遠程實時監控實現了智能化、自動化管理，有了更實用的意義。與傳統的網絡視頻監控系統相比，智能監控系統不僅能有效采集信息，還具有強大的圖像處理能力以及完善的智能技術，能夠給用戶提供類似高級視頻分析這類更高級的功能[2]。因此，基于網絡的遠程實時監控系統的智能化發展將會是未來的發展方向。

1 系統架構設計及功能描述

1.1 智能系統的總體結構

系統分為終端采集模塊、Web服務器、智能監控網頁和客戶端瀏覽器，系統結構如圖1所示。

1.2 Web服務器的架構設計

Web服務器就是能夠從網絡中接受HTTP請求，然后提供HTTP回復給請求者，HTTP回復一般包含一個HTML文件，但也可以包含一個純文字文件、一個圖像或其他類型的文件[3]。只要是連接到互聯網，從任何地方都可以訪問Web服務器。其要求支持以下內容：支持多線程多用戶并發訪問；支持線程池技術；支持自定義主頁；支持日志記錄；支持配置信息。

圖1 系統總體結構圖

Web服務器整體構架如圖2所示。整個系統采用模塊化的方式來處理，分為：HTTP協議頭解析模塊、HTTP響應頭構造模塊、線程池模塊、CGI解析模塊、配置信息模塊、日志記錄模塊。配置信息模塊主要負責從外部讀入配置信息；日志記錄模塊主要是正常日志的文件緩沖和錯誤日志的及時輸出；線程池模塊主要用于構造線程池的多線程運行[4]；CGI模塊主要用于人機交互；HTTP模塊主要用于解析HTTP協議。

各大模塊都搭建好以后，Java語言需要一個主程序作為“入口”，以啟動程序和觸發各大模塊[5]，主程序運行框架如圖3所示。

圖2 Web服務器整體構架

圖3 主程序運行框架圖

在Eclipse中編譯使用Java寫好的程序，會出現服務器名稱、IP地址以及端口號，如圖4所示。

圖4 Java運行結果

1.3 智能監控系統網頁設計

利用Dreamweaver設計智能監控系統網頁[6]，分為登陸主頁：完成用戶登錄鑒權；系統主頁：包括實時監控和歷史查詢。將編輯好的網頁系統放在Web服務器上，并與網絡連接。其總體架構如圖5所示。

圖5 監控系統網頁總體架構

登陸主頁的制作：建立好站點和模板以后，就可以制作index.html，即一個網站的開始界面，由于本設計是智能化監控系統，因此該index.html應是一個登陸界面，該登陸界面需要輸入用戶名和密碼，若輸入正確，用戶才能進入系統，輸入錯誤，用戶則需要重新輸入，登陸界面的代碼如下：

function login（）{

var name=document.getElementById（"name"）.value；

var pass=document.getElementById（"pass"）.value；

if（name=="wtt" && pass=="wtt"）{

alert（"登入成功"）；

window.location="index1.html"

}else{

alert（"用戶名或密碼錯誤"）；

window.location="reload.html" ；

} }

當用戶在客戶端瀏覽器（如IE瀏覽器）輸入服務器的IP地址和端口號，如：http：//59.74.182.219：8086，即可以訪問監控系統的登陸頁面，如圖6所示。

圖6 系統登錄界面

2 3G無線監控系統設計

采用嵌入式Linux技術的嵌入式系統開發平臺是3G無線視頻監控系統的基礎[7]，也是它的核心，本系統利用3G無線網絡技術對監控畫面實現數據的編碼、解碼以及發送和接收，并且能夠完成多畫面顯示與切換的功能。完整的3G無線監控系統由監控遠端、監控服務器和監控中心3大模塊組成。該系統的設計如圖7所示。

圖7 3G監控系統設計示意圖

基于3G網絡的監控系統各部分功能如下：

（1） 監控中心部分由2個模塊構成，即PC機（已連接至網絡）和3G模塊，用于在遠端管理和指揮以及實時監控和管理整個系統的運行狀態；

（2） 遠端由3G無線傳輸模塊、攝像機、云臺控制器、嵌入式處理器、蓄電池、太陽能組件、音頻設備等模塊組成，用來進行智能識別、判斷異常狀態、實時采集和處理圖像；

（3） 監控服務器包括存儲服務器和HTTP服務器，前者用于存儲遠端的IP地址、端口號以及視頻圖像信息，然后提供給監控中心提取查詢，后則用于實現一個用于查詢整個系統的工作情況的網頁[8]。

3 報警模塊的設計思路

現有視頻監控系統大多只進行現場檢測或是對場景運動目標的跟蹤，而沒有進一步的處理，但實際應用中，監控的目的是對場景中的異常事件進行檢測、分析、人為干預。若要將本次的遠程監控系統完善，除了完成實時監控以及歷史記錄查詢以外，還可設計報警功能模塊，使得該系統更加智能化[9]。報警處理線程見圖8。

圖8 報警處理線程

報警模塊有基于相似度量和基于模型兩類設計方法。前者是利用異常行為難定義、易發現的特點使得人們無需預先顯示定義目標行為模型就可以將其檢測出來， 基本原理是自動地從視頻序列數據中學習正常的模式， 然后推斷可疑的異常行為。第二種方法是先確定某種準則， 然后從圖像序列中提取運動目標的外形、運動等信息， 根據獲得的特征信息人工或者使用半監督的方法定義正常行為的模型， 通常選用HMM 或圖模型對由序列圖像特征所表示的狀態進行建模， 那些不匹配正常行為模型的觀測均被認為是異常的[10]。

4 結 語

本系統吸取了現在市面上各種服務器的優勢，使用Java語言編寫系統的Web服務器，由于Java是面向對象技術，同時提供Socket等多種接口，使得本系統的服務器簡單，方便。同時，系統采用Dreamweaver編寫網頁，使得網頁界面清晰簡單，方便使用，采用登陸界面提高了系統的安全性。此設計在西安科技大學師生的協助下完成了校園網內的正常測試，設計也給出了3G網絡中實現智能監控系統的方案和報警模塊的設計思路，使得該系統在3G網絡中理論上是可實現的。

參考文獻

[1] 尚蔚.基于Java的多形式Web視頻監控系統的設計與實現[D].上海：東華大學，2010.

[2] 余平.銀行閉路電視監控工程方案[J].安防科技，2003，7（3）：47?48.

[3] 張慶全，林富明，余迎.基于WebGIS的智能手機遠程監控系統的設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2010，33（1）：20?23.

[4] 聞麗華.Java多線程機制實現及應用[J].消費導刊，2009（3）：202?203.

[5] 遲偉雅.Java語言簡介[J].世界科學技術，1998（2）：23?25.

[6] 鐘秋亭.使用Dreamweaver制作圖書館網頁[J].鞍山師范學院學報，2006，8（6）：74?76.

[7] 鄒堅偉，胡頻.嵌入式視頻監控系統設計[J].國外電子測量技術，2010，19（11）：57?59.

[8] 謝兵，許金彤.基于3G網絡的輸電線路防外力破壞智能視頻監控系統研究[J].華東電力，2010，38（11）：1729?1732.

[9] 張一.智能視頻監控中的目標識別與異常行為建模與分析[D].上海：上海交通大學，2009.

[10] 穎鳴，陳樹越，張顯亭.智能視頻監控中異常行為識別研究[J].微電子學與計算機，2010，27（11）：102?105.