基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

周鴻+馮瑞

摘 要： 為了實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)，采用Java編寫本地Web服務(wù)器，利用Dreamweaver設(shè)計監(jiān)控頁面，使得用戶可在客戶終端瀏覽實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)頁，并通過此網(wǎng)頁進行實時監(jiān)控和查詢歷史記錄。同時還給出了基于3G網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控系統(tǒng)和報警模塊的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)； Java； Dreamweaver； 3G網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號： TN915.03?34 文獻(xiàn)標(biāo)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)平臺，依據(jù)Web技術(shù)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控實現(xiàn)流程的控制和管理[1]。與此同時，隨著第三代移動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提出，3G技術(shù)及其應(yīng)用越來越得到人們的重視，基于3G的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控實現(xiàn)了智能化、自動化管理，有了更實用的意義。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，智能監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)，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(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展將會是未來的發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計及功能描述

1.1 智能系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為終端采集模塊、Web服務(wù)器、智能監(jiān)控網(wǎng)頁和客戶端瀏覽器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 Web服務(wù)器的架構(gòu)設(shè)計

Web服務(wù)器就是能夠從網(wǎng)絡(luò)中接受HTTP請求，然后提供HTTP回復(fù)給請求者，HTTP回復(fù)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(lián)網(wǎng)，從任何地方都可以訪問Web服務(wù)器。其要求支持以下內(nèi)容：支持多線程多用戶并發(fā)訪問；支持線程池技術(shù)；支持自定義主頁；支持日志記錄；支持配置信息。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

Web服務(wù)器整體構(gòu)架如圖2所示。整個系統(tǒng)采用模塊化的方式來處理，分為：HTTP協(xié)議頭解析模塊、HTTP響應(yīng)頭構(gòu)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(fù)責(zé)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(gòu)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(xié)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(fā)各大模塊[5]，主程序運行框架如圖3所示。

圖2 Web服務(wù)器整體構(gòu)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(xiàn)服務(wù)器名稱、IP地址以及端口號，如圖4所示。

圖4 Java運行結(jié)果

1.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)頁設(shè)計

利用Dreamweaver設(shè)計智能監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)頁[6]，分為登陸主頁：完成用戶登錄鑒權(quán)；系統(tǒng)主頁：包括實時監(jiān)控和歷史查詢。將編輯好的網(wǎng)頁系統(tǒng)放在Web服務(wù)器上，并與網(wǎng)絡(luò)連接。其總體架構(gòu)如圖5所示。

圖5 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)頁總體架構(gòu)

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(wǎng)站的開始界面，由于本設(shè)計是智能化監(jiān)控系統(tǒng)，因此該index.html應(yīng)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(tǒng)，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(dāng)用戶在客戶端瀏覽器（如IE瀏覽器）輸入服務(wù)器的IP地址和端口號，如：http：//59.74.182.219：8086，即可以訪問監(jiān)控系統(tǒng)的登陸頁面，如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)登錄界面

2 3G無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

采用嵌入式Linux技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺是3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)[7]，也是它的核心，本系統(tǒng)利用3G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對監(jiān)控畫面實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼、解碼以及發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控遠(yuǎn)端、監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控中心3大模塊組成。該系統(tǒng)的設(shè)計如圖7所示。

圖7 3G監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計示意圖

基于3G網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)各部分功能如下：

（1） 監(jiān)控中心部分由2個模塊構(gòu)成，即PC機（已連接至網(wǎng)絡(luò)）和3G模塊，用于在遠(yuǎn)端管理和指揮以及實時監(jiān)控和管理整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)；

（2） 遠(yuǎn)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(shè)備等模塊組成，用來進行智能識別、判斷異常狀態(tài)、實時采集和處理圖像；

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

3 報警模塊的設(shè)計思路

現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多只進行現(xiàn)場檢測或是對場景運動目標(biāo)的跟蹤，而沒有進一步的處理，但實際應(yīng)用中，監(jiān)控的目的是對場景中的異常事件進行檢測、分析、人為干預(yù)。若要將本次的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)完善，除了完成實時監(jiān)控以及歷史記錄查詢以外，還可設(shè)計報警功能模塊，使得該系統(tǒng)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(shè)計方法。前者是利用異常行為難定義、易發(fā)現(xiàn)的特點使得人們無需預(yù)先顯示定義目標(biāo)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(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)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(zhǔn)則， 然后從圖像序列中提取運動目標(biāo)的外形、運動等信息， 根據(jù)獲得的特征信息人工或者使用半監(jiān)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(tài)進行建模， 那些不匹配正常行為模型的觀測均被認(rèn)為是異常的[10]。

4 結(jié) 語

本系統(tǒng)吸取了現(xiàn)在市面上各種服務(wù)器的優(yōu)勢，使用Java語言編寫系統(tǒng)的Web服務(wù)器，由于Java是面向?qū)ο蠹夹g(shù)，同時提供Socket等多種接口，使得本系統(tǒng)的服務(wù)器簡單，方便。同時，系統(tǒng)采用Dreamweaver編寫網(wǎng)頁，使得網(wǎng)頁界面清晰簡單，方便使用，采用登陸界面提高了系統(tǒng)的安全性。此設(shè)計在西安科技大學(xué)師生的協(xié)助下完成了校園網(wǎng)內(nèi)的正常測試，設(shè)計也給出了3G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)的方案和報警模塊的設(shè)計思路，使得該系統(tǒng)在3G網(wǎng)絡(luò)中理論上是可實現(xiàn)的。

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