基于web的嵌入式視頻監控系統的研究

湖北工業大學 萬千

基于web的嵌入式視頻監控系統的研究

湖北工業大學 萬千

本論文提出了一種基于web的嵌入式網絡視頻監控系統的設計方案，利用嵌入式處理器技術，結合Internet的特點，設計了該監控系統的體系結構。該系統分為前端網絡攝像機和遠程監控客戶端2個部分。前端網絡攝像機的設計，將嵌入式處理器技術和網絡通信技術有機結合起來，有效地實現了視頻處理與Web服務器的高度集成。

嵌入式；視頻；監控系統

1 嵌入式系統概述

嵌入式視頻監控系統是計算機技術、嵌入式技術、Internet技術結合發展的產物，隨著社會信息化程度的不斷提高，以及監控系統應用范圍的不斷擴大，嵌入式監控系統以其本身體積小、實時性高、穩定性好等優點，越來越受到人們的關注。

嵌入式系統被定義為:以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應于應用系統，對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統由嵌入式硬件與嵌入式軟件組成，硬件以芯片、模板、組件、控制器形式埋藏于設備內部，軟件是實時多任務操作系統和各種專用軟件，一般固化在ROM或閃存中。

2 系統的主要功能

(1)提供2種用戶監控界面:EI瀏覽器的監控界面，能夠提供一路視頻的現場瀏覽、錄像、遠程控制(對攝像機云臺和鏡頭進行控制)和系統配置(報警設置、解碼器設置等);專用程序控制界面，能夠提供1-6路網絡攝像機的圖像的瀏覽、錄像及遠程控制。

(2)系統具有基于圖像分析的異常報警功能，攝像機提供UO信號，實現與其它報警設備的聯動，報警可以通過電子郵件傳送給指定的接收人，同時攝像機能夠將報警時刻拍攝的照片發送到指定的服務器上。

(3)系統具有帶寬自適應功能，能夠在Internet上自適應調整編碼速率，實現最佳的音視頻質量控制。

(4)系統視頻存儲格式:M-JPEG和MPEG-4。基于Web的嵌入式視頻監控系統的設計與編碼實現。

(5)系統具有目錄服務功能，對沒有公網IP地址的用戶提供了廉價的遠程監控方案，支持普通網絡和電話網絡。

3 軟件設計

從總體上講，該嵌入式監控系統的軟件結構包括采集端的軟件體系結構和瀏覽端的軟件體系結構2部分。采集端的軟件體系結構可劃分為6個部分。采集端軟件的結構如圖1所示。

圖1 采集端軟件結構圖

(1)運動檢測及報警部分:原始數據流捕獲組件獲得未壓縮的音視頻數據，異常檢測組件從捕獲的原始音視頻數據中，抽取亮度分量，進行運動檢測，確定是否有異常，報警組件根據異常情況發出報警信號。

(2)壓縮編碼部分:將捕獲到的原始音視頻碼流壓縮成適合網絡傳輸的數據格式。

(3)碼率控制部分:調整傳輸的碼率，完成現場多媒體數據的自適應網絡的傳輸，用于支持瀏覽端的現場預覽功能。

(4)控制命令接收部分:用于接收并轉發網絡傳來的用戶請求控制命令、用戶管理、網絡設置等信息，完成用戶和通道的設定。

(5)設備控制功能:設備控制器接收網絡傳送來的(用戶界面發出的)控制命令，一方面可控制解碼器，完成對云臺、鏡頭等前端設備的控制；另一方面，可以對攝像頭的網絡信息、報警服務等進行配制。

4 系統總結

嵌入式網絡視頻監控系統是監控系統的一個發展趨勢，本論文提出的基于Web的嵌入式網絡視頻監控系統，經過了設計、編碼實現之后，我們對該系統進行了綜合測試，這里，我們對該系統做如下幾個方面的總結:

(1)從功能角度講，完成了預先設定的目標:一個用于實時監控的、高度集成的基于web的嵌入式視頻監控系統。可實現對監控現場的瀏覽、云臺鏡頭等的控制、圖像參數的設置、用戶的管理等。

(2)從遠程監控用戶的角度講，使用方便。用戶只需通過EI瀏覽器，即可實現對監控點的監控，也可使用專用的客戶端軟件，實現對多個監控點同時監控。

[1]徐力，孔巖.視頻監控系統的現狀和發展趨勢[J];軟件開發與應用，2005年第4期:60-62.

[2]許海燕，付炎.嵌入式系統技術與應用[M];北京機械工業出版社，2002.

[3」劉紅彬，周強.Pl網絡攝像機及其發展前景[M];煤礦現代化，2005年第4期:44-46.

2016-01-07）