遠程無線視頻監控系統的設計與實現

劉春輝

河北省崗南水庫管理局 河北石家莊 050000

隨著計算機網絡、通信以及數字信息處理技術的不斷進步，基于遠程網絡視頻監控系統就是在計算機網絡技術與嵌入式技術完美結合下的催生產物，它是現代高科技信息產業的結晶。基于遠程網絡視頻監控系統把視頻圖像的處理和Web功能都集成到一個體積很小的設備之內，通過接入Internet網絡，利用Web瀏覽器即可實現對采集到的視頻圖像進行查看，這樣也就省掉了對傳統的有線視頻監控系統設備鋪設很多復雜的電纜這個煩瑣過程，而且系統的安裝非常方便，因而使得基于遠程無線網絡視頻監控系統獲得人們的一致肯定和廣泛應用[1]。

1 系統工作原理

遠程無線視頻監控系統主要由采集、傳輸、監控三個模塊構成，其中采集模塊主要是利用IP攝像機或IP視頻服務器加模擬攝像機對數據進行采集，然后將采集到的視頻數據信息進行壓縮編碼后，通過無線網絡將編碼后視頻數據信息傳輸給無線網絡中心（局域網服務器），最后通過傳輸模塊傳輸給監控中心（云端服務器），監控中心的視頻經過處理后可通過終端立刻觀看。其中，監控模塊主要采用的是服務器結構，服務器接收到視頻數據后進行處理，再由客戶進入監控中心服務器后進行遠程視頻監控[2-3]。

2 遠程無線視頻監控系統的設計

2.1 平臺設計

遠程視頻監控平臺是一個開放性的系統，多業務應用模塊并行運行，同時還要保證各模塊信息共享，數據一致。因此，遠程視頻監控平臺是一個多層結構系統，采用了在J2EE三層體系結構基礎上構建的面向業務的4層體系結構［4］，分為應用層、業務層、中間服務層和現場設備接入層。第一層為應用層，是面向于用戶實際操作的客戶端，是通過對安全管理具體業務的歸納、抽象，生成各種應用模塊，通過模塊組織，支持不同的業務應用。第二層為業務層，呈現給用戶專業化、個性化的具體業務流程和工具，是智能化的最終體現，是業務智能的最終表現形式。第三層為中間服務層，是軟件平臺系統的核心，采用高性能的應用服務器中間件、各種智能引擎和系統管理工具，為應用層提供基礎服務、管理策略和方法工具，同時按照所提供的服務來管理、組織和調度設備和信息資源。第四層為現場設備接入層，實現了安防設備和音視頻、圖片和文本等信息的歸納抽象，通過平臺統一管理，使用戶無需關心所使用設備和信息資源的具體位置和形態，便于設備信息資源的組織和調度，更好地為業務服務。如DVR、DVS、IPCamera、高清攝像機、第三方系統等。

2.2 硬件設計

（1）視頻采集與壓縮處理。在遠程無線視頻監控系統硬件中系統前端的攝像機采集模塊收集輸入模擬視頻信號，再由壓縮模塊對視頻進行數字轉換后進行壓縮處理，并通過視頻的形式儲存。在視頻圖像格式選擇時，需要考慮使用高效率、低帶寬需求的IP視頻圖像編碼格式，目前業界常用的格式有M-JEPG和MPEG4。

此模塊完全采用了硬件技術對視頻信號進行編碼處理，處理后的視頻以及壓縮碼流直接由板卡傳輸至顯卡，不用通過主機接入，極大地減少了主機資源的浪費。（2）圖像數據無線傳輸。系統傳輸模塊承擔著數據傳輸的作用，系統采用無線傳輸模塊，并直接提供IP網絡接口，通過WLAN無線橋接器提供無線局域網接口的轉換，擴展無線網絡傳輸能力。采用支持以太網接口到802.11b/g無線局域網接口及外接天線接口，以滿足不同安裝條件下，外接擴展天線的需求。在傳輸的過程中通過PC端與以太網進行連接，工控機以此將接收到的視頻進行壓縮編碼處理，再利用互聯網輸送到服務器，具有較強的時效性。（3）攝像機云臺控制。遠程無線視頻監控系統的攝像機云臺控制的接口通常使用的是RS485通信，但是由于系統的主控制器只有RS232這一個串口，因此需要在RS232串口與RS485接口之間設置一個新的轉換接口，從而使得攝像機云臺控制與攝像機間的通信實現異步半雙工串行通訊，從而提高通信的質量和效率。（4）太陽能光電系統。系統主要由太陽能控制器、組件、蓄電池以及電源轉化組成，通過太陽能組件將太陽輻射中包含的能量轉化為電能，然后通過蓄電池將電能儲存在其中，從而推動遠程無線視頻監控系統運行，而太陽能控制器主要是保護蓄電池。

3 遠程無線視頻監控系統的實現

3.1 Telnet技術

Telnet是利用Internet網絡實現遠程登錄服務的標準協議和主要方式，Telnet協議屬于TCP/IP協議族中的重要一員。通過Telnet技術，遠程用戶實現了在本地計算機對嵌入式遠程網絡視頻監控系統的遠程登錄和遠程控制。用戶在本地計算機上輸入操作命令，然后這些操作命令將會在嵌入式系統上執行，就如同遠程用戶在現場嵌入式系統的控制臺上直接進行操控一樣，實現對嵌入式遠程網絡視頻監控系統的遠程控制功能。

3.2 系統的運行與調試

在測試系統方面,系統調試能夠發揮很高的積極作用。為實現監控系統中遠程監控的功能,在對系統進行調試時,還要重點調試驗證網關與客戶端的連接狀況。可以通過網關軟件進行微博平臺登錄,在登陸后,根據客戶的不同需要,設置不同的權限。為了驗證系統功能的有效性,可在調試時對用戶的權限進行修改。

4 結語

本文中安遠程無線視頻監控平臺已在水利行業得到推廣和應用，尤其在水資源保護、水利工程安保及防汛搶險等領域得到應用，為水利管理工作提供實時監控和預警信息，幫助管理人員及時掌握了解水利工程及防汛工作的現場實時視頻信息，達到“事前預防”“事中控制”“事后處理”，實現水利管理工作網絡化、信息化、智能化，為水利管理現代化提供輔助決策和技術支撐[5]。