视频监控论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇视频监控论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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视频监控系统是依据轨道交通工程管控技术标准和安全风险管理体系而研制的专业信息化管理平台，综合了轨道交通工程参建各方所提供的数据和资料，利用物联网和云计算等现代高新技术，对工程进度、安全风险进行综合监控，向建设工程的决策层、管理层和实施层提供实时的安全信息，便于各方第一时间了解工程建设的各方面情况，及时而准确地应对安全隐患和突发事件。

2视频监控系统的各子系统功能运用分析

2.1地质地理信息监控

子系统地理信息管理系统是实现地理、地质和施工情况的收集、传送、分配、分析、决策和发放的集成化平台。如下所示:(1)空间数据管理功能。采用人工采集、设计文件格式转换和扫描矢量化等多种输入方式将工程范围内的地形图、设计图、影像图和施工工况等图形数据输进数据库内，其对数据的增加、删除、修改和查询等基本功能，亦可对数据进行准确合理的筛选检查。(2)综合查询功能。基于不同需求，使用地理图显去观看和查询资料两个子模块的功能，根据建筑面积，测量的点编号、项目编号、查询等各种组合条件查询，根据用户的查询结果显示出各种图表和文件输出的地质和地理信息系统。(3)统计分析功能。其主要功能是对施工现场的监测和检查数据，地质和水文数据的统计分析。(4)专题图制作功能。主要包括地质图、工程进度横道图、监测测点布置图、某时刻监测数据统计图等制作。(5)图形输出功能。可以提供专门地图、图表、数据报告在绘图仪文件、打印机输出硬拷贝，同时该系统还可以提供图形输出功能，例如:丰富的等值线图、配置文件、平面图形、图形、三维图。

2.2基础数据处理

子系统基础数据处理子系统的主要功能是提供增加、删除、修改和查询线路和参照过往的案例，点和点的风险事件、风险度量、风险段、支配风险和测量点相关的行径，包括项目管理运作、风险管理、项目风险事件的管理、单元测试管理、参考案例的支配和点的管理选项，属于后台操作模块，此模块中的管理设有权限。

2.3安全风险源视频监控

子系统实时监测的顺轨道项目而异，每个站点周边环境周围现场的照片，来源的风险分类、监测、检验对周围的环境，监测系统的实时监控和动态管理的项目，对周围环境的环境风险源的有效地避免或减少工程施工安全风险。

3视频监控系统运营和监视设备功能

3.1视频监控系统运营

进一步执行网络监测、结合一起处理、有权限者可使用任何一台电脑通过登陆互联网来远程监控、管理、视频播放搜索等手段对施工现场进行监测。还可用于介质管理服务、应用程序服务或使用者、授权管理、网络监控服务、数据的基本服务，前端设备控制服务;应该控制转录的功能而因此数字视频频率存储视频设备、摄相机每25帧/s，实时视频距离未间断块的24小时访问权力，摄像机基本记录的数据范围内这样继续存储为45天周期，一段短的相机监控系统监督记录继续存储15天后再循环，其记录图像达到D1格式以使循环功能视频分辨率较高值。

3.2视频监控设备功

能继续收集的实时视频图像监控点，视频监控系统是通过高速数据网络传输送，以方便用户实时查询。设置集成球类型电视录象上站基式对面角度监测建筑，针对每一个建设工地的施工区统一安放外球类型摄像装置，对该地区进行的实时的图像监控，这个工地地区图形和这地方仓库物料上进行继续记录7天，视频存储使用MPEG4或H．264形式进行存档(效果不是低于D1形式的)。每个电视录象控制由警卫室监控处理设备正常进行实时的操制，但接收的网络传输的各种导频信号来控制云台和电视录象的画面大小。控制台部署在一个平台液晶显示器采用为19英寸的。

3.3视频监控系统的设计

视频监控系统=现场监控设备+网络传输设备+指挥部监控中心设备+客户端+后台运营平台(摄像机、监视器、编码存储设备、网络传输设备、视频监控后台管理平台设备、电视墙等)如:宁波市轨道交通建设视频监控系统整体例如形成一张信息网。

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二、品牌专卖店展示空间设计的视觉要素

品牌专卖店展示设计是依赖于视觉形象而存在的，从外在的空间造型到内在的文字、图形内容，再到展示的载体、材料、设备，都因视觉的共性而富于清晰化，而展示设计的根本目的是使观者在有限的时空中最有效地接受相关信息，感受某种氛围，从而获得一种心得体验。视觉为生理的机能，感受和体验为心理的机能，这些感受和体验都是依赖于人的视觉而产生的。因此，笔者认为由视觉要素引发的心理的发散和共鸣是我们进行研究人的视觉生理和心理过程是展示设计的基本前提。

1.展示空间的空间形态

空间形态是品牌专卖店空间展示设计师所要掌握的首个视觉要素。如何进行空间的分割，分割必须牵扯到形态，而不同的形态给人的感受是完全不同的。应当充分理解不同形态的特点来进行设计，由此产生不同的设计风格与艺术效果。笔者认为主要通过基本空间形态与常规空间形态进行设计。基本空间形态主要通过直线、曲线、圆形、三角形及矩形的运用。直线在几何学中代表两点之间最短的距离、具有非常强烈的视觉张力。在品牌专卖店展示设计中直线是最基本的设计手法之一。使用得当的直线，能够取得明确的引导消费者视线的效果。曲线则可以丰富整体设计效果，打破单纯直线所造成的理性、严谨的氛围。在实际设计过程中，如果结合使用曲线和直线，能够产生丰富的对比效果。在展示空间设计中，设计师还可利用圆形作为视觉中心，因为圆是一个连续曲线包围形成的形态，具有很好的适应性和协调性，并可与矩形、直线等设计元素在几何关系上形成强烈的对比，突出产品展示。

2.展示空间的视觉色彩

展示空间的视觉色彩设计具有丰富的表情和魅力。不同品牌专卖店的展品有着各自不同的特殊性，需要用不同的色彩情感进行气氛的烘托、渲染展品所处的环境，使其特殊性更加具有鲜明性。设计中运用色彩的对比与协调，通过对展品色彩之间，背景与展品之间的相互呼应，通过运用色调的统一性与韵律性及节奏性的多种结合方式烘托品牌专卖店的展品，能够使展品在观者中获取最佳的视觉效果与心理效果。展示空间的视觉色彩设计首先要根据展品的特殊性确定品牌专卖店展示空间的主色调及其色彩的相互之间的搭配关系。展示空间的色彩设计一般要求色调比较柔和，便于将观者的注意力集中在展品的中心上。色彩设计要尽量避免用多种颜色而产生杂乱无序感，在颜色选择方面应运用色彩明度的对比，来加强颜色与颜色之间的对比色调。色彩对比运用的是否恰当直接影响展品展出的效果。

3.展示空间的材料质感

材料是展示空间设计的最基础的物质材料，任何形态的设计都必须通过不同的材料来进行体现。在设计过程中，选择不同的材料，不同的加工方式都会给观者或者消费者不同的视觉效果及心理感受。在材料选择方面主要是通过材料的不同质感，光滑、粗糙、坚硬、柔软、透明能够使消费者产生的心理联想，不同材料的质感所给予消费者不同的视觉感受，这些将成为品牌专卖店展示空间设计的重要组成部分，承载着传递商品不同文化内涵与品质。

4.展示空间的照明设计

在品牌专卖店展示空间设计时，对环境气氛的烘托主要是通过照明设计来达到满足观者及消费者对展品的照度要求，既要符合观者的视觉习惯，同时又要保证展品的展出效果，主要是通过运用照明的手段，渲染展品的氛围。可以利用照明设计体现展品的造型丰富的变化，通过照明设计可以深入表现空间构成物的形的基本特征，可以在不同程度上通过光的变化改变某些材料的特殊质感。在照明设计的配光方式中，通过区位对照明灯光进行分布，主要分为顶光、测光、逆光、底光等，照明的功能可分为主光、辅助光、气氛光等。在品牌专卖店照明设计中，经常采用展示照明灯具，其中包括吸顶灯、吊灯、射灯、轨道灯、和壁灯、镶嵌灯等。在展示照明设计中，通常不采用带有颜色的灯光，因为有色灯光的使用会使展品的原始色彩发生变化，会影响某些展品所需表达的特定氛围。

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2.检验过程前的质量控制

检验之前我们需要对检验的质量基础严格把关，没有基础质量控制的保障，检验分析的结果便毫无意义。因此，检验所需要用到的仪器设置必须满足检验的要求;实验环境应该保持检验所需的空气温度、清洁度的要求，严禁出现不同实验中由于设备设施清理不当所引起的交叉污染造成的结果误差。

2.1仪器设备

检验使用的设备仪器必要满足检验实验的要求，它的分辨率和精确率要达到高水平的程度，将误差降到最低。对所用国家规定的强检仪器如天平、分光光度计、量具等要定期进行计量检定。对测定仪器要按一定要求进行校准，校准时要选择合适的标准品。根据测定仪器设备的使用频率，应适时进行期间核查。大型的精密仪器的操作人员必须要经过专业的培训，如气相色谱仪、液相色谱仪等我们在操作过程中要严格按照设备仪器说明书的具体步骤操作，做好每次检验的详细记录。实验用水和试剂的纯度的选择也会影响着检验的结果，我们将实验用水的质量分为一级、二级、三级三个等级，应该根据实验的要求恰当的使用实验用水。对于试剂上的使用，选用质优价廉的试剂。

2.2人员管理

食品的检验人员对实验操作熟悉度要高，德才兼备、有一定的专业技术水平和专业理论水平的专业人员。检验人员要参加能力验证、实验室间的比对和上级部门的质控考核。对检验中的影响因素进行合理分析，不断提高自身的检验水平和职业素质。主管部门也应该加强检验室人才的建设和培育，为食品理化检验的结果分析打好基础。

3.检验过程中的质量控制

3.1溶液的标定和配制

食品理化检验中，购置、使用有证且在效期内的国家标准物质并按相关规定进行管理。在配制标准溶液时按《滴定分析用标准溶液的制备》GB601和《标准溶液的制备》GB602要求用基准物质或一级标准物质标化或对比，定值结果应给出不确定度。标准溶液的浓度放置过久会容易出现沉淀等现象，检验结果也会出现较大的误差［1］配制的标准溶液要按相关要求的进行保存。一般不宜长期保存，应随时检查发现有变质或异常现象(如瓶口破损，瓶塞松动，标签模糊、涂改或损毁，溶液量有不明原因增加或减少等)时，即废弃不用。

3.2检验物品的称量

在物品的用量上应该使用天平仪器按照检验标准进行精确称量，抽取的样品要有代表性、数量要符合检验的要求。

3.3选择检验的方法

方法是分析测试的核心，每个分析方法各有其特性和适用范围，不适宜的方法所致的影响是严重的。我们可以根据实验的目的、性质和实验条件及样品选择合适的分析方法，一般应优选标准分析方法。

3.4常规的质量控制

食品理化检验分析时都应该进行平行样品测定、空白试验、加标回收率、精密度测定。一个分析方法的空白值的大小及其分散程度，直接影响着这个方法的检出限和实验的精密度。空白实验值在一定程度上反映着实验室的基本状况和分析人员的技术水平。对于空白实验值的控制，要求平行双样测定结果之间的相对差值R不得大于50%;加标回收率要求在85%～115%，常量分析应在95%～105%;精密度测定在方法测量范围内对高、中、低3个浓度各进行大于6批重复测定，其相对标准偏差R.S.均应小于5%;方法检出限应符合规定要求。标准曲线至少6个点(包括空白)相关系数应大于0.998;

3.5食品样品的滴定

在滴定分析中，我们应该保证每个样品的滴定速度在同一水平线上，防止滴定速度不一致对实验现象产生影响。例如在氧化还原滴定中滴定过快会造成实验结果出现严重的偏差。

3.6绘制标准曲线

标准曲线的相关系数≥0.998，它是根据空白试验、平行样品、加标回收率三种测定方法确定的，根据与样品测量相同的步骤测量各自浓度的相应值，画出标准曲线或者是计算出它的回归方程，相关系数越是靠近1，就表示检验的结果精确值越高。

4.检验过程后的质量控制

为了保障实验结果的准确性，在对样品检测结束后，必须要仔细认真的检查实验所得出的结果数据记录是否准确，在误差范围内计算结果的数据是否完整，检验报告的各项内容是否完整。对检验报告检测数据三级审核。标准依据、评价结论等均须正确无误。

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一、引言

随着网络通信技术的发展，自动化控制系统的要求也越来越高，从过去的集散式自动化控制发展到分布式自动化控制，再发展到目前流行的现场总线自动化控制，以及逐步成为趋势的工业以太网自动化控制，目前基于网络实现的远程无人值守自动化控制逐步得到了广泛的关注、研究和应用。由于网络带宽的扩充，使得基于网络的远程无人值守成为了可能，但是这也对监控平台提出了更高的要求，除了传统的依靠传感器监测机电设备的生产状态、工作状态之外，还必须要对整个环境实施全方位的监控，因而视频监控也要实现基于网络化的远程控制。

过去传统的视频监控都是就近接线实现就近监控，随着数字化管控、一体化管控概念的提出，远程视频监控也逐渐成为了当前安全监控、自动化监控的必然需求，因此，如何基于以太网构建远程视频监控系统，是当前远程监控系统必须要解决的技术问题之一。本论文主要结合工业以太网的实际功能，对基于网络的视频监控平台展开系统的分析设计与研究，以期能够从中找到面向网络的远程视频监控系统的设计应用方法，并以此和广大同行分享。

二、基于网络的视频监控平台的总体分析

2.1设计原则

基于网络实现的远程视频监控平台，在设计时除了要满足其基本的视频监控功能外，还必须结合实际的应用需求进行设计，确保功能满足的同时实现最佳的经济效益，为此，需要确立以下几个设计原则：（1）先进性。基于网络的视频监控系统必须要足够先进，要能够满足当前网络系统、视频监控设备的接口类型，整体采用性能优良的监控装备，确保整个系统在相当一段时间内能够保持领先的水平。（2）可靠性。从系统设计、部件选型、系统装配、软硬件配置等各个角度入手，都要确保系统的高可靠性，在任何恶劣环境以及网络资源有限的情况下，监控系统都能够稳定可靠工作。（3）方便性。整个监控管理界面应当具有良好的人机交互性，即使不具备计算机操作知识的人员依然能够方便的实现远程视频监控和相关数据记录的查阅、调取和管理，同时从系统的后期维护保养的角度来说，也要方便整个系统的维护和维修。（4）扩展性。系统除了要满足当前的监控功能外，还必须设计一定的功能冗余，一方面要能够实现将来新监控设备的补充，以实现新的监控功能；另一方面还要设计适当的扩容接口，以满足系统日后的升级，包括更换更新的设备、网络扩容以及增加其他必要的控制模块等。

2.2功能需求分析

（1）图像视频监控功能。基于网络的远程视频监控平台，首要功能自然是图像视频监控功能，该平台系统应当能够提供24小时不间断的视频监控功能，同时自动存储图像视频资料，以供后期查阅和调用管理。（2）数据管理功能。对于存储的图像视频数据，应当按照时间节点自动存储管理，通过所设计的数据库管理软件能够对庞大的视频图像数据方便的进行直接管理，按照用户的管理需求进行数据管理。（3）用户安全管理功能。由于视频监控系统实现了网络化和远程化，因此系统的网络安全性必须要着重设计，确保整个网络系统的安全，对于用户登录的权限，也必须加强管理，确保实现不同权限等级的用户拥有不同的数据管理功能。

三、基于网络的视频监控平台的实现

3.1系统网络结构设计

（1）网络介质的选择。现在网络铺设的介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。目前双绞线应用的已经比较少了，同轴电缆在远距离传输方面并没有突出的优势，而光纤目前是主流的网络传输介质，一方面因为光纤传输速率快，失真少，更重要的是光纤传输尤其适合应用于远程监控，况且视频图像监控所形成的视频数据都是大流量数据，极易造成网络的拥塞，而采用光纤作为传输介质，极大的避免了网络拥塞的发生。（2）网络拓扑结构的选择。网络拓扑结构一般有星型结构、树型结构、网状结构、环型结构以及总线型结构等。各种类型的网络物理拓扑结构的性能对比见下表1。从表1可见，环型网络拓扑结构适宜应用于远程视频监控系统，而且环形网络由于具有链路冗余功能，因此能够确保远程视频监控系统的稳定可靠运行。

3.2系统层次分析

基于网络的远程视频监控平台系统，从前端摄像头到后台控制中心，其网络架构层次设计如下：（1）网络摄像头层。作为远程视频监控平台的最前端，采用网络摄像头的最大好处是避免了因接口转换而带来的成本上升的问题，直接采用RJ45接口将摄像头拍摄到的视频图像画面以通用的TCP/IP网络传输协议进行传输，简化了网络层次和结构。（2）网络传输层。采用光纤构建的千兆工业以太网是整个远程视频监控平台系统的关键部分，承担着视频图像数据的网络传输。在网络传输层，网络传输平台通过环形拓扑实现控制网络冗余连接，即控制网上任何一点的单一链路连接意外断开，系统都能通过环网的反方向提供后备链路，保证系统可用性的同时兼顾经济性，环网主干链路全部采用单模光纤，保证故障切换时间均

3.3系统软件配置

（1）终端显示层程序。作为远程视频监控平台系统的终端，其显示程序采用了人机交互性友好的组态软件进行开发，能够借助于三维图形逼真的还原监控现场的场景；另一方面，该显示程序除了要能够实现不同视频摄像头监测画面之间的切换，还必须要能够对画面进行存储管理。下面重点分析视频采集程序的实现。（2）视频采集软件子程序。视频采集模块主要是通过相关函数接收来自摄像头传输过来的视频信息。在程序设计中调用ReadStreamData（HANDLE hChannelHandle，void* DataBuf， DWORD*Length，int* FrameType）函数来读取参数hChannelHandle对应的视频通道的音视频数据流，并按照参数Length指定的缓冲区大小，将数据流读取到数组DataBuf中，同时返回当前读取的数据流的帧长度。这样系统就可以对数组中的数据流信息进行后续的处理，如本地音视频的预览等。

四、结语

由于图形视频监控具有直观、醒目的特点，因此在现代化的自动化控制系统中逐渐凸显出特殊的监控作用，对于确保整个生产环境的安全具有至关重要的作用。基于工业以太网实现的远程视频监控平台，是将远程测控技术和计算机网络通信结合的又一个典型应用，本论文重点针对远程视频监控平台的结构与实现，给出系统的设计和实现方案，对于其他技术领域内应用远程视频监控技术提供了很好的范本，是值得推广应用的。

参考文献

[1]王海洋.高速公路无线视频监控浅析.中国交通信息产业，2009，（11）：88

[2]吴宁，罗安，雷震.基于流媒体技术的智能视频监视系统.自动化仪表，2007，28（7）：35-38

[3]张宗念.图像、视频压缩编码方法以及网络实时视频监控的研究.广州：华南理工大学博士学位论文，2000

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目前，视频监控系统广泛运用于日常生活中，已成安全防范系统重要组成部分。但是在视频监控中最常见的一大困扰就是监控拍摄下人物影像模糊不清，人像无法辨认。本论文在分析监控视频中模糊人像成因的基础上，研究使模糊人像还原的技术。

1 视频监控中造成人像模糊的原因

1.1 环境因素

影响监控录像中人像清晰度的一个关键因素就是环境。光照、天气、现场光源与摄像机的位置等都会影响到视频图像的质量。比如夜间拍摄的图像往往较暗，曝光不足，导致人脸无法正常分辨。夜间拍摄也常常遇到逆光、反光等现象，明暗对比强烈也会导致系统识别能力下降。另外，遇到一些特殊天气，比如：大雾、大雨、沙尘等天气，能见度低，在这种情况下拍摄的图像对比度低，整体偏灰白色。

1.2 拍摄角度

用于视频监控的摄像机往往安装在高过人物头顶的位置，拍摄角度基本是俯拍。这样就会造成拍摄出来的画面会产生一定程度的失真，变形扭曲，高宽比例失衡，人像拉伸扭曲。视频拍摄出的画面也是中景、远景较多，这些画面用来识别人像特征较困难。特别是人物脸部特征不清楚，人像定格放大后往往模糊不清。

1.3 运动模糊

视频监控拍摄不是静物拍摄，画面中的人物往往处于运动过程中。快速运动会导致像素变化从而出现模糊人像。然而运动的现象是在视频监控中无法避免的，无论是中心人物的快速移动还是背景的快速运动都会造成模糊。

综上所述，由于各种因素的影响，视频监控拍摄的人像无法直接用于辨认，需要通过一定的技术对画面进行还原处理，得到清晰可辨认的人像。

2 模糊图像预处理

目前，要将模糊图像清晰化主要有两个办法，一是图像增强技术，二是图像复原技术。要达到最好效果可将两者结合起来，综合运用。本论文研究将模糊人像还原技术首先是要使用图像处理工具对模糊的图像进行预处理，得到尽可能清晰的图像。目前针对图像处理，最专业的一款软件就是Photoshop。Photoshop有强大的图像编辑功能，是进行模糊图像预处理最好的工具。根据上文对模糊人像成因的分析，对模糊图像预处理主要是以下两方面：

2.1 改善图像对比度低、曝光不足的问题

针对人像与背景对比度较低的图像，在Photoshop中可利用“图像”――“调整”菜单中的色阶、色相/饱和度、亮度/对比度来调整人像与背景的色差，使人像与背景对比更加明显。对于图像曝光不足，可使用Photoshop中的“曲线”和“色阶”工具来解决。通过调整参数值使图像尽可能达到理想效果。

2.2 改善模糊和杂色问题

在增强图像对比度后，图像仍然模糊，可通过Photoshop中的“锐化”工具来增强清晰度。锐化工具有：“USM锐化”、“进一步锐化”、“锐化”、“锐化边缘”和“智能锐化”。通产情况下，可使用“USM锐化”，USM有三个可调节参数：数量、半径、阈值，综合使用上述三个参数，增强图像的清晰度。模糊图像往往带有杂色，可以使用去噪工具让图像平滑。锐化和去噪是两个在理论上相反的过程。锐化过度会有杂色，去噪过度又会清晰度下降，要综合调整“锐化”和“去噪”，才能达到最好的效果。

3 人像模拟

为取得清晰的人像，画面处理与人像模拟应该结合起来。在人像经过预处理后，往往图像还不能达到满意的效果，这时可以通过人像模拟对人像进行还原，以达到最好的效果。在人像模拟还原过程中应该注意以下几个技术要点。

3.1 提取人物多角度画面

在进行人像模拟时，处理者应在同一场景中选取多幅人物不同角度较清晰的画面，或者从不同场景选取同一人物多幅画面。从众多图像中提取信息量相对丰富的，相对稳定的画面进行人像还原，最好是提取多幅能够信息互补的图像，通过融合多幅图像中互补信息来得到一幅分辨率高、噪声低的图像。

3.2 抓住关键特征完成人像还原

在获得人像足够的面部五官信息后，可以着手对人像进行模拟还原。在还原过程中，可充分利用预处理后的图像，尽可能获得更多的信息。处理者要对预处理后的图像反复观察，综合全面地运用所有获取的人像脸部结构信息。还原过程不是对人脸五官简单拼凑，一定要抓住人物面部的关键特征，包括骨头、肌肉与五官之间的紧密联系。必要的时候处理者还可以到现场实地勘察，结合现场摄像机的拍摄角度，相同时间相似天气的光线角度，人物与摄像机之间的距离等以获得最准确的信息。还原过程中要把握从整体到局部的原则。把握住人像的脸型、骨骼、胖瘦等基本特征。首先确定脸型，画出面部肌肉起始点位置。依照颅骨上的眼眶、梨状沟、牙床定位好五官的位置和大小。将肌肉表皮与五官相连，注意好脸部表皮的起伏程度，并按照连接后的形状位置和起伏程度来尽可能地还原人像的基本体貌特征。

在视频监控系统中，研究使模糊人像变清晰的方法是十分必要的。本论文将图像技术与模拟画像技术相结合可以很好地还原监控中的模糊人像，得到清晰的、可供辨认的人像。

参考文献

[1]王彦学.监控录像中模糊人像的模拟画像研究[J].刑事技术，2011（1）：72-75.

[2]简川霞.Photoshop中清晰度的校正[J].今日印刷，2005（9）：42-43

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中图分类号：X924.3文献标识码：A文章编号：

Abstract: how to channel real-time monitoring and management, improve the navigation safety, improve waterway traffic speed and prevention channel along natural disasters has been difficult and important channel management, based on this demand design based on distributed intelligent video the monitoring and control system of inland channel digital monitor management system, this paper discusses in detail the field under the environment of the realization of the channel system method.

Keywords: RFID channel monitoring digital monitor solar wind power

引言

随着航运交通的发展，内河航道的管理成为我国内陆河道管理最为重要的内容，根据《浙江省航道管理条例》内容，对航道实时监控与管理，提高航行安全，提高航道通行速度，保护水域环境及预防航道沿线自然灾害等一直是航道管理的难点和重点，航道数字监控管理系统的建设在一定程度上给航道管理带来了便利与效率，建立及时有效的应急响应机制，实现了沿线监控管理，特别是重点区域的实时管理与保护。

一、总体介绍

某航道起于杭申线航道，止于长山河口，全长41.598km，采用四级航道标准建设，为了更好的保持航道有序、通畅，建立及时有效的应急响应机制，特在整个重要航道点安装视频监控系统，覆盖整个航道全程线路。

本系统设计航道数字监控管理系统，内容包括：网络监控系统、电源供给系统、防雷接地系统、艇载视频监控系统、RFID读卡器系统、沿航道线路及管道建设等。

二、系统架构

本系统采用数字网络模式和传统模拟视频传输相结合的方式，充分吸收数字与模拟的优点，由前端摄像机进行视频采集，采用视频光端机与光纤点对点相结合方式将图像传送至电信IDC机房内网络硬盘录像机进行图像存储，并接入港航局VPN网络（舰载监控系统通过VPDN接入市港航局内部网络），由综合监控平台软件进行统一管理，实现港航局（省局、市局、县处）水上交通指挥中心对航道视频监控图像进行监控、转发、市局指挥中心备份存储、历史记录查询等功能，其他授权用户根据不同的级别权限实现不同访问功能。

航道数字监控管理系统共安装20个视频监控点位及1套艇载视频监控系统。并能与省港航管理局、市港航管理局设备相兼容，传输视频影像能够被省港航管理局、市港航管理局解码显示，可通过港航局内部网络系统进行24小时实时监视航道情况。

航道数字监控管理系统结构图1

三、系统前端设计

航道改造工程航道监控管理系统工程需覆盖航道全程，共安装20个视频监控点及1套艇载视频监控系统。

 监控点位

根据各系统现场实际情况，考虑系统的设备安装，通过对现场勘察及实体拍照，对现场进行合理的设备安装，对信号通信、设备防雷接地及电源取电点进行合理的规划。

某大桥系统设备安装示意图2

前端监控点设备包括CCD透雾摄像机、日夜型长焦距变焦镜头、重型变速云台、室外一体化双视窗防护罩、防雷和电源供电系统。远端指挥监控中心，通过控制键盘对云台左右、上下旋转及镜头变倍、聚焦控制，可远距离大范围监控，也可通过调节集中进行近距离目标精细监控。

航道流量特别大的河域或河道岔口，前端摄像机搭配远红外热成像夜视仪，可实现黑暗无光、雨雾天气红外成像，任何视野内的目标都能清晰反应在视频画面上，且与CCD摄像系统实现白天夜间自动信号切换，白天后台监控显示CCD成像画面，夜间自动切换成红外热成像画面，并且CCD成像作为辅助视频叠加至红外执成像视频上以画中画显示。

监控系统正常工作状态在白天可对半径2-3公里范围、夜间1公里范围内的目标做24小时不间断实时监控及录像存储。

 艇载视频监控系统

本次艇载视频监控系统主要由取证主机、目标摄像机、液晶屏幕、手控器等组成。由取证主机发射的3G无线信号通过VPDN接入市港航局内部网络，由综合监控平台软件对视频图像进行管理，本系统高度集成了视频监控系统、成像记录系统和高精度云台控制系统，实现现场指挥系统和远程调度系统等功能。

四、信号传输系统

信号传输系统是航道数字监控管理系统的重要组成部分，室外及远郊的信号传输一直是监控系统中一个比较难处理的环节，考虑多种传输方式，结合本项目的现场环境特点，本次信号传输部分主要由四个部分组成：电路租用传输系统、有线线缆传输系统、无线3G传输系统及综合监管RFID射频识别系统。

4.1电路租用传输系统

光纤通信部分采用租用电信营运商光纤方式，租用期限为三年。通过市港航管理局已租用的20条中国电信VPN网络，实现省港航局、市港航局、处、站等多级网络互联，并纳入省交通厅内部网络规划。

4.2有线线缆传输系统

摄像机与光端机视频图像传输采用SYV75-5（128编）视频线；摄像机供电采用RVV2*1.0 电源线；球机控制信号采用RVSP2*1.0屏蔽线。通过光纤传输至控制中心。

4.3无线3G传输系统

基于3G网络传输、GPS卫星定位而设计的单卡4路无线视频服务器，采用先进的优化H.264视频压缩算法、超低码流视频处理技术，同时把4路摄像头采集到的视频图像，经视频压缩编码，通过3G无线网络，把实时动态图像传输到远程客户端。通过计算机、PDA和监控中心监控实时图像，并可随意切换任一画面或多画面显示。通过全球卫星定位系统（GPS）实现位置查询、实时监控、轨迹回放等功能，实现了视频数据的编解码、加解密、交互、发送/接收和实时位置跟踪、远程控制等功能。实现省港航局、市港航局、处、站等多级网络互联，并纳入省交通厅内部网络规划。

南郊河口无线3G传输系统建设示意图3

4.4综合监管RFID射频识别系统

航道综合监管RFID射频识别系统严格按照《杭嘉湖船舶综合监管射频识别系统》的设计要求进行施工。系统采用航道一体化射频读卡器，配置一套RFID的智能视频监控系统软件，采集过往船舶的ID信息，并通过有线或无线数据通信方式上传数据至服务器，完成数据采集全过程。系统由服务器、航道RFID读卡器（太阳能板、蓄电池、CDMA模块）、光端机和智能视频监控系统软件二大部分组成。

总体框架如图4

航道综合监管RFID射频识别系统由以下几个部分组成：

（1）航道RFID读卡器

航道读卡器作为船载电子标签的数据采集设备，采集过往船舶的ID信息，并通过有线或无线数据通信方式上传数据至上层数据采集服务器。

（2）数据采集服务器软件模块

航道读卡器通过VPN/VPDN接入数据采集服务器，数据采集服务器子系统接收多个接入航道读卡器的数据，并可下发指令实现两者间双向通信。数据采集服务器子系统负责对接收数据的预处理、数据库存储和数据。

（3）航道读卡器管理模块

航道读卡器管理子系统负责航道读卡器基本信息和部署信息的手工录入、查询；航道读卡器在线/离线状态显示；航道读卡器设备故障诊断。

（4）数据库

包括：船舶动态数据库、航道读卡器数据库和船载电子标签数据库。

系统组成图5

（5）实时通航数据采集、传输功能

船舶通航数据的采集，基于RFID技术，通过航道读卡器和船载电子标签共同实现。RFID船载电子标签拥有唯一的ID号。在电子标签发放时，该ID通过RFID船载电子标签管理子系统与船舶名信息绑定。用户使用时，船载电子标签安装于船舶内，其ID号作为船舶身份证用于识别该船舶。航道读卡器通过对电子标签定时发送的ID信息进行识别，实时采集船舶数据。

考虑船舶密度带来的信号碰撞因素（假设10艘船舶同时航行，最大读取时间间隔为发射频率4倍，实验测试数据），则可以将电子标签在读卡器范围内的发射频率设为2-3秒之间。

航道读卡器通过VPN/VPDN网络接入数据采集服务器，数据采集软件的数据接收组件完成多个接入航道读卡器的并发和双向通信。

航道读卡器基本信息管理，主要包括完成航道读卡器基本信息（例如：部署位置经度，纬度，类型，分配IP，所属航道，所在辖区等）的手工录入、修改、删除操作。

航道读卡器实时状态监管，通过航道读卡器心跳信息，实时监测航道读卡器的工作状态，并实时显示其在线/离线状态。

五、电源供给系统

现场监控管理系统设备前端设备电源供给在确保电压稳定的基础上，采用就近接入原则，建设单独的配电管理机柜，做好防水、防雷及防盗措施。

当周边无建筑及供电线路时，河岸监控点选择风能、太阳能供电系统。根据航道沿线的地理特点，系统共设置6套太阳能电池板，2套风力发电系统，4套蓄电池系统。根据电源的储能效果，每个太阳能电池板及风力发电设备配置一套蓄电池系统，用于储存电能，供设备24小时用电。

六、防雷接地系统

航道沿岸多为郊外，很多区域周边建筑物较少，由微电子器件构成的视频监控系统有可能遭到雷电的损坏，因此，必须采取适当的防雷技术措施,以减少和避免航道视频监控设备遭受雷电的危害。

雷电对视频监控系统的危害形式有直击雷、雷电电磁脉冲侵入、雷电侵入波、雷电感应、雷电反击、球形雷等多种形式。

防雷接地系统严格按照防雷规范设计要求，满足雷电防护分类、分区、分级的要求。立杆顶端架设避雷针，接地系统电阻应小于4欧，垂直接地体采用电铸铜专用接地棒，与设备连接采用BVR6线缆。在现场摄像机及监控总箱内分别安装浪涌保护器及信号保护器。

七、电信IDC机房

电信IDC机房主要用于网络硬盘录像机进行托管及网络硬盘录像机与市航港局VPN网络进行互联，现实数据交换和图像上传，传输方式采用光纤传输方式和3G无线网络传输方式。另外，每台网络硬盘录像机配4块2T容量的存储专用硬盘对前端摄像机采集的图像进行保存，保存时间为30天左右。后期航道监控线路的扩充，可采用大容量的磁盘阵列进行存储。

八、水上交通指挥中心

以市局水上交通指挥中心为核心，在航道沿线等地设水上交通指挥分控中心，市局水上交通指挥中心主要配备数据服务器、应用服务器、一级流媒体转发服务器、图片存储（对前端视频录像进行备份）和综合监控平台软件，管理中心对整个航道进行监控管理。在水上交通指挥各分中心配备应用服务器和综合监控平台软件，对各区域进行控制管理，软件管理通过权限设定管理级别。

指挥中心通过解码器将图像还原后显示于监视器，对航道所有前端动态情况进行实时监控，分中心对管辖范围内监控点进行监控。

融合RFID识别数据的大规模视频服务器平台软件图7

结束语

目前航道数字监控管理系统已经成功在航线运行，在此基础上，“港航地理信息系统”、“航道360度全景摄像系统”等数十项自主研发和合作开发的软硬件信息成果应用于港航管理，实现全智能化“数字航道”，航道8小时以上堵塞时间由以前的每年约1000小时下降到目前已无8小时以上的堵航。

并以此系统为建设基础，可扩展建设航标动态、水位变化、水质情况、污染控制、应急救助等系统。

参考文献

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[3]官振伟.基于GPRS的数字图像采集与传输系统研究[学位论文]硕士 2005

[4]张晓东、马礼、高媛.基于视频服务器的视频监控系统的设计[期刊论文]-微计算机信息 2008(1)

[5]彭懿涛、夏惊涛、穆道生.基于嵌入式技术的远程视频监控系统[期刊论文]-兵工自动化 2006(4)

[6]赵宝会.天津港集团视频监控系统改造[期刊论文]-中国新技术新产品 2009(1)

[7]李心益,裘正定.基于MPEG-4 标准和嵌入式技术的数字监控系统[J].中国多媒体视讯,2003,(l)

[8] William Gatliff.The Linux 2.4 Kernel`s Startup Procedure[M].2002 Embedded System Conference San Francisco, Mar.2002,56-89

[9] 胡杰.基于ARM 的嵌入式视频监控终端的研究[硕士学位论文].武汉理工大学.2008

余宁浙

出生年：1979年

籍贯：浙江慈溪

在公司职位：电气经理

篇（7）

中图分类号：TU855

智能家居的定义为家庭住宅作为一个单独的平台，依托网络通信技术、综合布线技术、自动控制技术等一系列现代化技术，建设完成一种能够远程管理家庭事务的一种管理系统。该系统提高了家居的安全性、舒适性以及艺术性等特征。为人民提供了更加环保舒适的家居环境。通俗的说也可以称之为智能住宅，它的产生主要原因在于人们对居住环境有了更高的要求，同时也是当前信息化时代的必然趋势。本系统设计中的控制主要采用嵌入式进行完成，所谓的嵌入式系统主要是指把相关应用软件以及操作系统同计算机硬件设备联系起来的系统。近年来嵌入式系统不断发展，再不久的将来必会成为计算机和互联网之后另外一个十分伟大的发明。根据当前情况下的我国具体国情，本论文提出了一种新型的基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系统，并详细的介绍了其总体结构框架、设计思想和实现步骤，并分析了该系统的具体特点。

1 功能需求

根据当前我国的国情，在进行该系统的设计过程中应当遵守以下原则设计：使系统具有较高可靠性和稳定性，同时要是系统中的各项功能具有高效率的特点、使系统的低成本更低，操作更加方便简单。更加以上设计原则，进行设计的智能家居系统的业务功能一般包含有：第一，住宅内部的视频监控，用户能够自己定义住宅内部的监控设备，并对相关参数进行设置，远程打开监控设备，关闭监控设备，选择查看某个监控设备监控信息等；第二，社区管理，实现对社区的管理，包含有社区内部居民管理、居民住宅管理、水电费以及物业费的收费管理以及安全防护管理等；第三，社区信息，实现向社区信息的功能，例如社区新闻、公告或者通知等；第四，社区服务，主要实现在网上向社区提供服务的申请的功能，比如说家政服务、住宅托管服务等。

2 系统实现

2.1 系统整体框架

智能家居系统中一个主要的组成部分就是智能家居系统的安全防护功能，而利用视频监控的来进行安全防护是一个较为有效的方法。该系统的视频监控利用先进的计算机网络技术、网络通信和其他智能家居相关的子系统相互联系进行管理，来提高智能家居中的安全系数。从智能家居系统的主要业务方面来讲，该部分设计应当包括视频监控服务、客户端和服务器端等部分，首先客户端向服务器发出服务请求，服务器接收到指令以后进行接受请求，随后实现视频监控的作用。

2.2 系统设计

本部分主要利用嵌入式系统实现智能家居的视频监控功能，在本论文所讲的系统中，所使用的主要硬件系统包含有嵌入式系统GX-ARM9-2410EP以及监控设备驱动；使用的软件系统操作包含了对Linux操作系统进行的整合与移动。如果要最终完成视频监控的设计，同时还要把ARM核处理器嵌入到Linux的内核中以及该系统的用户中，用户可以通过浏览器获取相关服务的信息和监控，主要的系统结构框架如下图所示：

图1 系统结构图

（1）硬件设计。在硬件设计部分主要需要用到的硬件包含有存储器与传感器等部分，本系统的设计中采用的处理器为S3C241是由三星公司生产的处理器。该硬件的选择是根据系统的需求，能够保证系统的稳定可靠地工作，同时其可以外接ROM，SRAM存储器。该系统设计中利用连接DM9000芯片可以转成一个以太网接口，而且这一芯片就有功耗低、成本低的特点。视频监控采用的摄像头是采用的V2000摄像头，利用USB与处理器相连接，具有安装简单、使用方便、清晰度高的特点。

（2）软件设计。在我们打开Linux的宿主机的应用程序时候，需要通过汇编或者链接等工具形成一种只可以在目标计算机上面使用的二进制代码，同时对该二进制代码下单，使它可以在目标计算机上正常使用，从而完成最初的目的。通过Windows系统实现虚拟机的完整安装，并安装完成后的虚拟机上接入RedHat 9.0最终完成环境的构建。

2.3 系统整体实现

该系统实际上是完成了嵌入式服务器的设计基础之上来实现的，客户端能够通过网络设备以及手机等实现视频监控的整个过程。而如果要实现利用网络来进行监控，第一步要采用B/S开发模式的架构，即是该系统实现支持CGI功能的服务器，同时利用这该服务器还可以实现的动态画面的采集与传输，所以要实现这一过程，要做的就是要在客户端设置WEB浏览器，便能够完成对嵌入式设备进行管理。

实际上，Web服务器设置在客户端用于对服务器的内容进行读取。客户端与服务器端的关系实际上是一种信息的相互传递的关系本身是一种信息的传递的关系，两者之间的请求或者应答方法都会在HTTP协议中有相对应的定义。所以，在浏览器和服务器正常连接，在请求传输信息之时，服务端能够及时的将所请求相关信息发送到客户端。其传递过程如下图所示：

图2 服务器工作原理

3 结束语

总的来说，以嵌入式技术为核心智能家居系统中的视频监控系统包含了现代网络技术、计算机信息等网络化中的各项技术，同时把嵌入式为核心的智能家居安保系统的设计能够为新时代的居民提供一种简单方便的平台，他们需要做的只是拿出手机或者其他网络设备接入网络，便能够查看自己住宅内部的安全情况。

参考文献：

[1]李怀亮，李美丽，张全禹.物联网智能家居系统的设计与实现[J].绥化学院学报，2012（02）：190-192.

[2]严萍，张兴敢，柏业超.基于物联网技术的智能家居系统[J].南京大学学报：自然科学版，2012（01）：26-32.

[3]俞文俊，凌志浩.一种物联网智能家居系统的研究[J].自动化仪表，2011（08）：56-59.

[4]张小梅，陆俊，彭冰沁.嵌入式智能家居监控系统的设计与实现[J].微计算机信息，2007（01）：54-57.

[5]向军，谢赞福.基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系统模型及实现[J].计算机工程与设计，2005（09）：2425-2427.

篇（8）

移动通信系统发展迅速，到目前已经历三代。第一代移动通信系统(IG)为模拟系统，现己经淘汰。第二代移动通信系统(2G)始于上世纪90年代，系统中使用数字语音编码技术代替了原有的模拟系统，根据标准不同主要采用了频分、码分、时分等多种多址接入技术。2G系统典型代表包括:欧洲的GSM、日本的PDC以及美国的IS-95。2G系统中数据传输采用电路交换方式，链路传输速率低。为了在移动通信系统中达到更高的数据速率、更快的接入速度，按数据流量而不是连接时间收费的目标，现今，移动通信系统己经发展到了2.5G系统(GPRS，EDGE，PDC-P)和3G(UMTS，CDMA2OOO)系统。

基于分组无线业务GRPS的视频监控系统以其永远在线、数话兼容、按流量计费、快速传输、短消息功能等特点具有其他监控信息传输方式无可比拟的优势。

主要特点：高速数据传输、永远在线、仅按数据流量计费。

最主要的是现在对学生手机卡，新入网的用户都会有每月5M的免费流量，且GPRS服务会随卡一起开通，而无需再重新开通。

具备普通手机的全部功能，能够进行正常的通话，发短信等手机应用；具备无线接入互联网的能力；具备PDA的功能；具备一个具有开放性的操作系统，在这个操作系统平台上，可以安装更多的应用程序，从而使智能手机的功能可以得到无限的扩充；具有人性化的一面，可以根据个人需要扩展机器的功能；功能强大，扩展性能强，第三方软件支持多。

本文采用的为NOKIAN73，它使用的操作系统是Symbian，且有着良好的操作界面，采用内核与界面分离技术，对硬件的要求比较低，支持C++，VB和J2ME，兼容性很好。

1系统总体结构

移动视频监控系统主要由前端监控设备（采集端）、传输网络(GPRS网络与公共数据网)、监控终端（客户端）组成。如图1所示。

图1系统结构图

Fig.1ChartoftheSystem

其中:端监控设备主要由摄像头、主控模块以及通信模块构成，完成现场视频的采集处理以及传送工作。在重要的场合终端内部还要有存储设备，用来保证在网络中断或监控中心故障时数据的安全。本系统中的视频采集端为固定式摄像头。

通信网主要指承担数据传输任务的GPRS网络,有线网和公共数据网(Internet)。

监控者可以是监控中心或单独的监控台。监控中心实际上是一个局域网(LAN)，主要由路由器、服务器、监控台、数据服务器以及相应的监控软件、查询软件和数据库管理程序等构成。单独的监控制台则是一台安装了监控软件的在线计算机。在此为安装了监控软件的智能手机NOKIAN73。

视频采集端通过GPRS网络或通过有线网络接入公共数据网，监控者通过GPRS网络接入Internet实现与监控前端的通信，从而通过Internet实现两者间的通信。相比GPRS网络，有线网络具有更大的带宽与更小的时延，因此，目前GPRS网络上的视频传输问题是整个系统的瓶颈和关键。

系统的功能为：用一台电脑主机作为服务器SH，把各个固定式的监控摄像头固定安装在所需要的场合，且跟服务器之间利用有线网络连接（也可利用无线传输，因为这段不是关键部位，所以利用有线传输的速度和可靠性更高）；服务器可作为固定的监控者，而这里所讨论的主要是把智能手机最为移动的视频监控者，且跟服务器之间利用移动系统的GPRS进行通信。

智能手机在这里有两个作用：一为移动监控者，可以实现随时随地进行监控；二可以当作移动视频监控前端来对使用者所处的环境进行实时的监控。正因为智能手机在这里的双重作用使得设计本系统时需要考虑一些特殊的技术。

2关键技术

2.1MPEG-4算法

MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。AV对象的提出，使得多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力。AV对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。

MPEG-4视频编码根据内容把视频分割成不同的视频对象（VO），VO是MPEG-4视频编码的核心概念。在编码过程中针对不同VO采用不同的编码策略：即对前景VO的压缩编码尽可能保留细节和平滑；对人们不太关心的背景VO，则采用高压缩率的编码策略，甚至不予传输，而是在解码端用其它背景拼接而成。

在本系统中监控前端摄像头到服务器主机的传输采用有线网络，为了保证传输的实时与高效性，也采用MPEG-4算法先压缩视频或图像来传输。这里我们采用微方摄像头监控系统这个软件来进行图片和视频的传输与监控。监控界面如下图2：

图2微方监控系统服务端界面

Fig2TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemserver

2.2安装客户端软件

首先：当智能手机NOKIAN73手机作为监控前端时也利用微方监控软件来进行监控，客户端的安装可以直接运行在智能手机上，且通过GPRS网络来连接主机，客户端界面如图3。

图3微方监控系统客户端界面

Fig.3TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemclient

此软件有一定的实时性，在GPRS中虽然有一定的延迟但实际应用中能达到要求。

2.3关键问题的解决

智能手机终端既作为监控前端，又作为监控者，还兼有手机的基本功能，当某一服务来临时，这些服务的优先级如何？相互之间如何进行切换？以及重连的问题该如何解决，手动吗？

解决以上问题，我们采用中断技术：

中断处理过程通常由中断申请、中断响应、中断处理、中断返回四个过程完成。手机中我们采用软件中断的技术来对各种服务进行响应。

软件中断是由软件产生的，可以由编程人员自己编写,通过设定寄时器或设定中断号来产生中断。因为智能手机NOKIAN73的Symbian系统支持C++、VB和J2ME，因此我们可以利用VC工具编写中断程序来进行软中断，用来解决以上一些问题。

程序中主要用到两个函数：setvect和getvect。setvect()有两个参数：中断号和函数的入口地址，其功能是将指定的函数安装到指定的中断向量中，getvect()函数有一个参数：中断号，返回值是该中断的入口地址。以下是中断程序的原型：

#include

#include

#ifdef__cplusplus

#define__ARGU...

#else

#define__ARGU

#endif

voidinterruptint60(__ARGU)/*中断服务函数*/

{

puts("服务");

}

voidinstall(voidinterrupt(*fadd)(__ARGU),intnum)/*安装中断*/

{

disable();/*关闭中断*/

setvect(num,fadd);/*设置中断*/

enable();/*开放中断*/

}

voidmain()

{

install(int60,0x60);/*将int60函数安装到0x60中断*/

geninterrupt(0x60);/*人为产生0x60号中断*/

}

3应用案例

我们将此系统应用于校园的安全，当今，每个家庭都把小孩视为掌上明珠，对孩子教育的投入也越来越大，自然希望能够随时掌握小孩在学校里是否遵守纪律、专心上课，以及老师的管教是否合理等实时情况。在校园里，摄像机安装在固定位置上，但是布线就必须视校园大小和经费，考虑使用有线或无线方案；而在家长这端，利用移动载体监看自然是上选。本系统在实际的应用中，主要用于保安的实时移动监控，证明既经济又实用。

4结论

如今的手机都朝着智能化的方向发展，GPRS带宽也在越来越好，基于GPRS的移动视频监控将会更成熟，应用的领域也会越来越广泛，智能手机也会集成移动视频监控技术，希望本文的研究能为此应用做出一定的贡献。

参考文献

1 张荣博.基于GPRS的移动视频监控的设计与应用[D].解放军信息工程大学硕士论文,2005:1-2.

篇（9）

 

随着计算机技术的不断完善和发展，计算机技术在施工管理中已得到广泛应用。远程视频监控管理系统就是计算机技术与网络技术的完美结合，远程视频监控管理系统的采用，不仅降低了管理成本，提高了工作效率，而且还便于及时发现质量安全隐患，确保工程处于受控状态。

本文结合当前青岛市创建标准化示范工地的现场及远程项目管理的需要，探讨远程视频监控管理系统在施工管理中的应用。

一、远程视频监控管理系统简介

远程视频监控管理系统是利用公共电话网、互联网及用户端监控设备对施工现场运行状况实现实时数据采集和处理的监控管理网络系统。

施工项目部和企业远程监控管理中心不必亲临施工现场，便可通过安置在施工现场的程控变焦视频探头掌握施工进度、质量、安全信息及机械设备配备、原材料库存等现场具体情况。为项目决策机构和监控管理机构快速反应提供辅助决策，使项目管理更加科学、快速、便利；还可以对项目管理所需要的材料进行采集、传递和实时共享。大大减少项目信息管理工作量，充分体现网络办公的便捷更能。

二、系统的组成

远程视频监控管理系统由信号采集及反馈设备、传输设备和管理控制中心组成，其主要作用是提供各种信号的采集功能，如视频、音频、烟雾等其他异常信号以及相关参数的采集。

1、采集设备是整个系统的信号源，就像整个系统的“眼睛、耳朵、鼻子”。能对施工现场进行远程监视（视频摄像探头）、监听（拾音器）、监测（红外探头、烟感探头）。通过安置多个摄像探头、拾音器、报警探测器等可以使探测设备覆盖整个被监控对象。通过管理控制设备，可远程对数码视频探头进行变焦、转向。

2、传输设备

传输设备是系统图像信号、声音信号、探测信号向管理控制设备传输的通道。把由输入设备收集的信息转化为音像信号、探测信号，传送给控制中心的监控器上。目前远程视频监控管理系统多采用IP网络传输实现数据传送，如通过局域网、宽带接入、ADSL拨号等方式确保数据采集的实时性。

3、控制管理中心

控制管理中心是实现系统功能的指挥中心，控制设备由显示设备、记录设备、输出设备构成。主要功能有：视频音响信号的显示、输入信号的记录存储、对采集设备的远程调控（调焦、转向、多画面通道的切割切换）以及发出反馈指令等。

管理中心的组成：

管理中心按照逻辑功能可以划分为数据库服务器、管理服务器、流媒体服务器和备用服务器等服务器群。

数据库服务器：数据库服务器提供系统数据的集中管理服务。该数据库系统功能有：用户帐号、登录信息管理；视频服务器信息管理；流量统计管理。

管理服务器：管理服务器主要负责与数据库交互，为整个移动监控系统提供业务逻辑控制。其功能模块包括建立并维护多个客户端的网络连接；鉴权和身份认证；维护用户的登陆会话；接受用户的服务器定位搜索请求，从数据库服务器返回结果。

流媒体服务器：流媒体服务器是提供流媒体业务的核心设备，主要负责移动流媒体的录像保存、实时流媒体转发。

备用服务器：该服务器在管理服务器或者数据库服务器发生意外故障的时候，能够自动转入服务状态，代替执行管理服务或者数据库服务。

三、远程视频监控管理系统在施工中的应用。

即墨市宝龙城市广场是一个集高层住宅、商业社区服务为一体的高档综合住宅小区。该小区由27栋28-32层高层住宅、15栋6层住宅、8栋二层商业网点楼及一个50000m地下车库、一座健身会所组成。工程总占地面积500000m，总建筑面积200000m，6栋住宅小高层均采用现浇钢筋砼剪力墙结构，抗震等级均为四级。该小区于2009年10月开始施工，现已进入装修阶段。为创建青岛市施工现场管理标准化工地，该项目施工现场采用远程视频监控管理系统，运行情况良好，可满足使用要求。

系统的功能作用：

利用公司内部现有的计算机设备和网络条件，针对建筑施工现场控制点分散、难以管理的特点，远程视频监控管理系统所实现的功能有：

通过对工地现场四周、入场门及材料堆放区、仓库的实时监控，防范工地火盗事件的发生。系统可连接多个烟感、红外探头，一旦捕捉异常信号，系统能自动发出预警信号。供项目部办公室及公司办公室管理人员同步复查并进行本地及远程数字硬盘录像，以备事后复查。

通过对工地现场楼梯洞口及临边、材料加工区、机械及电气设备多画面显示监控，同时掌握多现场安全情况，还可以与现场人员即时通话，加强与现场管理的互动。及时发现并制止作业人员违规操作，确保施工质量安全处于受控状态。

为项目部修正进度计划或制定质量安全隐患整改措施提供信息资料。通过对原材料取样、试块制作进行监控，杜绝将不合格材料用于现场。通过调用本地或异地数字硬盘录像，实现施工现场试件、试块取样资料、现场安全影像资料和施工进度信息的资源共享，方便工程参建各方及建设行政主管部门异地监督检查。

篇（10）

【关键词】嵌入式Linux 视频监控 ARM9 SOCKET

1 引言

随着信息化技术的不断发展，各行各业对视频监控系统的需求越来越广泛，如交通监控、家庭防盗、企业安防等各个领域。视频监控不仅能够起到事前防范的作用，而且还有事后取证的功效。

嵌入式的视频采集以其独特的优势被广泛采用。如具有较强的网络支持功能、强大的移植性、完全开放的源代码等特点。因此，本系统选择嵌入式Linux的ubuntu操作系统为开发环境，以三星公司的ARM9处理器S3C2440为核心开发板，通过建立Client/Server工作模型来实现远程视频监控。

2 系统硬件组成

本系统具有以下功能：

（1）终端能够进行视频数据的采集并传送回PC机；

（2）用户可以通过客户端软件观看监控终端采集到的视频数据；

（3）存储采集到的视频数据以便播放历史录像。

基于此，本系统的硬件功能框图如图1所示。平台以三星公司的S3C2440处理器为核心开发板。配置了64MB的NandFlash存储器和64MB 32位的SDRAM。用户将代码存储在NandFlash中，并从NandFlash启动，之后自动将代码加载到SDRAM中运行如图1。

视频数据的采集通过在USB接口上外接一个USB摄像头，将视频数据接收到核心板。开发板通过5线异步UART串口与目标系统通信，获取开发板调试信息、下载镜像文件等，波特率可达115200bps。引出JTAG接口，用来烧写BootLoader，并通过JTAG接口调试程序。同时外接一个网络芯片与主机相连，用于传送采集到的视频数据，终端接收到视频流进行转码，最终显示到客户端上。

3 系统软件实现

本系统采用模块化设计，从功能上可以划分为如图2所示四个模块：视频采集模块、编码压缩模块、网络传输模块和视频播放模块。

视频采集模块完成视频数据的采集，通过在ARM板上安装USB摄像头进行数据采集。编码压缩模块对视频数据进行编码以减少数据量。网络传输模块将压缩后的视频数据传送回客户端。视频播放模块不仅要实现实时播放监控画面，而且能够回放历史视频。

3.1 视频采集模块

视频采集模块通过调用V4L和底层设备驱动程序实现。V4L为各种视频设备提供了统一的接口，是Linux中的内核驱动程序。应用程序通过调用这些接口函数就可以对不同的设备进行控制。视频采集步骤如下：

（1）打开视频设备。使用open（）函数打开所需设备并获取设备标识符。

（2）获取图像信息和设备参数信息。调用v4l_get_capability（）函数获取设备参数，如是否具有捕获图像能力、每秒帧数等；通过v4l_get_picture（）函数获取图像格式，如：图像大小等。

（3）内存映射。调用mmap（）函数实现将设备文件的内容映射到内存空间进行读写操作。

（4）采集视频数据。调用ioctl（）函数采集一帧图像并存储到内存空间。

3.2 图像压缩模块

通过摄像头采集到的图像是YUV格式的图像，数据量大，但网络带宽有限，所以要经过视频编码压缩处理后才能进行网络传输。本系统采用目前比较流行的H264编码压缩算法实现，H264压缩算法具有画面质量高、网络适应性强、压缩比高等优点，压缩率可以达到100：1，压缩后的视频数据能够实现快速传输。

3.3 网络传输模块

系统中经过压缩的视频数据需要通过网络传送到PC机上。本系统选用可靠的TCP/IP编程模式，服务器端编程步骤如下：

（1）调用socket（）函数创建套接字；

（2）调用bind（）函数绑定套接字与地址信息；

（3）调用listen（）函数进行监听；

（4）调用accept（）函数等待接收连接；

（5）接收视频帧；

（6）关闭socket。

3.4 视频播放模块

视频播放通过客户端实现，客户端将接收到的视频流进行解码，即将视频流转换到rgb空间显示。本系统利用QT技术编写界面，调用QImage将传送回来的压缩视频流显示到QLabel上实现实时播放；同时将视频流转码存储为avi格式，通过Opencv提供的接口去读取视频以便播放历史画面。

客户端监控界面如图3所示，点击“连接”按钮可观看实时监控画面，点击“播放历史”按钮可选择历史记录进行回放。

4 结论

本文实现了一个基于ARM9和嵌入式Linux的单画面网络视频监控系统，经测试，该系统不仅可以实现实时监控，还可以对历史画面进行查看播放。具有成本低、易于安装和维护、稳定性好等优点。对于各种监控需求场合具有很好的应用价值。

参考文献

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[3]王爱矛.基于ARM-Linux的嵌入式数据采集与远传系统[D].大连：大连理工大学，2008.

作者简介

篇（11）

1、系统简介

建设统一的音视频监控系统，接入各级音视频监控的营业厅；增加视频监控管理中心平台和存储磁阵，把前端营业厅的视频信号集中到市一级存储，异常情况的视频录像集中存储到省一级前端监控点设备（摄像机、拾音器、评价器和音响），增加网络录像机NVR；实现市、县本地监控（市、县之间相互独立），省集中监管的三级管理模式；视频监控系统实时接收“客户评价系统”和“呼叫中心系统”上传的信息，并根据信息内容（事先设定的异常策略）自动生成异常告警清单，同时把告警信息通知省、市两级管理人员；视频监控系统提供开发接口，支持与营销稽查业务系统、客户评价系统、呼叫中心系统做集成开发。

2 、系统功能：

系统和设备具有可扩展、可兼容性，支持多级管理架构，并且后期要能实现与县公司视频监控的级联功能，实现监控系统的分级级联模式管理，视频管理服务器支持异地冗余，将故障恢复时间控制在最小；视频监控系统具备视频音频同步传输功能，可以从监控中心对单个监控点通话，也可对所有监控点喊话；视频传输基于标准的TCP/IP协议，带宽占用可管理；系统支持移动侦测，客户端具有视频存储功能，可实现多画面监视和操作控制功能，在存储周期内能回放、存储指定场景的视频图像；系统安全可靠、客户界面友好、升级方便、维护简单，具有故障快速恢复功能，系统配置信息应有完善的备份和恢复机制；系统支持与其他系统的软件开发集成功能，并提供开发接口及文档。

3 、系统设计

3.1概述

系统采用运营商级的视频监控平台，在确保稳定的同时，充分考虑客户实际应用需要，利用信息技术和监控领域的先进技术，尽可能的使系统智能化。通过与相关系统的对接，使监控画面专注于显示客户实际关心的异常事件，提升监管效率，并能有效减少误报。

3.2系统逻辑架构

视频监控管理平台采用层次化结构，明确划分系统中各层的功能，提高系统可扩充性、稳定性和可维护性。整个系统分为三层：

1）、底层平台层

底层平台包含系统所必须的基础设备和下级系统，主要包含：前端监控点、客户评价系统和呼叫中心系统，以及具备音视频监控的县级视频管理系统。

2）、市一级监控平台

通过在市一级安装市级监控平台，来管理本市所有监控点以及包括此次具备音视频监控系统的县级单位，市级监控平台还接收“客户评价系统”和“呼叫中心系统”上传的信息，做相应处理，并将信息转发到省监管平台。市级监控平台功能包括：下级系统接口、市级视频管理系统和监控客户端。

3）、省一级监控平台

通过在省一级安装省级监控平台，来管理所有的市级监控平台和全部监控点，接收市级管理平台上传的接口信息，并作相应处理。省级监控平台还提供上级系统开发接口，支持集成开发。省级监控平台功能包括：下级系统接口、省级视频管理系统、上级系统接口和监控客户端。

3.3网络拓扑结构

  3.5 建设设计方案 3.5.1 设备利旧

项目前端摄像机全部利旧，只是把监控点的信号接入进来，再通过NVR达到与省、市级的系统对接，实现前端区域全监控。前端具体设计标准如下：

在每个营业厅前端增加一台网络录像机（NVR）、视频适配器和视频分配器接入目前已有的模拟摄像机信号，以及与省、市级视频监控系统平台的对接，网络录像机、视频适配器和视频分配器的数量根据各地市AB厅的数量而定。

在市级单位增加1套管理平台、磁盘阵列（存储前端监控点数据）和解码器（上墙显示）。

3.5.2营业厅部署：

在各地市新增一台网络交换机，在交换机上划分VLAN，将营业厅监控与电力专网隔开，为NVR配置一个电力专网地址和一个监控网络私网地址。减少前端对电力专网地址的占用。如下图所示：

3.5.3网络录像机（NVR）

网络录像机（NVR）是营业厅监控的核心设备，主要实现前端图像汇聚管理、录像存储、上连平台的功能。同时NVR也支持本地显示（外接显示器）监控、本地前端控制、双向语音、报警联动等功能。满足营业厅本地监控业务应用需求。

本地存储前端视频录像，以4天为周期循环覆盖，每天存储10个小时，10个监控点计算，需要存储容量：10×1.5M×10×4×3600÷8=270G，考虑到RAID5和热备需要，所以前端配3块1T硬盘，可用容量为1T，满足以上要求。

3.5.4 中心管理平台

监控中心平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。

嵌入式硬件监控中心平台，采用嵌入式、模块化设计架构，集成监控注册管理模块、交换模块、录像管理模块、数据库模块，实现前端编码器和网络摄像机接入管理，用户登录认证，并可实现前端的视频码流中心存储、集中转发功能，提供报警联动、双向音频、电子地图、远程控制等业务功能。

监控中心平台一般有两种架构：工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。嵌入式平台可为用户提供稳定可靠的视频监控系统核心；软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+数据库软件＋通用服务器构成，系统能力受限于服务器的硬件环境和软件环境，系统稳定性和可靠性较差。

 

对比项

软件+服务器

嵌入式系统

系统架构

监控软件+服务器+操作系统软件+数据库软件：监控中心平台、数据库服务器

流媒体服务器

高度集成化设备，内嵌监控中心模块、数据库、转发模块、录像模块

安全性

通用操作系统及数据库的漏洞多、端口开放度高、易感染病毒、受到黑客攻击

嵌入式系统，专用的数字处理芯片，内嵌数据库，通常无病毒、黑客问题

可靠性

 

受服务器的CPU、内存、操作系统、数据库软件并发数等的制约，影响系统长期可靠性运行

嵌入式系统，电信级的容量与可靠性设计，可长时间7*24小时不间断运行