序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇視頻監(jiān)控論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)燕尾服，一種以數(shù)字化、智能化為特點(diǎn)的多媒體遠(yuǎn)程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，即基于IP的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控到數(shù)字監(jiān)控質(zhì)的飛躍。與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比較，數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)幾個(gè)最主要的優(yōu)勢(shì)是：可以借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；在遠(yuǎn)程不同地點(diǎn)的分控中心或同個(gè)分控中心可同時(shí)調(diào)看某一個(gè)或者幾個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的音視頻數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)分布式的音頻頻接入和音視頻數(shù)據(jù)共享，同時(shí)，可以與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行對(duì)講；可以對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的云臺(tái)、攝像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制。視頻、音頻的實(shí)時(shí)、分布式傳輸及控制指令的可靠傳輸是遠(yuǎn)程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)字音頻頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用IPMulticast技術(shù)作為分布式音視頻執(zhí)著入和共享的解決方案，并針對(duì)視頻、音頻語音和控制數(shù)據(jù)不同的特點(diǎn)，對(duì)其所采用的不同傳輸技術(shù)進(jìn)行了探討，給出了具體實(shí)現(xiàn)方法。

1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般包括三部分：前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)、通信設(shè)備和后端分控中心。整個(gè)系統(tǒng)基于Client/Server（客戶機(jī)/服務(wù)器）模式。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)由監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)及一些設(shè)備組成。設(shè)備包括攝像機(jī)、電動(dòng)鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、監(jiān)視器、多功能解碼器及報(bào)警器。監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)運(yùn)行客戶前端軟件，實(shí)現(xiàn)視頻、音頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、壓縮、解壓縮（音頻）（視頻傳輸單向的，音頻傳輸是雙向的）及打包傳送；對(duì)壓縮的視（音）頻數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)存儲(chǔ)（也可在分近中心進(jìn)行）。存儲(chǔ)方式為循環(huán)存儲(chǔ)、定時(shí)存儲(chǔ)、手動(dòng)存儲(chǔ)及運(yùn)動(dòng)視頻檢測(cè)啟動(dòng)存儲(chǔ)。接收來自分控中心的控制指令（也可在本地實(shí)施），對(duì)云臺(tái)動(dòng)作（上、下、左、右及自動(dòng)）電動(dòng)鏡頭的三可變（光圈、焦距和聚焦）。

（2）通信設(shè)備是指所采用的傳輸信道和相關(guān)設(shè)備，通信網(wǎng)絡(luò)為LAN及WAN。

（3）后端設(shè)備由若干分控中心計(jì)算機(jī)組成。各分控計(jì)算機(jī)運(yùn)行服務(wù)器端軟件，接收來自前端壓縮視（音）頻、顯示（播放）；通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)前端云臺(tái)、攝像機(jī)進(jìn)行控制；采用組播技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式視頻執(zhí)著入和分豐式視頻共享：每個(gè)分控中心主機(jī)可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)前端，即“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”；不同分控心也可以同時(shí)監(jiān)控同一前端，即“多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)”。

2網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)類型的特點(diǎn)及通信協(xié)議的選擇

系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)有：控制數(shù)據(jù)、音頻、視頻數(shù)據(jù)、后端分控中心通過網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)設(shè)備云臺(tái)及攝像機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)云臺(tái)動(dòng)作（上、下、左、右、自動(dòng)）攝像機(jī)光圈、焦距及聚焦三可變，要求控制信號(hào)的傳輸準(zhǔn)確無誤；音頻、視頻是連續(xù)，數(shù)據(jù)量大，允許傳輸中存在一定的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率及數(shù)據(jù)丟失率，但實(shí)時(shí)性要求很高。此外，在監(jiān)控系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)音視頻的分布式接入和數(shù)據(jù)共享，必須進(jìn)行音視頻的多點(diǎn)傳輸。樣實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)？首先是通信協(xié)議的選擇，TCP/IP協(xié)議是廣泛使用的網(wǎng)協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò)模型定義了四層（即網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。傳輸層包含兩個(gè)協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）。IP是國際互聯(lián)協(xié)議，位于網(wǎng)絡(luò)層。TCP協(xié)議是面向連接的，提供可靠的流服務(wù)；UDP是無連接的，提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)；TCP采用提供確認(rèn)與超時(shí)重發(fā)、滑動(dòng)窗口機(jī)制等措施來保證傳輸?shù)目煽啃?，正是這些措施增加了網(wǎng)絡(luò)的開銷。如果用TCP傳輸視（音）頻數(shù)據(jù)，大量的數(shù)據(jù)容量引起重傳。，使得網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大并會(huì)加大延遲；UDP協(xié)議是最簡(jiǎn)單的傳輸協(xié)議，不提供可靠性保證，正因?yàn)閁DP協(xié)議不進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)與重傳國，大大提高了傳輸效率，具有高效快速的特點(diǎn)；Ipv4定義了三種IP數(shù)據(jù)包的傳輸：?jiǎn)尾?、廣播及組播。要系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視（音）頻數(shù)據(jù)的多點(diǎn)傳輸，若采用單播，則同樣的音、視頻數(shù)據(jù)要發(fā)送多次，這樣導(dǎo)致發(fā)送者負(fù)擔(dān)重、延遲長、網(wǎng)絡(luò)擁塞；若用廣播，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)都將接收到數(shù)據(jù)，不管該結(jié)點(diǎn)否需要數(shù)據(jù)，增加了非接收者的開銷；組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者（組播源）發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)接收者（一次的、同時(shí)的）的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組，而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。由于無論有多少個(gè)目的地址，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上都只傳送單一的數(shù)據(jù)包。因此組播提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?，極大地節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸。組播方式只適用于UDP。綜上所述，采用TCP/IP傳輸控制信號(hào)，即信令通道；采用UDP/IP傳輸音視頻信號(hào)，即數(shù)據(jù)通道。

IP組播依賴一個(gè)特殊的地址組——“移播址”，即D類地址。范圍在224.0.0.0-239.255.255.255之間（其中224.0.0.0-224.0.0.255是被保留的地址），D類地址是動(dòng)態(tài)分配和恢復(fù)的瞬態(tài)地址。組播地址只能作為信宿地址使用，而不能出現(xiàn)在任何信源地址中。每一個(gè)組播組對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)分配的一個(gè)D類地址。組播的特點(diǎn)：組播組的成員是動(dòng)態(tài)的，主機(jī)可以任何時(shí)間加入或離開組播組，主機(jī)組中的成員在位置上和數(shù)量舊沒有限制的。

2.2Windows下，IP組播的Winsock2實(shí)現(xiàn)

Windows環(huán)境下組播通信是基于WindowsSocket的。WindowsSocket提供兩種不同IP組播的實(shí)現(xiàn)方法：WindowsSocket提供兩種不同的IP組播的實(shí)現(xiàn)方法：Winsock1與Winsock2。在Windows2000平臺(tái)實(shí)現(xiàn)VC++6.0開發(fā)工具，在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了基于Winsock2的組播通信編程。

發(fā)送端（前端、客戶端）實(shí)現(xiàn)步驟：

(1)加載Winsock2庫，完成Winsock2的初始化：

WSAStarup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)；(2)建立本地套接字（UDP）：

m_socket=WSASocke(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP,NULL,0,WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|

WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF);

//組播通信具有兩個(gè)層面的重要特征：控制層面和數(shù)據(jù)層面?？刂茖用鏇Q定一個(gè)多播組建立通信的方式，數(shù)據(jù)層面決定通信成員間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｃ恳粋€(gè)層面有兩種形式，一種是“有限的”，另一種是“無根的”；數(shù)據(jù)報(bào)IP組播在兩個(gè)層面上都是“無根”的。任一用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)都將被傳送到組中所有其它成員。最后一個(gè)參數(shù)表明新創(chuàng)建的套接字在控制層面與數(shù)據(jù)層面都是“無根的”。

圖2

可以通過setsocket函數(shù)設(shè)置套接字的屬性，如地址重用，緩沖區(qū)是接收還是發(fā)送。

M_localAddr.sin_family=AF_INET;

M_localAddr.sin_port=m_iPort;//本地端口號(hào)

M_localAddr..sin_addr.S_un.S_addr=m_uLocalIP;//本地IP地址；

（3）綁定（將新創(chuàng)建的套字節(jié)與本地插口地址進(jìn)行綁定）：

bind(m_socket,(PSOCKADDR)&(m_localAddr),sizeof(m_localAddr);

(4)設(shè)置生存時(shí)間（即數(shù)據(jù)包最多允許路由多少個(gè)網(wǎng)段）：

WSAIoctl(m_socket,SIO_MULTICAST_SCOPE,//設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)生存時(shí)間；

&iMcastTTL,//生存時(shí)間大??；

sizeof(iMcastTTL),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL)；

（5）配置Loopback,以決定組播數(shù)據(jù)幀是否回送：

intbLoopback=FALSE;

WSAIoct(m_socket,SIO_MULTIPOINT_LOOPBACK,//允許或禁止組播數(shù)據(jù)幀回送；

&bLoopback,sizeof(bLoopback)，NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);

(6)收發(fā)數(shù)據(jù)：

在發(fā)送方（前端、客戶端）響應(yīng)發(fā)送的消息函數(shù)中調(diào)用下面函數(shù)：

WSASendTo(m_socket,&stWSABuf,&cbRet,0,(structsockaddr*)&stDestAddr,//發(fā)送的目的地址；

sizeof(struct(sockaddr),NULL,NULL);

在發(fā)送方（前端、客戶端）響應(yīng)接收消息函數(shù)中調(diào)用下面函數(shù)：

WSARecvFrom(m_socket,&stWSABuf,1,&cbRet,&Flag,(structsockaddr*)&stSrcAddr,//源地址；

&iLen，NULL，NULL）；

（7）將組播套接字設(shè)置為異步I/O工作模式，在該套節(jié)字上接收事件為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)事件通知：

WSAEventSelect(m_socket，m_hNetworkEvent，//網(wǎng)絡(luò)事件句柄；將此套字節(jié)與該事件句柄并聯(lián)在一起；

FD_WRITE|FD_READ）；//發(fā)生此兩個(gè)事件之一，則將m_hNetworkEvent置為有信號(hào)狀態(tài)；

（8）在工作線程中設(shè)置：

WSAWaitForMultipleEvent（3，//等待事件的個(gè)數(shù)）；

p->m_eventArray,//存放事件句柄的數(shù)組；

FALSE，WSA_INFINITE，F(xiàn)ALSE）；

（9）關(guān)閉組播套字節(jié)：

closesocket(m_socket)；

接收端（后端、服務(wù)器端）實(shí)現(xiàn)步驟：

（1）-（3）與發(fā)送端（客戶端）相同；

（4）調(diào)用WSAJLoinLeaf加入組播組：

SOCKETNetSock=WSAJoinLeaf(sock,//必須為組播標(biāo)志進(jìn)行創(chuàng)建，否則調(diào)用失敗；

（PSOCKADDR）&（m_stDestAddr,//組播導(dǎo)址，與發(fā)送方的目的地址相同；

sizeof(m_stDestAddr),UNLL,NULL,NULL,NULL,

JL_BOTH));//允許接收和發(fā)送；

（5）與客戶端（6）相同；（6）與客戶端（7）相同；（7）與客戶端（8）相同；（8）離開組播組；closesocket(NewSock)；//NewSock是調(diào)用WSAoinLeaf（）返回的套節(jié)字。

2.3在監(jiān)控系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊流程如圖2所示。

發(fā)送端（前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)、客戶端）監(jiān)控主機(jī)運(yùn)行客戶端程序。在主線程中，啟動(dòng)視同、音頻兩個(gè)線程分別對(duì)視頻及音頻進(jìn)行采集，放入視（音）頻緩沖區(qū)；視頻在本地回放；同時(shí)，監(jiān)聽分控中心的連接請(qǐng)求，收到連接請(qǐng)求，TCP三次握手，建立TCP連接（信令通道）；通過信令通道，向分控心發(fā)送二組組播地址及端口號(hào)（對(duì)應(yīng)視頻及音頻，音頻兩個(gè)線程；分別在視（音）頻線程中完成；利用Winsock2建立視（音）頻數(shù)據(jù)通道（UDP）（源碼前已述及）；對(duì)視（音）頻進(jìn)行壓縮編碼、組播發(fā)送；音頻線程接收分控中心的音頻數(shù)據(jù)包，解碼并播放；實(shí)現(xiàn)視頻的單向傳輸和音頻的雙向傳輸。

接收端（后端分控中心、服務(wù)器端）分控中心主機(jī)運(yùn)行服務(wù)器端程序，在主線程中向前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)發(fā)出連接請(qǐng)求（CALL），三次握手建立TCP連接（信令通道）；后端接收到組播地址及端口號(hào)后，啟動(dòng)視（音）頻兩個(gè)線程，完成；利用Winsock2建立視（音）頻數(shù)據(jù)通道（UDP），加入視（音）頻組播組，接收壓縮視（音）頻包，并解碼顯示（播放）；其中音頻線程，還要完成音頻數(shù)據(jù)包解碼顯示（播放）；其中音頻線程，還要完成音頻數(shù)據(jù)包的壓縮、發(fā)送；實(shí)現(xiàn)視頻的單向傳輸、音頻的雙向傳輸。

篇（2）

引言

隨著拖動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及大功率電力電子器件的不斷更新，交流異步電機(jī)V/f控制PWM變頻電源在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的SPWM變頻調(diào)速技術(shù)理論成熟，原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但其逆變器輸出線電壓的幅值最大值僅為0.866Ud，直流側(cè)電壓利用率較低；而采用空間矢量PWM(SVPWM)算法可使逆變器輸出線電壓幅值最大值達(dá)到Ud，較SPWM調(diào)制方式提高了15％，且在同樣的載波頻率下，采用SVPWM控制方式的逆變器開關(guān)次數(shù)少，降低了開關(guān)損耗。為此，本文運(yùn)用SVPWM算法，將逆變器和電機(jī)作為整體考慮，并綜合三相電壓，通過實(shí)時(shí)計(jì)算，利用MR16單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的恒磁通變頻調(diào)速控制。

1空間矢量PWM基本工作原理

圖1所示為三相電壓型逆變器的工作原理圖，它由6個(gè)開關(guān)器件組成。逆變器輸出的空間電壓矢量為

根據(jù)同一橋臂的上下兩個(gè)開關(guān)器件不能同時(shí)導(dǎo)通的原則，其三相橋臂開與關(guān)可以有8種狀態(tài)。在這8種開關(guān)模式中，有6種開關(guān)模式輸出電壓，在三相電機(jī)中形成相應(yīng)的6個(gè)磁鏈?zhǔn)噶浚硗?種開關(guān)模式不輸出電壓，不形成磁鏈?zhǔn)噶?，稱之為零矢量。各種狀態(tài)形成的矢量在空間坐標(biāo)系中的位置關(guān)系如圖2所示。括號(hào)內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)依相序A，B，C表示開關(guān)的不同狀態(tài)，“1”表示上橋臂功率器件導(dǎo)通，下橋臂器件關(guān)閉；“0”表示的工作狀態(tài)與此相反。任意一個(gè)電壓空間矢量的幅值和旋轉(zhuǎn)角度都表示此刻輸出PWM波的基波幅值及頻率大小，它的相位則表示不同的脈沖開關(guān)時(shí)刻。因此，三相橋式逆變器的目標(biāo)就是利用這8種基本矢量的時(shí)間組合，去近似模擬合成這樣一個(gè)磁鏈圓。

通常將一個(gè)圓周期6等份，并習(xí)慣地稱之為扇區(qū)。每一扇區(qū)又可繼續(xù)劃分為任意的m個(gè)小等份。當(dāng)理想電壓矢量位于任一扇區(qū)之中時(shí)（如圖2所示），就用該扇區(qū)的兩個(gè)邊界矢量和兩個(gè)零矢量去合成該矢量，例如：當(dāng)理想電壓矢量處于第一扇區(qū)時(shí)就由和兩個(gè)非零矢量以及零矢量合成，其他扇區(qū)依此類推。假設(shè)理想電壓矢量位于圖3所示的位置，依據(jù)正弦定理可以得到式（2）—式（4）。

式中：Us為逆變器輸出電壓矢量的幅值；

U1為非零矢量的幅值；

U2為非零矢量的幅值；

Ts為PWM周期；

t1為的作用時(shí)間；

t2為的作用時(shí)間；

t0為零矢量的作用時(shí)間；

|U1|=|U2|=…=Ud。

由于理想電壓矢量是由位于該扇區(qū)邊界的兩個(gè)非零矢量和零矢量合成，在實(shí)際合成時(shí)可采用每一個(gè)非零矢量分別發(fā)出兩次，零矢量則依次插入各個(gè)分割點(diǎn)的方法。例如：理想電壓矢量為，其合成步驟可以是：先發(fā)非零矢量作用t1/2時(shí)間，再發(fā)零矢量作用t0/4時(shí)間，而后發(fā)出非零矢量作用t2/2時(shí)間，接著發(fā)出零矢量作用t0/4時(shí)間。然后再依此次序重發(fā)矢量一次，就完成了整個(gè)合成過程。之所以采用這種合成方法是因?yàn)橄到y(tǒng)工作到低頻時(shí)，控制周期變長，而每個(gè)周期內(nèi)非零矢量的作用時(shí)間又是一定的，也就是說零矢量的作用時(shí)間相應(yīng)的變長了。于是就將一個(gè)周期中太長的零矢量分開成幾個(gè)零矢量，而后把它們均勻地插入到非零矢量中去，這樣既滿足了合成的要求，又有效地抑止了低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。對(duì)于理想電壓矢量位于扇區(qū)邊界的這種情形，可以把它作為扇區(qū)的特例來處理，即有一個(gè)非零矢量的作用時(shí)間為0。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

主電路采用三相全橋逆變電路，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，逆變DC/AC部分為全控式逆變橋，電容C為濾波電容，其電容值的選擇與負(fù)載額定功率及直流側(cè)輸入電壓有關(guān)。交流電機(jī)變頻調(diào)速不僅要求輸出電壓為正弦波，而且要求電壓和頻率協(xié)調(diào)變化，即要求電壓V和頻率f要同時(shí)變化并滿足一定的規(guī)律，如V/f為常數(shù)，這樣才能保證異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通在變頻調(diào)速過程中保持恒定。采用空間矢量PWM控制法驅(qū)動(dòng)逆變橋，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓和頻率分別按各自規(guī)律變化，而且正弦波畸變小，響應(yīng)速度快，控制簡(jiǎn)單。2.2控制芯片

本系統(tǒng)采用MOTOROLA公司的電機(jī)控制專用單片機(jī)68HC908MR16（以下簡(jiǎn)稱MR16）作為主控芯片，它是一種高性能，低成本的8位單片機(jī)。MR16內(nèi)部集成有16K字節(jié)的可擦寫片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器FLASH，768字節(jié)的RAM；具有10位精度的10通道ADC模塊，其AD轉(zhuǎn)換時(shí)間最快僅需2μs，能夠在極短時(shí)間內(nèi)完成多路采樣并進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)換；同時(shí)MR16含有一個(gè)可編程時(shí)鐘發(fā)生器模塊(CGM)，系統(tǒng)時(shí)鐘不僅可以直接由外部晶振輸入分頻得到，也可以先將晶振電路的輸出信號(hào)緩沖后再經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器提供；具有串行通信模塊SCI，它有32種可編程波特率，可以工作在全雙工或半雙工模式，通過SCI模塊能方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部的實(shí)時(shí)通信。

MR16中頗具特色的部分是專門用于電機(jī)控

制的PWMMC模塊。該模塊可以產(chǎn)生3對(duì)互補(bǔ)的

PWM信號(hào)或6個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)，這些PWM信

號(hào)可以是中心對(duì)準(zhǔn)方式也可以是邊緣對(duì)準(zhǔn)方式。

6個(gè)通道都有一個(gè)12位的PWM計(jì)時(shí)器，PWM分辨率在邊緣對(duì)準(zhǔn)方式時(shí)是一個(gè)時(shí)鐘周期，而中心對(duì)準(zhǔn)方式時(shí)是兩個(gè)時(shí)鐘周期，這樣邊緣對(duì)準(zhǔn)方式的最高分辨率是125ns（內(nèi)部工作頻率為8MHz）而中心對(duì)準(zhǔn)方式的最高分辨率為250ns。當(dāng)PWMMC模塊工作于互補(bǔ)模式時(shí)，模塊功能部件自動(dòng)地將死區(qū)時(shí)間嵌入到PWM的輸出信號(hào)中，并可以根據(jù)感應(yīng)電機(jī)的相電流極性輕易地翻轉(zhuǎn)PWM數(shù)據(jù)。PWMMC模塊還含有4個(gè)故障保護(hù)引腳FAULT1～FAULT4，當(dāng)任意一個(gè)故障保護(hù)端口為高電平時(shí)就封鎖相應(yīng)的PWM輸出引腳。例如,當(dāng)系統(tǒng)過流時(shí)，就置位FAULT引腳封鎖所有PWM輸出，這樣就封鎖了IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)功能。為了避免由干擾引起的誤操作，MR16的每個(gè)故障引腳都帶有一個(gè)濾波器，并且所有的外部故障引腳都可由軟件配置來再使能PWM，這些都給軟件設(shè)計(jì)帶來了極大的方便。

2.3PWM波形成本系統(tǒng)利用MR16單片機(jī)中的PWMMC模塊，實(shí)現(xiàn)PWM波形的生成。在初始化時(shí)將其設(shè)置為3對(duì)互補(bǔ)工作模式，即同一橋臂上的兩路PWM信號(hào)是互補(bǔ)的。為了防止同一橋臂上的2個(gè)開關(guān)管直通，在無信號(hào)發(fā)生器DEADTIME的死區(qū)時(shí)間寄存器DEADTM中設(shè)置了2.5μs的死區(qū)時(shí)間。系統(tǒng)采用4MHz的外部晶振，由程序選擇內(nèi)部鎖相環(huán)頻率合成器產(chǎn)生8MHz內(nèi)部總線時(shí)鐘。同時(shí)設(shè)置載波頻率為9kHz，并將其寫入PMOD(H:L)寄存器。PWM波的實(shí)時(shí)脈沖寬度的計(jì)算都是在中斷服務(wù)程序中完成的，每當(dāng)PWMMC模塊中的PCTN(H:L)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至PMOD(H:L)中的數(shù)值時(shí)就引起一次中斷。預(yù)先將一個(gè)扇區(qū)（60°）的正弦值擴(kuò)大一定倍數(shù)后制成正弦表格存入FLASH中，每次進(jìn)入中斷后都從表中取出一個(gè)正弦值，經(jīng)過相?的計(jì)算后將結(jié)果送入PVALX(H:L)寄存器中，單片機(jī)將PCTN(H:L)中的值與PVALX(H:L)中的值進(jìn)行比較后自動(dòng)產(chǎn)生PWM波，而后依次送入相應(yīng)的PWM輸出通道，完成PWM波的輸出。采用軟件方法實(shí)現(xiàn)PWM波的原理如圖5所示，它對(duì)應(yīng)于圖1的第1扇區(qū)。當(dāng)位于不同的扇區(qū)，不同的PWM周期時(shí)，它們的值都不相同，都是實(shí)時(shí)變化的。同樣，賦給每一個(gè)PVALX(H:L)寄存器的值也就不盡相同。這種產(chǎn)生對(duì)稱PWM波形的方法，每個(gè)PWM周期都開始和結(jié)束于零向量，并且000和111的持續(xù)時(shí)間相同；同時(shí)，除了占空比0％和100％外，每個(gè)周期內(nèi)各橋臂通斷兩次，而且對(duì)于一個(gè)扇區(qū)來講，橋臂的通斷都有一個(gè)固定的順序。

2.4串行通信

系統(tǒng)采用串行通信設(shè)計(jì)了相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，使其具有良好的人機(jī)界面。其中逆變系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)均采用MAXIM公司的串行接口芯片MAX3082，通過標(biāo)準(zhǔn)RS485總線準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)了相互的串行通信。同時(shí)，運(yùn)用光耦隔離的辦法增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了通信的可靠性。雙方約定波特率9600bps，工作于半雙工模式，并采用校驗(yàn)和的校驗(yàn)方法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性。MR16工作頻率設(shè)為8MHz，初始化程序如下：

MOV＃＄50,SCC1；每一幀10位數(shù)據(jù)，

啟動(dòng)SCI模塊

MOV?！?C,SCC2；發(fā)送器和接收器使能

MOV?！?0,SCC3；屏蔽出錯(cuò)中斷

MOV?！?0,SCBR；設(shè)置波特率為9600bps

2.5軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，包括初始化模塊，讀X5043模塊，保護(hù)模塊，通信顯示模塊，PI調(diào)節(jié)模塊，軟啟動(dòng)模塊以及中斷模塊等。其中除中斷模塊在中斷服務(wù)程序中完成以外，其他均放在主程序中完成。主程序流程如圖6所示。

篇（3）

二、品牌專賣店展示空間設(shè)計(jì)的視覺要素

品牌專賣店展示設(shè)計(jì)是依賴于視覺形象而存在的，從外在的空間造型到內(nèi)在的文字、圖形內(nèi)容，再到展示的載體、材料、設(shè)備，都因視覺的共性而富于清晰化，而展示設(shè)計(jì)的根本目的是使觀者在有限的時(shí)空中最有效地接受相關(guān)信息，感受某種氛圍，從而獲得一種心得體驗(yàn)。視覺為生理的機(jī)能，感受和體驗(yàn)為心理的機(jī)能，這些感受和體驗(yàn)都是依賴于人的視覺而產(chǎn)生的。因此，筆者認(rèn)為由視覺要素引發(fā)的心理的發(fā)散和共鳴是我們進(jìn)行研究人的視覺生理和心理過程是展示設(shè)計(jì)的基本前提。

1.展示空間的空間形態(tài)

空間形態(tài)是品牌專賣店空間展示設(shè)計(jì)師所要掌握的首個(gè)視覺要素。如何進(jìn)行空間的分割，分割必須牽扯到形態(tài)，而不同的形態(tài)給人的感受是完全不同的。應(yīng)當(dāng)充分理解不同形態(tài)的特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，由此產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格與藝術(shù)效果。筆者認(rèn)為主要通過基本空間形態(tài)與常規(guī)空間形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。基本空間形態(tài)主要通過直線、曲線、圓形、三角形及矩形的運(yùn)用。直線在幾何學(xué)中代表兩點(diǎn)之間最短的距離、具有非常強(qiáng)烈的視覺張力。在品牌專賣店展示設(shè)計(jì)中直線是最基本的設(shè)計(jì)手法之一。使用得當(dāng)?shù)闹本€，能夠取得明確的引導(dǎo)消費(fèi)者視線的效果。曲線則可以豐富整體設(shè)計(jì)效果，打破單純直線所造成的理性、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆諊Ｔ趯?shí)際設(shè)計(jì)過程中，如果結(jié)合使用曲線和直線，能夠產(chǎn)生豐富的對(duì)比效果。在展示空間設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師還可利用圓形作為視覺中心，因?yàn)閳A是一個(gè)連續(xù)曲線包圍形成的形態(tài)，具有很好的適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性，并可與矩形、直線等設(shè)計(jì)元素在幾何關(guān)系上形成強(qiáng)烈的對(duì)比，突出產(chǎn)品展示。

2.展示空間的視覺色彩

展示空間的視覺色彩設(shè)計(jì)具有豐富的表情和魅力。不同品牌專賣店的展品有著各自不同的特殊性，需要用不同的色彩情感進(jìn)行氣氛的烘托、渲染展品所處的環(huán)境，使其特殊性更加具有鮮明性。設(shè)計(jì)中運(yùn)用色彩的對(duì)比與協(xié)調(diào)，通過對(duì)展品色彩之間，背景與展品之間的相互呼應(yīng)，通過運(yùn)用色調(diào)的統(tǒng)一性與韻律性及節(jié)奏性的多種結(jié)合方式烘托品牌專賣店的展品，能夠使展品在觀者中獲取最佳的視覺效果與心理效果。展示空間的視覺色彩設(shè)計(jì)首先要根據(jù)展品的特殊性確定品牌專賣店展示空間的主色調(diào)及其色彩的相互之間的搭配關(guān)系。展示空間的色彩設(shè)計(jì)一般要求色調(diào)比較柔和，便于將觀者的注意力集中在展品的中心上。色彩設(shè)計(jì)要盡量避免用多種顏色而產(chǎn)生雜亂無序感，在顏色選擇方面應(yīng)運(yùn)用色彩明度的對(duì)比，來加強(qiáng)顏色與顏色之間的對(duì)比色調(diào)。色彩對(duì)比運(yùn)用的是否恰當(dāng)直接影響展品展出的效果。

3.展示空間的材料質(zhì)感

材料是展示空間設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)的物質(zhì)材料，任何形態(tài)的設(shè)計(jì)都必須通過不同的材料來進(jìn)行體現(xiàn)。在設(shè)計(jì)過程中，選擇不同的材料，不同的加工方式都會(huì)給觀者或者消費(fèi)者不同的視覺效果及心理感受。在材料選擇方面主要是通過材料的不同質(zhì)感，光滑、粗糙、堅(jiān)硬、柔軟、透明能夠使消費(fèi)者產(chǎn)生的心理聯(lián)想，不同材料的質(zhì)感所給予消費(fèi)者不同的視覺感受，這些將成為品牌專賣店展示空間設(shè)計(jì)的重要組成部分，承載著傳遞商品不同文化內(nèi)涵與品質(zhì)。

4.展示空間的照明設(shè)計(jì)

在品牌專賣店展示空間設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)環(huán)境氣氛的烘托主要是通過照明設(shè)計(jì)來達(dá)到滿足觀者及消費(fèi)者對(duì)展品的照度要求，既要符合觀者的視覺習(xí)慣，同時(shí)又要保證展品的展出效果，主要是通過運(yùn)用照明的手段，渲染展品的氛圍?？梢岳谜彰髟O(shè)計(jì)體現(xiàn)展品的造型豐富的變化，通過照明設(shè)計(jì)可以深入表現(xiàn)空間構(gòu)成物的形的基本特征，可以在不同程度上通過光的變化改變某些材料的特殊質(zhì)感。在照明設(shè)計(jì)的配光方式中，通過區(qū)位對(duì)照明燈光進(jìn)行分布，主要分為頂光、測(cè)光、逆光、底光等，照明的功能可分為主光、輔助光、氣氛光等。在品牌專賣店照明設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采用展示照明燈具，其中包括吸頂燈、吊燈、射燈、軌道燈、和壁燈、鑲嵌燈等。在展示照明設(shè)計(jì)中，通常不采用帶有顏色的燈光，因?yàn)橛猩珶艄獾氖褂脮?huì)使展品的原始色彩發(fā)生變化，會(huì)影響某些展品所需表達(dá)的特定氛圍。

篇（4）

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）26-0201-02

The Design And Implement Of Video Monitoring System Based On Embedded Linux

HE Yi

（School of Information Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract： With the rapid development of Internet， embedded network video monitoring is hotspot that attracting extensive attention in the present， and have involved in all fields， so the research for the video monitoring system has a certain significance. So in the direction of video monitoring， this paper proposes a system design scheme， The system using the Linux as operating system， S3C2410 as development platform and Collecting video image data by USB camera， after compression coding， the video image data is transmitted to the video server and client through the network， achieve the basic monitoring function.

Key words： video monitoring； embedded； camera； video compression； video capture

1 概述

在當(dāng)前科技迅速發(fā)展的環(huán)境下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在安防、交通監(jiān)控和家居生活等重要領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展階段，第一是基于模擬攝像機(jī)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)階段，第二是基于PC 端的數(shù)字視頻監(jiān)控階段，第三是基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)階段[1-2]。傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在傳輸距離和系統(tǒng)數(shù)據(jù)量有限、圖像質(zhì)量低和不易擴(kuò)展等不足，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)雖慢慢取代了模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但其本身也存在視頻前端采集復(fù)雜、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性差等局限。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各類技術(shù)的不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上也在不斷發(fā)展中。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻圖像[3-5]，是目前實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控最好的方法。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套以S3C2410為開發(fā)平臺(tái)，以Linux為操作系統(tǒng)的基于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，客戶端只要和監(jiān)控終端在同一局域網(wǎng)內(nèi)均可實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

該嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)以Linux系統(tǒng)和S3C2410開發(fā)板作為系統(tǒng)核心平臺(tái)，由在前端的USB攝像頭實(shí)時(shí)采集視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)壓縮編碼后通過TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器，客戶端可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。此系統(tǒng)主要由視頻服務(wù)器端和客戶端組成；服務(wù)器端包括視頻圖像采集模塊和TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，它們的職責(zé)就是將視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、編碼后通過TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端設(shè)備上?？蛻舳酥饕獙?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端設(shè)備的視頻顯示。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)中，硬件結(jié)構(gòu)包括視頻圖像采集模塊、視頻服務(wù)器模塊和TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。視頻圖像采集模塊主要完成視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，ARM開發(fā)板通過攝像頭采集獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)和處理，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程移動(dòng)終端上顯示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件部分的設(shè)計(jì)主要包括：嵌入式Linux系統(tǒng)的裁剪和移植、視頻圖像的采集、視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及客戶端網(wǎng)絡(luò)連接程序。系統(tǒng)的裁剪和移植等技術(shù)本文不再作詳細(xì)的論述。以下主要介紹視頻圖像采集模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)。

進(jìn)行視頻采集[6]必須加入video4Linux模塊，要從攝像頭設(shè)備中采集視頻圖像幀，必須依靠此模塊所提供的接口。video4Linux是攝像頭設(shè)備的相關(guān)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為攝像頭提供了編程所需的最基本的接口函數(shù)，比如ioctl（）函數(shù)、打開函數(shù)、寫函數(shù)和讀函數(shù)等的實(shí)現(xiàn)。并把它們定義在file_operation中，當(dāng)應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備文件進(jìn)行打開讀寫等一系列系統(tǒng)調(diào)用的操作時(shí)，系統(tǒng)將通過此結(jié)構(gòu)去訪問內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序[7-9]所提供的一些基本函數(shù)。video4Linux中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為視頻采集提供了各種視頻圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，其中包括有：

video_window ：包含獲取的視頻圖像區(qū)域的基本信息

video_capability：包含設(shè)備信息，比如設(shè)備的分辨率范圍、設(shè)備的名稱和信號(hào)的來源信息等

video_picture：包含了所獲取圖像屬性；

video_channel：各個(gè)信號(hào)源的屬性；

video_mmapf：用于內(nèi)存映射；

video_mbuf：包含映射的幀的屬性和信息，比如所支持的最多幀數(shù)、每一幀圖像的大小和每一幀圖像相對(duì)基址的偏移等屬性；

video_buffer：最底層對(duì)緩沖區(qū)的描述。圖3為整個(gè)的視頻圖像采集流程，視頻圖像的采集程序包括以下流程，一是初始化設(shè)備，二是打開設(shè)備，三是獲取視頻設(shè)備和視頻圖像信息，四是圖像參數(shù)設(shè)定，五是視頻圖像采集。

視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊本文采用B/S模式，以此模式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。本文采Boa來搭建Web服務(wù)器[10]。Boa 有它自己的特點(diǎn)，首先它支持CGI；其次它是單任務(wù)的，它與傳統(tǒng)的web服務(wù)器不同，第一，對(duì)于每一個(gè)連接，它不會(huì)去重新啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程，第二，對(duì)于二個(gè)或者多個(gè)連接，它也不會(huì)去啟動(dòng)多個(gè)對(duì)自身的復(fù)制；再次，對(duì)于所有在進(jìn)行活動(dòng)的連接，Boa只會(huì)在內(nèi)部對(duì)它進(jìn)行相應(yīng)的處理，而且，對(duì)每一個(gè)CGI連接，它都會(huì)重新去開啟一個(gè)進(jìn)程。Boa支持的CGI公共網(wǎng)關(guān)接口適用于各種不同的平臺(tái)，是用戶應(yīng)用程序與Web服務(wù)器最常用的通信接口。

5 系統(tǒng)仿真和測(cè)試

本文提出的構(gòu)架方案和實(shí)現(xiàn)方案已經(jīng)通過測(cè)試?？蛻舳吮O(jiān)控界面如圖4所示。整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)不僅簡(jiǎn)潔，而且高效，同時(shí)成本比較低，穩(wěn)定性非?？煽?，能夠被移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

[1] 顧永建，高守樂.基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用， 2005（1）：40-42.

[2] 楊建全， 梁華， 王成友. 視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)， 2006（21）.

[3] 李保國. 基于嵌入式 ARM 的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 南京： 南京理工大學(xué)， 2009.

[4] 張建. 基于 S3C2410 和嵌入式 Internet 的家庭視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].上海：上海交通大碩士學(xué)位論文，2007，1.

[5] 趙春媛，李萌，韓會(huì)山.基于ARM9的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)， 2012.

[6] 張蕾.基于嵌入式 Linux 的視頻采集系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)[D].西安： 西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[7] 朱小遠(yuǎn)，謝龍漢.Linux 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

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中圖分類號(hào)：TP311.52

1 論文研究背景及意義

如今嵌入式系統(tǒng)在電子信息領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)越來越獲得了國內(nèi)外各類廠商和用戶的一致關(guān)注，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)越來越多的影響到人類的日常生活、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、高科技產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)以其特有的專用性和便宜性大大沖擊了傳統(tǒng)以PC機(jī)位主導(dǎo)的電子信息產(chǎn)業(yè)，是的電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出來了新的契機(jī)，在市場(chǎng)上獲得了普遍的認(rèn)可和追捧，其價(jià)格低廉，操作個(gè)性化、簡(jiǎn)易化，符合針對(duì)不同用戶不同的需求，而且由于嵌入式系統(tǒng)這些年來的不斷發(fā)展和成熟，尤其是微軟公司專門針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的Windows CE系統(tǒng)和目前普遍使用的開源的嵌入式Linux系統(tǒng)都在對(duì)硬件的支持和圖形界面的應(yīng)用方面取得豐厚的成果，使得嵌入式系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)越來越突顯出來。而本文之所以選擇嵌入式Linux系統(tǒng)作為開發(fā)的軟件系統(tǒng)平臺(tái)，也是從其開放性的角度考慮的，嵌入式Linux系統(tǒng)基本上是免費(fèi)的，所以大大降低了開發(fā)成本，搭建了一個(gè)更為可靠的、實(shí)用的、高效的管理平臺(tái)，為后期的軟件開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在通信、醫(yī)療、金融、安保等諸多領(lǐng)域有著廣泛的使用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)也獲得了廣泛的推廣，國家以及企業(yè)、個(gè)人的投入越來越多，視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)于金融安全、人身財(cái)產(chǎn)、社會(huì)治安等方面的貢獻(xiàn)也越來越大。隨著社會(huì)的發(fā)展視頻監(jiān)控系統(tǒng)也越來越多的獲得廠商的青睞，在國內(nèi)也出現(xiàn)很多具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的知名品牌，如?？低?、大華、天地偉業(yè)等，以其一流的技術(shù)占據(jù)著國內(nèi)大部分市場(chǎng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般有兩個(gè)部分組成，即視頻服務(wù)器和視頻客戶端，在研究的過程中必須對(duì)這兩部分進(jìn)行軟件的開發(fā)和管理，建立好通信機(jī)制，設(shè)計(jì)好正好工作流程。按照視頻流的數(shù)模特性來劃分，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前最主要的兩個(gè)技術(shù)方向。視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在未來的發(fā)展中得到更多功能方面的擴(kuò)展，如無線視頻網(wǎng)絡(luò)、智能識(shí)別視頻系統(tǒng)等方向。

2.1 平臺(tái)選擇

本論文的硬件平臺(tái)選用s3c2410開發(fā)板，操作系統(tǒng)內(nèi)核采用Linux2.6內(nèi)核，本論文硬件平臺(tái)采用的主要硬件是s3c2410開發(fā)板。該板是韓國三星公司已經(jīng)比較成熟的產(chǎn)品，在硬件配置方面基本滿足本文的需要。采用Linux2.6內(nèi)核的主要原因是這個(gè)內(nèi)核版本經(jīng)過較長時(shí)間的推廣和完善，無論是對(duì)本文所需的視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件驅(qū)動(dòng)還是軟件系統(tǒng)的開發(fā)，都會(huì)有很好的支持，而且運(yùn)行穩(wěn)定，符合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。

2.2 USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

本論文的USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)運(yùn)行在嵌入式環(huán)境下，對(duì)視頻圖像處理能力有限，所以本驅(qū)動(dòng)程序不支持V4L中VIDIOCGPICT和VIDIOCSPICT接口。原始的圖像格式與攝像頭采集到的格式是一致的。

2.2.1 USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)待需解決的問題

USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)需要解決如下幾個(gè)問題：對(duì)USB視頻設(shè)備的端點(diǎn)類型和端點(diǎn)號(hào)、一副圖片的結(jié)束等具體數(shù)據(jù)的判定。

（1）確定USB視頻設(shè)備的端點(diǎn)類型和端點(diǎn)號(hào)

從開發(fā)板的硬件支持角度來分析，使用USB接口作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口是比較合適的選擇，而Linux系統(tǒng)也為USB接口提供了強(qiáng)大的支持，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的USB驅(qū)動(dòng)對(duì)USB設(shè)備的操作實(shí)際就是對(duì)某一端點(diǎn)的操作，而端點(diǎn)又進(jìn)一步的被定義為控制、中斷、同步、塊四個(gè)種類，每一個(gè)USB設(shè)備都具有特定數(shù)日的端點(diǎn)、特定類型的端點(diǎn)以及端點(diǎn)號(hào)確定的特點(diǎn)。因此在進(jìn)行USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)之前，USB視頻設(shè)備的端點(diǎn)類型、端點(diǎn)數(shù)日以及端點(diǎn)號(hào)需要在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置。

（2）判斷一副圖片的結(jié)束

圖像數(shù)據(jù)在于USB核心是連續(xù)的數(shù)據(jù)流，而一副圖像的開始和結(jié)束并沒有嚴(yán)格的界定出來，如果沒有對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，那么在系統(tǒng)看來這些數(shù)據(jù)就是一些單純的數(shù)據(jù)流，是沒有意義的數(shù)據(jù)，對(duì)圖像就不能進(jìn)行正確的識(shí)別和存儲(chǔ)，因此需要利用緩存技術(shù)，工作的原理就是USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)從連續(xù)的數(shù)據(jù)流中獲取圖片信息，通過緩存保存起來。而保存在緩存中的數(shù)據(jù)流并沒有提供圖片信息的開始和結(jié)束的標(biāo)識(shí)，這個(gè)時(shí)候攝像頭的數(shù)據(jù)格式有對(duì)圖像信息的開始和結(jié)束的定義和標(biāo)識(shí)，雖然不同廠商的芯片對(duì)標(biāo)志有不同的定義，導(dǎo)致沒有一定的規(guī)律可循，但是在沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的情況下，具體的定義可以由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來代替，通過不同的數(shù)據(jù)格式的定義對(duì)標(biāo)識(shí)過的圖像信息逐一提取，就獲得我們所需要的圖像，如使用JPEG格式的圖像，就可以從標(biāo)示符Oxff Oxd8開始認(rèn)定一副圖片的起始。

（3）提高USB的數(shù)據(jù)傳輸速度

在Linux系統(tǒng)中urb來實(shí)現(xiàn)USB的數(shù)據(jù)通信。通過擴(kuò)大urb的緩沖，提高速度，提高有效數(shù)據(jù)的傳輸速度。

2.2.2 USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)具體實(shí)現(xiàn)

視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)層處于上層應(yīng)用和USB子系統(tǒng)之間，不同的USB設(shè)備在軟件上的差異主要體現(xiàn)在該層。該層主要要完成兩個(gè)方面的工作：上層應(yīng)用所需接口函的調(diào)用、接口函數(shù)供USB子系統(tǒng)回調(diào)。在本視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)中，如open函數(shù)、read函數(shù)、close函數(shù)和ioctl函數(shù)，構(gòu)成了USB子系統(tǒng)主要的數(shù)據(jù)傳輸，而probe函數(shù)和isoc irq函數(shù)實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)的回調(diào)。上層應(yīng)用和USB子系統(tǒng)的通過函數(shù)調(diào)用接口的關(guān)系如圖1所示。

圖1 接日函數(shù)的調(diào)用關(guān)系

圖2 接日函數(shù)關(guān)系圖

圖2是這幾個(gè)接口函數(shù)的關(guān)系圖，參數(shù)信息，如分辨率、幀速度、圖像格式等數(shù)據(jù)存在全局內(nèi)存空間1中。而圖像數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)存空間則保存在全局內(nèi)存空間2中。同時(shí)以環(huán)形緩沖區(qū)的方式保存圖像的存儲(chǔ)空間，環(huán)大小為兩幀圖片大小。

2.3 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本文主要通過Linux的多線程機(jī)制和Socket機(jī)制實(shí)現(xiàn)了視頻服務(wù)器。視頻壓縮采用了H.263壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮以后的數(shù)據(jù)以AVI文件格式保存。視頻服務(wù)器主要向USB視頻驅(qū)動(dòng)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，數(shù)據(jù)發(fā)被服務(wù)器送給需要數(shù)據(jù)的客戶端。主要體現(xiàn)出處理多個(gè)客戶端的同步和共享的問題，而采用Linux的多線程機(jī)制就可以解決這兒?jiǎn)栴}，在Linux的多線程機(jī)制中一個(gè)主線程、一個(gè)讀取視頻數(shù)據(jù)子線程、其他客戶端通信子線程構(gòu)成了視頻服務(wù)器主要組成部分。

2.3.1 主線程邏輯

首先通過主線程對(duì)攝像頭進(jìn)行初始化，同時(shí)讀取視頻數(shù)據(jù)子線程將被啟動(dòng)，進(jìn)一步打開服務(wù)器端Socket，等待客戶端的連接，客戶端發(fā)送請(qǐng)求并由服務(wù)端接收，這樣客戶端通信子線程就生成了，用于和客戶通通信的線程就生成了。

2.3.2 兩類子線程序通信邏輯

視頻服務(wù)器包括了兩類子線程：讀取視頻數(shù)據(jù)子線程、客戶端通信子線程。就像正常的程序的讀寫功能一樣，視頻服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫分別依靠讀取視頻數(shù)據(jù)子線程和客戶端通信子線程，兩類子線程的通信邏輯是讀寫功能的擴(kuò)展，讀取視頻數(shù)據(jù)子線程完成寫的功能，戶端通信子線程執(zhí)行讀的功能，這樣在視頻服務(wù)器中就完整的體現(xiàn)了讀寫的邏輯功能。

2.3.3 讀取視頻數(shù)據(jù)的子線程

讀取視頻數(shù)據(jù)的子線程的主要功能是從設(shè)備驅(qū)動(dòng)中用read方法讀取一幅圖片的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)拷貝到環(huán)形共享緩沖區(qū)當(dāng)中。

2.3.4 客戶端通信的子線程序

首先把視頻數(shù)據(jù)看作是一幅幅圖片數(shù)據(jù)的重復(fù)，為了在客戶端能夠定位一幅圖片的結(jié)束和下一幅圖片的開始，在每幅圖片數(shù)據(jù)的開始前插入定長的picwe header結(jié)構(gòu)，其中的size字段告訴客戶端當(dāng)前圖片數(shù)據(jù)的長度。從設(shè)計(jì)的角度來看我們希望客戶端能夠隨時(shí)、方便的控制服務(wù)器端，控制攝像頭的方位、攝像頭的焦距、圖片的分辨率等因素，只要在客戶端到服務(wù)器端的方向上定義一個(gè)數(shù)據(jù)流，負(fù)責(zé)兩端的通信和數(shù)據(jù)的控制，而從數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)來看，我們可以認(rèn)為這個(gè)數(shù)據(jù)流是message結(jié)構(gòu)的重復(fù)。

2.4 視頻客戶端的實(shí)現(xiàn)

2.4.1 視頻客戶端功能需求

由于C/S架構(gòu)的一些特性，如C/S架構(gòu)管理模式更加規(guī)范和高效比較適合視屏監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，所以本論文選擇了C/S架構(gòu)作為客戶端的實(shí)現(xiàn)方法。視頻的播放、視頻的壓縮存儲(chǔ)的功能就是在采取C/S架構(gòu)的客戶端下實(shí)現(xiàn)的。在windwos下有兩種類型的線程：窗口線程和工作線程。窗口線程有自己的消息隊(duì)列，而工作線程在系統(tǒng)看來就是調(diào)用執(zhí)行函數(shù)的過程，系統(tǒng)為線程提供接口、緩存等系統(tǒng)資源，線程在執(zhí)行函數(shù)的結(jié)束后就自動(dòng)釋放占用的系統(tǒng)資源。

2.4.2 圖像的顯示

本論文選擇VFW作為客戶端的視頻開發(fā)技術(shù)，VFW在微軟公司的不斷開發(fā)下，已經(jīng)成為一個(gè)很強(qiáng)大的軟件開發(fā)包，能為視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供一整套的功能服務(wù)，其功能模塊主要包括AVICAP，MCIAVI，MSVIDEO，AVIFILE，ICM，ACM等6個(gè)模塊，在VFW的支持下，包括視頻圖像的捕捉、播放、壓縮和存儲(chǔ)等功能都可以逐一實(shí)現(xiàn)?？蛻舳死肁VICAP模塊執(zhí)行捕獲視頻的函數(shù)為AVI文件輸入輸出和視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供一個(gè)編程接口，AVICAP模塊獲取到屏幕上的視頻操作以后需要通過MSVIDEO模塊來處理，而MSVIDEO模塊主要調(diào)用的函數(shù)是DrawDib函數(shù)，而MSVIDEO模塊把通過網(wǎng)絡(luò)接收到的圖像數(shù)據(jù)以特定格式進(jìn)行顯示。MCIAVI包含對(duì)VFW的MCI命令的解釋器。AVI文件則通過AVIFILE支持標(biāo)準(zhǔn)多媒體I/O函數(shù)所提供的更高的命令來訪問。ICM管理用于視頻壓縮、解壓縮的編解碼器。ACM功能模塊用于波形音頻壓縮、解壓的編解碼器的管理。DrawDib可以把DIB畫在屏幕上，使用了BITMAPINFO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.4.3 圖像的壓縮

圖像的壓縮采用H.263標(biāo)準(zhǔn)，H.263壓縮算法的核心函數(shù)包括了對(duì)幀內(nèi)壓縮的CodeOneIntra函數(shù)和對(duì)幀間壓縮的CodeOneOrTwo函數(shù)。CodeOneIntra函數(shù)實(shí)現(xiàn)了圖像像素宏塊的劃分。CodeOneOrTwo函數(shù)一首先定義了一個(gè)二維數(shù)組MV，其變量類型為MotionVecto：結(jié)構(gòu)體，用來保存每一宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉富弧.數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]康軍，戴冠中.基于Internet的工業(yè)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].控制工程，2004.

[3]FERRAIOLO D F，SANDHU R S，GAVRILA S，et al.Proposed NIST standard for role-based access control[J].ACM Press，2001.

[4]Jerry D，Gibson，Toby Berger.多媒體數(shù)字壓縮原理與標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000.

篇（6）

目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于日常生活中，已成安全防范系統(tǒng)重要組成部分。但是在視頻監(jiān)控中最常見的一大困擾就是監(jiān)控拍攝下人物影像模糊不清，人像無法辨認(rèn)。本論文在分析監(jiān)控視頻中模糊人像成因的基礎(chǔ)上，研究使模糊人像還原的技術(shù)。

1 視頻監(jiān)控中造成人像模糊的原因

1.1 環(huán)境因素

影響監(jiān)控錄像中人像清晰度的一個(gè)關(guān)鍵因素就是環(huán)境。光照、天氣、現(xiàn)場(chǎng)光源與攝像機(jī)的位置等都會(huì)影響到視頻圖像的質(zhì)量。比如夜間拍攝的圖像往往較暗，曝光不足，導(dǎo)致人臉無法正常分辨。夜間拍攝也常常遇到逆光、反光等現(xiàn)象，明暗對(duì)比強(qiáng)烈也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)識(shí)別能力下降。另外，遇到一些特殊天氣，比如：大霧、大雨、沙塵等天氣，能見度低，在這種情況下拍攝的圖像對(duì)比度低，整體偏灰白色。

1.2 拍攝角度

用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)往往安裝在高過人物頭頂?shù)奈恢?，拍攝角度基本是俯拍。這樣就會(huì)造成拍攝出來的畫面會(huì)產(chǎn)生一定程度的失真，變形扭曲，高寬比例失衡，人像拉伸扭曲。視頻拍攝出的畫面也是中景、遠(yuǎn)景較多，這些畫面用來識(shí)別人像特征較困難。特別是人物臉部特征不清楚，人像定格放大后往往模糊不清。

1.3 運(yùn)動(dòng)模糊

視頻監(jiān)控拍攝不是靜物拍攝，畫面中的人物往往處于運(yùn)動(dòng)過程中?？焖龠\(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致像素變化從而出現(xiàn)模糊人像。然而運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象是在視頻監(jiān)控中無法避免的，無論是中心人物的快速移動(dòng)還是背景的快速運(yùn)動(dòng)都會(huì)造成模糊。

綜上所述，由于各種因素的影響，視頻監(jiān)控拍攝的人像無法直接用于辨認(rèn)，需要通過一定的技術(shù)對(duì)畫面進(jìn)行還原處理，得到清晰可辨認(rèn)的人像。

2 模糊圖像預(yù)處理

目前，要將模糊圖像清晰化主要有兩個(gè)辦法，一是圖像增強(qiáng)技術(shù)，二是圖像復(fù)原技術(shù)。要達(dá)到最好效果可將兩者結(jié)合起來，綜合運(yùn)用。本論文研究將模糊人像還原技術(shù)首先是要使用圖像處理工具對(duì)模糊的圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到盡可能清晰的圖像。目前針對(duì)圖像處理，最專業(yè)的一款軟件就是Photoshop。Photoshop有強(qiáng)大的圖像編輯功能，是進(jìn)行模糊圖像預(yù)處理最好的工具。根據(jù)上文對(duì)模糊人像成因的分析，對(duì)模糊圖像預(yù)處理主要是以下兩方面：

2.1 改善圖像對(duì)比度低、曝光不足的問題

針對(duì)人像與背景對(duì)比度較低的圖像，在Photoshop中可利用“圖像”――“調(diào)整”菜單中的色階、色相/飽和度、亮度/對(duì)比度來調(diào)整人像與背景的色差，使人像與背景對(duì)比更加明顯。對(duì)于圖像曝光不足，可使用Photoshop中的“曲線”和“色階”工具來解決。通過調(diào)整參數(shù)值使圖像盡可能達(dá)到理想效果。

2.2 改善模糊和雜色問題

在增強(qiáng)圖像對(duì)比度后，圖像仍然模糊，可通過Photoshop中的“銳化”工具來增強(qiáng)清晰度。銳化工具有：“USM銳化”、“進(jìn)一步銳化”、“銳化”、“銳化邊緣”和“智能銳化”。通產(chǎn)情況下，可使用“USM銳化”，USM有三個(gè)可調(diào)節(jié)參數(shù)：數(shù)量、半徑、閾值，綜合使用上述三個(gè)參數(shù)，增強(qiáng)圖像的清晰度。模糊圖像往往帶有雜色，可以使用去噪工具讓圖像平滑。銳化和去噪是兩個(gè)在理論上相反的過程。銳化過度會(huì)有雜色，去噪過度又會(huì)清晰度下降，要綜合調(diào)整“銳化”和“去噪”，才能達(dá)到最好的效果。

3 人像模擬

為取得清晰的人像，畫面處理與人像模擬應(yīng)該結(jié)合起來。在人像經(jīng)過預(yù)處理后，往往圖像還不能達(dá)到滿意的效果，這時(shí)可以通過人像模擬對(duì)人像進(jìn)行還原，以達(dá)到最好的效果。在人像模擬還原過程中應(yīng)該注意以下幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。

3.1 提取人物多角度畫面

在進(jìn)行人像模擬時(shí)，處理者應(yīng)在同一場(chǎng)景中選取多幅人物不同角度較清晰的畫面，或者從不同場(chǎng)景選取同一人物多幅畫面。從眾多圖像中提取信息量相對(duì)豐富的，相對(duì)穩(wěn)定的畫面進(jìn)行人像還原，最好是提取多幅能夠信息互補(bǔ)的圖像，通過融合多幅圖像中互補(bǔ)信息來得到一幅分辨率高、噪聲低的圖像。

3.2 抓住關(guān)鍵特征完成人像還原

在獲得人像足夠的面部五官信息后，可以著手對(duì)人像進(jìn)行模擬還原。在還原過程中，可充分利用預(yù)處理后的圖像，盡可能獲得更多的信息。處理者要對(duì)預(yù)處理后的圖像反復(fù)觀察，綜合全面地運(yùn)用所有獲取的人像臉部結(jié)構(gòu)信息。還原過程不是對(duì)人臉五官簡(jiǎn)單拼湊，一定要抓住人物面部的關(guān)鍵特征，包括骨頭、肌肉與五官之間的緊密聯(lián)系。必要的時(shí)候處理者還可以到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)的拍攝角度，相同時(shí)間相似天氣的光線角度，人物與攝像機(jī)之間的距離等以獲得最準(zhǔn)確的信息。還原過程中要把握從整體到局部的原則。把握住人像的臉型、骨骼、胖瘦等基本特征。首先確定臉型，畫出面部肌肉起始點(diǎn)位置。依照顱骨上的眼眶、梨狀溝、牙床定位好五官的位置和大小。將肌肉表皮與五官相連，注意好臉部表皮的起伏程度，并按照連接后的形狀位置和起伏程度來盡可能地還原人像的基本體貌特征。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，研究使模糊人像變清晰的方法是十分必要的。本論文將圖像技術(shù)與模擬畫像技術(shù)相結(jié)合可以很好地還原監(jiān)控中的模糊人像，得到清晰的、可供辨認(rèn)的人像。

參考文獻(xiàn)

[1]王彥學(xué).監(jiān)控錄像中模糊人像的模擬畫像研究[J].刑事技術(shù)，2011（1）：72-75.

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

篇（7）

 

1 前言全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)是由中國電信推出的一項(xiàng)完全基于寬帶網(wǎng)的包含圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸、存儲(chǔ)和管理的增值業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)系統(tǒng)利用中國電信無處不達(dá)的寬帶網(wǎng)絡(luò)，將分散、獨(dú)立的圖像采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、全國范圍內(nèi)的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理、資源共享，為各行業(yè)的管理決策者提供一種全新、直觀、擴(kuò)大視覺和聽覺范圍的管理工具，提高其工作績(jī)效。同時(shí)，通過二次應(yīng)用開發(fā)，為各行業(yè)的資源再利用提供手段。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)類型主要有如下三種類型：用于安防的數(shù)字圖像監(jiān)控、用于業(yè)務(wù)的視頻監(jiān)控和用于關(guān)注點(diǎn)和娛樂的實(shí)況點(diǎn)播。這樣，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的客戶對(duì)象將定位在大眾、企業(yè)用戶、行業(yè)用戶以及政府職能部門之間。

2 系統(tǒng)體系架構(gòu)2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)全球眼作為一個(gè)公眾網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)上要充分考慮其高可靠性、可用性、可伸縮性、可維護(hù)性、可管理性、可運(yùn)營性和高安全性，做到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，擴(kuò)容升級(jí)方便，業(yè)務(wù)開展靈活。該系統(tǒng)不僅能夠拉動(dòng)中國電信寬度接入業(yè)務(wù)，而且通過提供監(jiān)控增值業(yè)務(wù)，發(fā)現(xiàn)了全新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。

2.2 系統(tǒng)主要功能全球眼系統(tǒng)是一可運(yùn)營的公眾網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，業(yè)務(wù)承載于公眾互連網(wǎng)。借助于網(wǎng)絡(luò)接入，用戶通過該平臺(tái)可以隨時(shí)隨地監(jiān)控授權(quán)的區(qū)域，使用平臺(tái)提供的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。前端提供網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、數(shù)字視頻服務(wù)器（DVS）、各種報(bào)警控制器、燈光控制器等的接入，使用戶可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)獲取各種“現(xiàn)場(chǎng)”信息，提高工作效率。同時(shí)，系統(tǒng)充分考慮實(shí)際需求，提供強(qiáng)大的實(shí)時(shí)媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，使多點(diǎn)可以同時(shí)觀看同一或者不同的視頻。對(duì)于關(guān)鍵的媒體數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供分布式及集中式兩種存儲(chǔ)功能，將歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，使用戶在需要時(shí)可以回放感興趣的數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)主要功能可以歸結(jié)為：網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、數(shù)字化存貯、遠(yuǎn)程圖像實(shí)時(shí)調(diào)度、多對(duì)多實(shí)時(shí)監(jiān)控、多對(duì)多歷史回放、集中管理控制、靈活的計(jì)費(fèi)方式、可區(qū)分服務(wù)以及可控業(yè)務(wù)管理。

2.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)根據(jù)總體的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)目標(biāo)，系統(tǒng)采用層次化的設(shè)計(jì)思想，主體框架基于C/S體系構(gòu)架，同時(shí)提供B/S摸式的用戶Web接入。將系統(tǒng)分為四層如圖1所示，由上及下分別為：業(yè)務(wù)支撐層（BSS）、運(yùn)營支撐層（OSS）、交換層、接入層。部分服務(wù)采用集群技術(shù)平滑擴(kuò)容，同時(shí)起到負(fù)載均衡及N＋1熱備的作用。

將系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框圖用網(wǎng)絡(luò)分層圖表示如下，從該圖中可以看到系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)情況，BSS層主要承載于電信內(nèi)部DCN網(wǎng)上，OSS層及交換層主要運(yùn)行于中國電信的公眾寬帶網(wǎng)上（ChinaNet），用戶及設(shè)備主要通過電信寬帶接入，或直接處于公網(wǎng)上，或處于NAT后面，或通過Proxy接入。

圖1 系統(tǒng)四層架構(gòu)圖

從功能及體系構(gòu)架上分，該系統(tǒng)的三個(gè)核心層有如下功能：

BSS層（業(yè)務(wù)支撐）：

主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理服務(wù)（BMS），營帳管理服務(wù)（BAMS），服務(wù)商管理服務(wù)（SPMS），客服系統(tǒng)服務(wù)（CSSS），運(yùn)營維護(hù)服務(wù)（OMS）。BSS層使用對(duì)象為平臺(tái)運(yùn)營商，運(yùn)營商借助該層提供的服務(wù)，可以定制新業(yè)務(wù)的資費(fèi)、營銷策略，并可以對(duì)第三方服務(wù)提供商進(jìn)行跟蹤管理，該層與中國電信原有的97系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，可以做到統(tǒng)一業(yè)務(wù)前臺(tái)，統(tǒng)一客服（10000號(hào)客服系統(tǒng)），統(tǒng)一運(yùn)維，對(duì)業(yè)務(wù)開展進(jìn)行全方位的管理、跟蹤、監(jiān)控。全球眼BSS系統(tǒng)面向電信業(yè)務(wù)管理人員，提供局方對(duì)全球眼業(yè)務(wù)的受理和管理功能，主要功能包括：業(yè)務(wù)處理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理、報(bào)表管理和系統(tǒng)接口管理。全球眼BSS系統(tǒng)包含7個(gè)功能模塊：業(yè)務(wù)受理、帳務(wù)管理、客戶管理、維護(hù)管理、報(bào)表管理、產(chǎn)品管理和系統(tǒng)管理。系統(tǒng)分為五層，即客戶層、接入層、邏輯處理層、資源集成層、接口層。如圖2所示。

圖2 軟件體系結(jié)構(gòu)示意圖

篇（8）

一、引言

當(dāng)前隨著城市化的不斷推進(jìn)，城鎮(zhèn)居民住宅小區(qū)大量興建，改善了城鎮(zhèn)居民的居住條件。但由于新建小區(qū)地域廣、面積大，人口高度密集，住戶成份復(fù)雜，安全防范設(shè)施不完善，已成為城市刑事案件的高發(fā)部位。

居民小區(qū)安全防范工作事關(guān)社會(huì)和諧安寧，而居民小區(qū)是入室盜竊、詐騙、故意傷害等違法犯罪行為多發(fā)的地方。加強(qiáng)城鎮(zhèn)居民小區(qū)安全技術(shù)防范系統(tǒng)，特別是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)于提高居民小區(qū)安全防范能力，保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，推進(jìn)平安城市建設(shè)具有十分重要的意義。

二、視頻監(jiān)控系統(tǒng)在居民小區(qū)中的犯罪預(yù)防和發(fā)現(xiàn)功能

1.威懾違法犯罪分子。視頻監(jiān)控探頭可以對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行全方位掃描和小范圍監(jiān)視，在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)不受時(shí)間、空間和天氣的影響，對(duì)案件高發(fā)區(qū)進(jìn)行治安巡查，及時(shí)掌握監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的情況。居民小區(qū)中，在視頻監(jiān)控覆蓋的區(qū)域，被拍攝到的人或物都會(huì)通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)儲(chǔ)存到電腦之中，一旦有人在視頻監(jiān)控范圍內(nèi)進(jìn)行違法犯罪，那么無論他將證據(jù)掩藏的多么好，他的行為都會(huì)有跡可循，這在無形中為企圖進(jìn)行違法犯罪活動(dòng)的犯罪分子增加了犯罪成本和風(fēng)險(xiǎn)。

2.有利于建立快速反應(yīng)機(jī)制。運(yùn)用視頻監(jiān)控，我們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情，有效掌握社會(huì)治安動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與應(yīng)急處置力量的有機(jī)結(jié)合。2012年12月20日，北京市公安局海淀分局西山派出所就依靠視頻監(jiān)控破獲了一起入室盜竊未遂案件。2012年12月20日凌晨2時(shí)許，西山派出所民警在居民小區(qū)附近例行巡邏時(shí)，所內(nèi)的監(jiān)控室發(fā)現(xiàn)三名男子在居民小區(qū)內(nèi)的一所超市附近東張西望，行跡可疑。民警快速反應(yīng)，前往現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)這三名男子已進(jìn)入超市正在行竊，遂對(duì)三名男子進(jìn)行抓捕，從而成功避免了一起入室盜竊既遂案件的發(fā)生，保護(hù)了公民的人身財(cái)產(chǎn)安全。

3.重現(xiàn)犯罪現(xiàn)場(chǎng)，提供犯罪證據(jù)與線索。通過視頻監(jiān)控的合理運(yùn)用，我們可以利用事后調(diào)取監(jiān)控視頻的方式尋找線索。視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一方面可以對(duì)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)的可疑情況進(jìn)行跟蹤拉近拍攝和錄像固定，清晰得記錄車輛特征和嫌疑人的體貌特征。另一方面可以通過倒查的方式，調(diào)取案發(fā)地點(diǎn)相關(guān)區(qū)域和犯罪嫌疑人可能來往的路線的視頻監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)犯罪線索，獲取相關(guān)證據(jù)，追蹤犯罪軌跡，鎖定目標(biāo)，為偵查破案提供正確的方向。2012年的2月，北京市朝陽區(qū)發(fā)生一起搶劫殺人案件，犯罪人在實(shí)施犯罪后穿過被害人所居住的社區(qū)逃跑。警方通過調(diào)取社區(qū)內(nèi)的所有監(jiān)控視頻，發(fā)現(xiàn)了犯罪人的逃跑路線，并進(jìn)行追蹤，最終在某網(wǎng)吧的監(jiān)控視頻中獲取了犯罪人清晰的面部和體貌特征，由此鎖定并抓獲了犯罪嫌疑人。

三、視頻監(jiān)控系統(tǒng)在當(dāng)前我國居民小區(qū)中的功能發(fā)揮情況

（一）我國居民小區(qū)類型

當(dāng)前我國城市居民小區(qū)從安全管理模式角度看，主要可以分為三類：開放式，半開放式和全封閉式。全封閉式小區(qū)是指四周有屏障，且小區(qū)出入口24小時(shí)有物業(yè)保安值守，非小區(qū)人員進(jìn)出實(shí)行登記制度的小區(qū)。半開放式小區(qū)一般都有人力安全防范，以保安為主要力量，其他輔以義務(wù)巡邏隊(duì)，還有公安機(jī)關(guān)的路面巡邏警察力量。小區(qū)有屏障將住宅區(qū)與外界相隔離，但出入口較多，無專人全天候進(jìn)行安全防范，安全力度低。開放式小區(qū)則是指沒有封閉圍墻作為屏障的住宅樓區(qū)，主要有兩種類型。一種是開放式老舊小區(qū)，另一種是采取視頻監(jiān)控全覆蓋的開放式小區(qū)。開放式老舊小區(qū)主要是指90年代以前建成的小區(qū)，只有最簡(jiǎn)單的物防措施，如在圍墻上用水泥固定玻璃片等，居民家中的安全防范主要依靠防盜窗和防盜網(wǎng)，房屋設(shè)施老舊、公共配套缺漏，處于無專人防范狀態(tài)。另一種是采取視頻監(jiān)控全覆蓋的開放式小區(qū)，主要是指四周沒有圍墻將小區(qū)與外界隔開，但是采取了全方位覆蓋的視頻監(jiān)控設(shè)備，輔以其他人防、物防設(shè)施對(duì)小區(qū)進(jìn)行安全防范的小區(qū)。

（二）視頻監(jiān)控系統(tǒng)在不同小區(qū)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

封閉型住宅小區(qū)在犯罪預(yù)防方面大量運(yùn)用技防手段，電子監(jiān)控設(shè)備遍布整個(gè)區(qū)域，視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范化程度高，基本可以對(duì)整個(gè)小區(qū)的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在發(fā)生違法犯罪案件后可以及時(shí)調(diào)取監(jiān)控錄像，了解案發(fā)狀況，鎖定犯罪嫌疑人，有益于警方的深度偵查研判。

半開放式小區(qū)中視頻監(jiān)控的普及率相對(duì)不高，安全性相對(duì)有所下降。而且在這類小區(qū)中，視頻監(jiān)控設(shè)備常常只是擺設(shè)而已，對(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的操作并沒有專人來進(jìn)行，沒有形成規(guī)范，物業(yè)、保安人員不知道如何操作系統(tǒng)，不知道如何調(diào)取監(jiān)控視頻，有時(shí)甚至不清楚視頻監(jiān)控設(shè)備是否正在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)形同虛設(shè)。

開放式舊小區(qū)內(nèi)居住的居民中流動(dòng)人口比例較大，發(fā)案率也相對(duì)較高。由于建設(shè)時(shí)間較早，視頻監(jiān)控的理念尚未普及，因此在這類開放式小區(qū)中，視頻監(jiān)控設(shè)備基本是空白。采取視頻監(jiān)控全覆蓋的開放式小區(qū)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用非常規(guī)范而全面，視頻監(jiān)控室24小時(shí)有專人值守，建立起了快速反應(yīng)機(jī)制，有效威懾了違法犯罪分子，遏制了治安案件的發(fā)生。

（三）視頻監(jiān)控系統(tǒng)在城市居民小區(qū)現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中的不足

我國目前絕大部分的城鎮(zhèn)居住區(qū)在建造之初，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員往往不了解環(huán)境設(shè)計(jì)對(duì)犯罪的影響，忽視了小區(qū)環(huán)境設(shè)計(jì)對(duì)于降低發(fā)案數(shù)，提升安全感的重要性，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全防范功能并沒有得到應(yīng)有的發(fā)揮。有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，涉及到視頻監(jiān)控的案件的破案率不足百分之三十，這體現(xiàn)出我國目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍存在許多不足之處。

1.設(shè)備分布不平衡，布局不科學(xué)。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前在我國的普及率仍然不是很高。不僅如此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在布局上也存在著嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象。在黨政機(jī)關(guān)、企業(yè)、醫(yī)院、中心學(xué)校中，視頻監(jiān)控密布，基本可以做到零盲區(qū)。而在一些老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部的小區(qū)，監(jiān)控?cái)z像頭的設(shè)置非常少，存在大片治安盲區(qū)。

2.技術(shù)落后，對(duì)光照條件要求高。目前我國的監(jiān)控?cái)z像頭雖然可以實(shí)現(xiàn)360度全方位的轉(zhuǎn)動(dòng)，但是一個(gè)攝像頭一次只能監(jiān)測(cè)一個(gè)方向，其余大部分的區(qū)域則是盲區(qū)，需要其他的攝像頭做為補(bǔ)充，存在死角。而且目前監(jiān)控?cái)z像頭的像素仍不夠高，民警調(diào)取查看時(shí)只能了解案發(fā)的全過程，很難判斷出當(dāng)事人的面容特征。此外，早期的探頭還存在夜晚光線不足或是干擾光較多的問題，導(dǎo)致夜間監(jiān)控視頻難以辨認(rèn)使用。

3.視頻安裝位置不合理。許多安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的地點(diǎn)往往安裝位置都比較高，容易被樹枝、樹葉所遮擋。且由于所處位置太高，視頻監(jiān)控區(qū)域的標(biāo)志太小導(dǎo)致人們很難注意到監(jiān)控?cái)z像頭的存在，造成一種此處沒有視頻監(jiān)控的假象，這使得視頻監(jiān)控設(shè)施本來具有的威懾力大打折扣。

4.監(jiān)控視頻的傳輸效果與實(shí)時(shí)監(jiān)控存在著一定差距。監(jiān)控視頻通過網(wǎng)絡(luò)傳輸需要一定的傳輸速率，由于帶寬的限制，監(jiān)控視頻從攝像頭傳輸?shù)讲シ旁O(shè)備上有一定的時(shí)間差，這就造成反應(yīng)時(shí)間的延遲，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的效果。有的監(jiān)控的系統(tǒng)時(shí)間和實(shí)際時(shí)間存在誤差，容易誤導(dǎo)偵查。

5.視頻資源整合度低。目前，我國城市市區(qū)內(nèi)的大部分住宅小區(qū)都安裝了監(jiān)控探頭，這對(duì)于發(fā)現(xiàn)案件是非常好的線索，但是，由于資源的不整合，公安民警在接到報(bào)案后不能馬上調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，而是要到案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)通過物業(yè)部門才能調(diào)取監(jiān)控，容易錯(cuò)失寶貴的最佳辦案時(shí)間，降低辦案效率。

四、如何有效發(fā)揮視頻監(jiān)控在居民小區(qū)預(yù)防和發(fā)現(xiàn)犯罪的作用

經(jīng)調(diào)查了解到，居民小區(qū)的治安防范工作量大、面廣，為了維持居民小區(qū)治安的和諧穩(wěn)定，我們必須將人防、物防、技防三者有機(jī)結(jié)合，尤其是要將技防和人防有機(jī)結(jié)合好。通過對(duì)各個(gè)派出所的犯罪案件數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)凡是安全系數(shù)高的的居民小區(qū)，人防、物防、技防三者有機(jī)結(jié)合，尤其是技防方面，合理的布建不僅節(jié)約了成本，也充分發(fā)揮了視頻監(jiān)控的震懾和監(jiān)控作用，大大提高了小區(qū)的安全系數(shù)。

1.全面推廣視頻監(jiān)控在小區(qū)中的應(yīng)用。目前，在我國三種管理模式的小區(qū)中，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體來說分布不足，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控全覆蓋的小區(qū)所占比例非常小，大部分小區(qū)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的利用上都是非常不完備的，特別是開放式舊小區(qū)和半封閉式小區(qū)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的利用基本是空白。在我國居民小區(qū)中，全面推廣視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用是充分發(fā)揮視頻監(jiān)控在預(yù)防和發(fā)現(xiàn)違法犯罪功能的前提和基本保障。

篇（9）

移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展迅速，到目前已經(jīng)歷三代。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IG)為模擬系統(tǒng)，現(xiàn)己經(jīng)淘汰。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)始于上世紀(jì)90年代，系統(tǒng)中使用數(shù)字語音編碼技術(shù)代替了原有的模擬系統(tǒng)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同主要采用了頻分、碼分、時(shí)分等多種多址接入技術(shù)。2G系統(tǒng)典型代表包括:歐洲的GSM、日本的PDC以及美國的IS-95。2G系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸采用電路交換方式，鏈路傳輸速率低。為了在移動(dòng)通信系統(tǒng)中達(dá)到更高的數(shù)據(jù)速率、更快的接入速度，按數(shù)據(jù)流量而不是連接時(shí)間收費(fèi)的目標(biāo)，現(xiàn)今，移動(dòng)通信系統(tǒng)己經(jīng)發(fā)展到了2.5G系統(tǒng)(GPRS，EDGE，PDC-P)和3G(UMTS，CDMA2OOO)系統(tǒng)。

基于分組無線業(yè)務(wù)GRPS的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其永遠(yuǎn)在線、數(shù)話兼容、按流量計(jì)費(fèi)、快速傳輸、短消息功能等特點(diǎn)具有其他監(jiān)控信息傳輸方式無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

主要特點(diǎn)：高速數(shù)據(jù)傳輸、永遠(yuǎn)在線、僅按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)。

最主要的是現(xiàn)在對(duì)學(xué)生手機(jī)卡，新入網(wǎng)的用戶都會(huì)有每月5M的免費(fèi)流量，且GPRS服務(wù)會(huì)隨卡一起開通，而無需再重新開通。

具備普通手機(jī)的全部功能，能夠進(jìn)行正常的通話，發(fā)短信等手機(jī)應(yīng)用；具備無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力；具備PDA的功能；具備一個(gè)具有開放性的操作系統(tǒng)，在這個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)上，可以安裝更多的應(yīng)用程序，從而使智能手機(jī)的功能可以得到無限的擴(kuò)充；具有人性化的一面，可以根據(jù)個(gè)人需要擴(kuò)展機(jī)器的功能；功能強(qiáng)大，擴(kuò)展性能強(qiáng)，第三方軟件支持多。

本文采用的為NOKIAN73，它使用的操作系統(tǒng)是Symbian，且有著良好的操作界面，采用內(nèi)核與界面分離技術(shù)，對(duì)硬件的要求比較低，支持C++，VB和J2ME，兼容性很好。

1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)控設(shè)備（采集端）、傳輸網(wǎng)絡(luò)(GPRS網(wǎng)絡(luò)與公共數(shù)據(jù)網(wǎng))、監(jiān)控終端（客戶端）組成。如圖1所示。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

Fig.1ChartoftheSystem

其中:端監(jiān)控設(shè)備主要由攝像頭、主控模塊以及通信模塊構(gòu)成，完成現(xiàn)場(chǎng)視頻的采集處理以及傳送工作。在重要的場(chǎng)合終端內(nèi)部還要有存儲(chǔ)設(shè)備，用來保證在網(wǎng)絡(luò)中斷或監(jiān)控中心故障時(shí)數(shù)據(jù)的安全。本系統(tǒng)中的視頻采集端為固定式攝像頭。

通信網(wǎng)主要指承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的GPRS網(wǎng)絡(luò),有線網(wǎng)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(Internet)。

監(jiān)控者可以是監(jiān)控中心或單獨(dú)的監(jiān)控臺(tái)。監(jiān)控中心實(shí)際上是一個(gè)局域網(wǎng)(LAN)，主要由路由器、服務(wù)器、監(jiān)控臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及相應(yīng)的監(jiān)控軟件、查詢軟件和數(shù)據(jù)庫管理程序等構(gòu)成。單獨(dú)的監(jiān)控制臺(tái)則是一臺(tái)安裝了監(jiān)控軟件的在線計(jì)算機(jī)。在此為安裝了監(jiān)控軟件的智能手機(jī)NOKIAN73。

視頻采集端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或通過有線網(wǎng)絡(luò)接入公共數(shù)據(jù)網(wǎng)，監(jiān)控者通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入Internet實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控前端的通信，從而通過Internet實(shí)現(xiàn)兩者間的通信。相比GPRS網(wǎng)絡(luò)，有線網(wǎng)絡(luò)具有更大的帶寬與更小的時(shí)延，因此，目前GPRS網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸問題是整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸和關(guān)鍵。

系統(tǒng)的功能為：用一臺(tái)電腦主機(jī)作為服務(wù)器SH，把各個(gè)固定式的監(jiān)控?cái)z像頭固定安裝在所需要的場(chǎng)合，且跟服務(wù)器之間利用有線網(wǎng)絡(luò)連接（也可利用無線傳輸，因?yàn)檫@段不是關(guān)鍵部位，所以利用有線傳輸?shù)乃俣群涂煽啃愿撸环?wù)器可作為固定的監(jiān)控者，而這里所討論的主要是把智能手機(jī)最為移動(dòng)的視頻監(jiān)控者，且跟服務(wù)器之間利用移動(dòng)系統(tǒng)的GPRS進(jìn)行通信。

智能手機(jī)在這里有兩個(gè)作用：一為移動(dòng)監(jiān)控者，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控；二可以當(dāng)作移動(dòng)視頻監(jiān)控前端來對(duì)使用者所處的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。正因?yàn)橹悄苁謾C(jī)在這里的雙重作用使得設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)需要考慮一些特殊的技術(shù)。

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1MPEG-4算法

MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容就是對(duì)AV對(duì)象進(jìn)行高效編碼、組織、存儲(chǔ)與傳輸。AV對(duì)象的提出，使得多媒體通信具有高度交互及高效編碼的能力。AV對(duì)象編碼就是MPEG-4的核心編碼技術(shù)。

MPEG-4視頻編碼根據(jù)內(nèi)容把視頻分割成不同的視頻對(duì)象（VO），VO是MPEG-4視頻編碼的核心概念。在編碼過程中針對(duì)不同VO采用不同的編碼策略：即對(duì)前景VO的壓縮編碼盡可能保留細(xì)節(jié)和平滑；對(duì)人們不太關(guān)心的背景VO，則采用高壓縮率的編碼策略，甚至不予傳輸，而是在解碼端用其它背景拼接而成。

在本系統(tǒng)中監(jiān)控前端攝像頭到服務(wù)器主機(jī)的傳輸采用有線網(wǎng)絡(luò)，為了保證傳輸?shù)膶?shí)時(shí)與高效性，也采用MPEG-4算法先壓縮視頻或圖像來傳輸。這里我們采用微方攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)這個(gè)軟件來進(jìn)行圖片和視頻的傳輸與監(jiān)控。監(jiān)控界面如下圖2：

圖2微方監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)端界面

Fig2TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemserver

2.2安裝客戶端軟件

首先：當(dāng)智能手機(jī)NOKIAN73手機(jī)作為監(jiān)控前端時(shí)也利用微方監(jiān)控軟件來進(jìn)行監(jiān)控，客戶端的安裝可以直接運(yùn)行在智能手機(jī)上，且通過GPRS網(wǎng)絡(luò)來連接主機(jī)，客戶端界面如圖3。

圖3微方監(jiān)控系統(tǒng)客戶端界面

Fig.3TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemclient

此軟件有一定的實(shí)時(shí)性，在GPRS中雖然有一定的延遲但實(shí)際應(yīng)用中能達(dá)到要求。

2.3關(guān)鍵問題的解決

智能手機(jī)終端既作為監(jiān)控前端，又作為監(jiān)控者，還兼有手機(jī)的基本功能，當(dāng)某一服務(wù)來臨時(shí)，這些服務(wù)的優(yōu)先級(jí)如何？相互之間如何進(jìn)行切換？以及重連的問題該如何解決，手動(dòng)嗎？

解決以上問題，我們采用中斷技術(shù)：

中斷處理過程通常由中斷申請(qǐng)、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回四個(gè)過程完成。手機(jī)中我們采用軟件中斷的技術(shù)來對(duì)各種服務(wù)進(jìn)行響應(yīng)。

軟件中斷是由軟件產(chǎn)生的，可以由編程人員自己編寫,通過設(shè)定寄時(shí)器或設(shè)定中斷號(hào)來產(chǎn)生中斷。因?yàn)橹悄苁謾C(jī)NOKIAN73的Symbian系統(tǒng)支持C++、VB和J2ME，因此我們可以利用VC工具編寫中斷程序來進(jìn)行軟中斷，用來解決以上一些問題。

程序中主要用到兩個(gè)函數(shù)：setvect和getvect。setvect()有兩個(gè)參數(shù)：中斷號(hào)和函數(shù)的入口地址，其功能是將指定的函數(shù)安裝到指定的中斷向量中，getvect()函數(shù)有一個(gè)參數(shù)：中斷號(hào)，返回值是該中斷的入口地址。以下是中斷程序的原型：

#include

#include

#ifdef__cplusplus

#define__ARGU...

#else

#define__ARGU

#endif

voidinterruptint60(__ARGU)/*中斷服務(wù)函數(shù)*/

{

puts("服務(wù)");

}

voidinstall(voidinterrupt(*fadd)(__ARGU),intnum)/*安裝中斷*/

{

disable();/*關(guān)閉中斷*/

setvect(num,fadd);/*設(shè)置中斷*/

enable();/*開放中斷*/

}

voidmain()

{

install(int60,0x60);/*將int60函數(shù)安裝到0x60中斷*/

geninterrupt(0x60);/*人為產(chǎn)生0x60號(hào)中斷*/

}

3應(yīng)用案例

我們將此系統(tǒng)應(yīng)用于校園的安全，當(dāng)今，每個(gè)家庭都把小孩視為掌上明珠，對(duì)孩子教育的投入也越來越大，自然希望能夠隨時(shí)掌握小孩在學(xué)校里是否遵守紀(jì)律、專心上課，以及老師的管教是否合理等實(shí)時(shí)情況。在校園里，攝像機(jī)安裝在固定位置上，但是布線就必須視校園大小和經(jīng)費(fèi)，考慮使用有線或無線方案；而在家長這端，利用移動(dòng)載體監(jiān)看自然是上選。本系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中，主要用于保安的實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)控，證明既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

4結(jié)論

如今的手機(jī)都朝著智能化的方向發(fā)展，GPRS帶寬也在越來越好，基于GPRS的移動(dòng)視頻監(jiān)控將會(huì)更成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也會(huì)越來越廣泛，智能手機(jī)也會(huì)集成移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)，希望本文的研究能為此應(yīng)用做出一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

1 張榮博.基于GPRS的移動(dòng)視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].解放軍信息工程大學(xué)碩士論文,2005:1-2.

篇（10）

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；綜合；視頻監(jiān)控

【Keywords】high-speed railway； integrated； video surveillance

【中圖分類號(hào)】TP277 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0116-02

1 引言

最近幾年，我國大面積的開展高速鐵路建設(shè)，以上海鐵路局為例，就已經(jīng)有京滬、合寧、寧杭等高速鐵路客運(yùn)專線建成，并且已經(jīng)投入使用。在高速鐵路建設(shè)過程中，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一項(xiàng)重要的監(jiān)控手段投入使用，為高速鐵路運(yùn)營安全提供了良好的監(jiān)控條件。綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)是建立在先進(jìn)的視頻數(shù)字壓縮技術(shù)、高清技術(shù)以及IP傳輸方式上，是一種已經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控手段，具備數(shù)字化的特點(diǎn)，能夠?yàn)橛脩籼峁?shí)時(shí)監(jiān)控視頻信息。系統(tǒng)中的視頻信息能夠?qū)崿F(xiàn)管理與分發(fā)/轉(zhuǎn)發(fā)功能，極大地滿足了鐵路相關(guān)部門對(duì)視頻信息的需求。目前綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為高速鐵路工程建設(shè)中必不可少的因素，并且它的作用還將越來越重要。

2 高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求

①有效對(duì)高速鐵路行車安全開展視頻監(jiān)控，對(duì)機(jī)車整個(gè)線路行駛過程中進(jìn)行全程監(jiān)控，防止入侵、塌方及意外事故發(fā)生。從而實(shí)現(xiàn)突發(fā)事故提前預(yù)警并迅速采取措施，極大地保證了行車安全，為旅客出行提供安全保障。

②有效對(duì)弱電專業(yè)房屋開展視頻監(jiān)控。高速鐵路系統(tǒng)中，弱電專業(yè)房屋主要包括通信基站直放站、信號(hào)中繼站等，區(qū)間弱電房屋基本都是無人值守區(qū)域，因此需要借助綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面進(jìn)行視頻監(jiān)控。

③有效對(duì)強(qiáng)電專業(yè)房屋進(jìn)行視頻監(jiān)控。與弱電專業(yè)房屋一樣，高速鐵路系統(tǒng)中包括牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、電力配電所等涉及的區(qū)域也都屬于無人值守區(qū)域，需要對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)與室外全面進(jìn)行視頻監(jiān)控。

④有效對(duì)高速鐵路客運(yùn)服務(wù)區(qū)域開展視頻監(jiān)控。為了對(duì)客運(yùn)服務(wù)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，并且滿足用戶隨時(shí)可能產(chǎn)生調(diào)用查看相關(guān)監(jiān)控視頻的需求，盡可能避免客站事故發(fā)生，需要對(duì)高速鐵路車站中存在客運(yùn)服務(wù)的區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控點(diǎn)，開展視頻監(jiān)控，以滿足客站全覆蓋實(shí)時(shí)監(jiān)控。

⑤有效開展災(zāi)害安全防護(hù)監(jiān)控。高速鐵路屬于重點(diǎn)災(zāi)害監(jiān)控對(duì)象，其中又存在很多容易出現(xiàn)災(zāi)害的區(qū)域，需要全面布局規(guī)劃，對(duì)容易產(chǎn)生災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)視頻監(jiān)控。

⑥有效進(jìn)行系統(tǒng)間對(duì)接，能夠進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的交換。借助程序編碼的方式，將在高速鐵路運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種開關(guān)信息、具體設(shè)備的報(bào)警消息、不同區(qū)域中存在的門禁與安全防護(hù)警報(bào)等進(jìn)行位置預(yù)設(shè)，自動(dòng)進(jìn)行關(guān)注點(diǎn)的對(duì)焦，把監(jiān)控的視頻畫面自動(dòng)的在終端監(jiān)視器上進(jìn)行視頻呈現(xiàn)，同時(shí)對(duì)視頻信息進(jìn)行存儲(chǔ)。同時(shí)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通過網(wǎng)管對(duì)接，將監(jiān)控系統(tǒng)與高速鐵路上的電力系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行對(duì)接，有效開展系統(tǒng)互動(dòng)操作。

3 高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.1 視頻核心節(jié)點(diǎn)

核心節(jié)點(diǎn)主要是對(duì)收集到的視頻信息進(jìn)行調(diào)度并與其他系統(tǒng)完成互動(dòng)，但是無法對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行操作的權(quán)限，其主要包括認(rèn)證授權(quán)單元、管理單元、數(shù)據(jù)分發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)單元、信令控制單元、接入網(wǎng)關(guān)單元、目錄服務(wù)單元、告警單元、地理信息服務(wù)單元、存儲(chǔ)單元和視頻分析單元等構(gòu)成。

3.2 視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)

視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)是整個(gè)高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中樞，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，單元構(gòu)成與視頻核心節(jié)點(diǎn)板塊相似。

3.3 視頻接入節(jié)點(diǎn)

視頻接入節(jié)點(diǎn)可以細(xì)分為I類和II類，在具體的設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)的功能上都有很大區(qū)別。I類視頻接入節(jié)點(diǎn)能夠完成對(duì)視頻的接入、分發(fā)與轉(zhuǎn)發(fā)功能，在視頻對(duì)接的基礎(chǔ)上進(jìn)行智能分析，并完成視頻信息存儲(chǔ)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)前端采集點(diǎn)的云臺(tái)控制，主要由目服務(wù)單元、認(rèn)證授權(quán)單元、告警單元、信令控制單元、管理單元、接入網(wǎng)關(guān)單元、存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)分發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)單元、視頻分析單元等設(shè)備構(gòu)成。II類視頻接入節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)將分散的視頻采集點(diǎn)的視頻信息的接入與分發(fā)、儲(chǔ)存，能夠完成視頻內(nèi)容分析，并進(jìn)行分析單元的設(shè)置，主要包括視頻分析單元、存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)分發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)單元等。

3.4 視頻匯集點(diǎn)

視頻匯集點(diǎn)是將所有的視頻通過編碼后完成匯集接入的板塊，是高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)能否與其他系統(tǒng)對(duì)接的前提，主要包含VPU和VCA設(shè)備。

3.5 視頻采集點(diǎn)

視頻采集點(diǎn)的布局是視頻信息收集的關(guān)鍵，在進(jìn)行采集點(diǎn)位置的設(shè)置時(shí)要堅(jiān)持以滿足高速鐵路各部門實(shí)際業(yè)務(wù)需求為基本原則，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路行車安全、客運(yùn)服務(wù)、安防等進(jìn)行監(jiān)控的目的。一般來說，視頻采集點(diǎn)板塊需要配備好攝像機(jī)與護(hù)罩、拾音器、視頻輔助光源、防雷器等設(shè)備。

3.6 視頻用戶終端

視頻用戶終端板塊涉及管理終端、監(jiān)視終端以及顯示設(shè)備。其中的管理終端又分為針對(duì)用戶以及收集到的視頻資源的業(yè)務(wù)管理終端以及對(duì)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)的設(shè)備管理終端。監(jiān)視終端則是為用戶提供對(duì)收集到的視頻資料進(jìn)行分析查看及完成后續(xù)處理板塊，還能夠在獲得一定的權(quán)限后開展針對(duì)攝像機(jī)的云臺(tái)控制。顯示設(shè)備主要包括監(jiān)視器、投影器、顯示器等設(shè)備，主要是對(duì)收集到的視頻資料進(jìn)行顯示。

3.7 承載網(wǎng)絡(luò)

高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的承載網(wǎng)絡(luò)是建立在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、視頻的收集網(wǎng)絡(luò)以及視頻用戶的接入網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)視頻信息的發(fā)出以及具體指令信息傳輸?shù)确?wù)。

隨著我國在鐵路相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)投入越來越大，作為鐵路技術(shù)的重要組成部分，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)在我國高速鐵路運(yùn)營中發(fā)揮的作用越來越大。不僅能夠有效配合行車調(diào)度工作，同時(shí)在高鐵運(yùn)行安全、治安管理等層面的作用也不斷擴(kuò)大?？傊冗M(jìn)的技術(shù)都是需要做好前期的設(shè)計(jì)，配合以后期的運(yùn)行維護(hù)工作，才能夠發(fā)揮其最大化作用。

【參考文獻(xiàn)】