【正文】 實(shí)體和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。這樣就能夠 更好地利用信道資源。 本節(jié)就課題研究需要的 分析一下特點(diǎn)： 有非常強(qiáng)的適應(yīng)性。 的開(kāi)發(fā)時(shí)用模塊和組件實(shí)現(xiàn)的，所以 在開(kāi)發(fā)一些其他開(kāi)發(fā)平臺(tái)比較難實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，如通過(guò)提交表單的方式進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分布式配置等都是相對(duì)非常容易實(shí)現(xiàn)的。 如果在 環(huán)境下要?jiǎng)?chuàng)建 Windows 類(lèi)型的應(yīng)用程序需要用到 .Net 本身的基礎(chǔ)框架，基礎(chǔ)框架的組成主要是 CRL、 .Net 框架類(lèi)庫(kù)以及改寫(xiě)的 ，具體如圖 22 所示。 以組件的形式存在的 ，它實(shí)際上也可以不單獨(dú)作為一部分，也同樣放在 共享對(duì)象類(lèi)別庫(kù)中 管理就可以。并且 .Net 基礎(chǔ)框架還設(shè)置了很多用于開(kāi)發(fā)程序的模板，開(kāi)發(fā)者使用這些模板就能開(kāi)發(fā)出很多不同級(jí)別的 Web 應(yīng)用組件 [17]。 針對(duì)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的這些需求，微軟的 SQL Server 20xx 可以滿足要求 。 SQL Server 20xx 能夠完成了企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)管理是采用了集成的商業(yè)智能 (BI)工具功能， 為關(guān)系型數(shù)據(jù)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供了更加可靠、更加安全的存儲(chǔ)功能，用戶可以構(gòu)建和管理業(yè)務(wù)的高可用性和高性能的數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。 統(tǒng)一建模語(yǔ)言 統(tǒng)一建模語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的軟件工程設(shè)計(jì)語(yǔ)言的其中一種，它主要是運(yùn)用對(duì)軟件的設(shè)計(jì)部分進(jìn)行圖形描述。 UML 的誕生是軟件工程發(fā)展到面向?qū)ο蟮?分析與設(shè)計(jì)方法階段的產(chǎn)物。 UML 和軟件工程領(lǐng)域的發(fā)展是相輔相成的，它有著良好的定義、強(qiáng)大的功能，和容易使用的特點(diǎn)。 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 7 圖 23 UML 中的各種模型圖 進(jìn)行監(jiān)控終端的需求和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要應(yīng)用到了 UML 建模中的一些圖形工具來(lái)完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析工作。這這個(gè)部分是彼此獨(dú)立的，這樣他們之間的耦合就很低，能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的獨(dú)立性。它是 MVC 架構(gòu)的最為重要的結(jié)構(gòu)， Model封裝系統(tǒng)的關(guān)鍵流程， Model 的表象是處理和視圖用戶之間的交互關(guān)系，它能將視圖用戶的請(qǐng)求傳遞給模型，然后將模型的處理結(jié)果再發(fā)回給試圖用戶。視圖不處理任何的業(yè)務(wù)邏輯，知識(shí)負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，而所有的業(yè)務(wù)邏輯都通過(guò)模型來(lái)處理。 在 實(shí)現(xiàn) MVC 是通過(guò) 自身的分層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 瀏覽器控 制 器（ C o n t r o l l e r ）視 圖（ V i e w ）模 型（ M o d e l ）業(yè) 務(wù) 實(shí) 體 組 件 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象業(yè) 務(wù) 路 基 組 件 數(shù) 據(jù) 訪 問(wèn) 組 件H T T P 請(qǐng) 求H T M L 頁(yè) 面用 戶 表 示 層業(yè) 務(wù) 層 數(shù) 據(jù) 層 圖 24 基于 MVC 模式的 ASP. Net 系統(tǒng)應(yīng)用模型 下的視圖就是一個(gè) aspx 的頁(yè)面。一些視圖中常用的空間都可以利用視圖設(shè)計(jì)器來(lái)直接選擇，而不需要程序設(shè)計(jì)員自己完全從頭去設(shè)計(jì)。所以在系統(tǒng)中的每個(gè)表示視圖的 aspx 文件，還會(huì)有一個(gè) .cs 文件和它對(duì)應(yīng)。在 .cs 文件中都會(huì)有一個(gè)函數(shù)，稱(chēng)為，這個(gè)函數(shù)是其他 所有控制器函數(shù)的父類(lèi)。每個(gè)特殊的數(shù)據(jù)邏輯都有專(zhuān)門(mén)的類(lèi)來(lái)執(zhí)行。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方法如果要進(jìn)行數(shù) 據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，就需要在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的代碼中使用 SQL 語(yǔ)句。為了解決這個(gè)問(wèn)題 下的 MVC 架構(gòu)中就從源代碼中分離出來(lái) SQL 語(yǔ)句，將這些語(yǔ)句封裝在一個(gè)獨(dú)立的類(lèi)中。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)課題所使用的主要的技術(shù)進(jìn)行了分析，包括 GPRS 技術(shù)、開(kāi)發(fā)技術(shù)、統(tǒng)一建模語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)模式等。哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 10 第三章 GPRS 的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端需求分析 系統(tǒng)總體需求分析 開(kāi)發(fā) 基于 GRPS 的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 ， 其中一個(gè)最為 重要的環(huán)節(jié) 就是需求分析 ，實(shí)踐表明，系統(tǒng)分析的好壞在很大程度上決定了系統(tǒng)的成敗。再開(kāi)始對(duì)開(kāi) 發(fā)的領(lǐng)域進(jìn)行 詳細(xì)調(diào)查， 設(shè)計(jì)后需求分析文檔。 需求分析 做的好壞是和軟件能否順利完成密切相關(guān)的， 因此 必須通過(guò)需求分析使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的內(nèi)容得到客戶的認(rèn)可，才能做其他的后續(xù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作。如何 進(jìn)一 步 優(yōu)化整個(gè)監(jiān)控的流程，如何解決這些問(wèn)題成為本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。分析 本系統(tǒng)的的需求與內(nèi)容，系統(tǒng)中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、操作各方面進(jìn)行可行性分析。 這主要是指員工對(duì)該系統(tǒng)的態(tài)度和意向。不僅如此，還要考慮開(kāi)發(fā)人員的開(kāi)發(fā)水平，是否能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出該系統(tǒng)。所以本系統(tǒng)的主要用戶就是系統(tǒng)管理員、 實(shí)驗(yàn)室管理部門(mén)、 教務(wù)部門(mén)管理人員、教師和學(xué)生等。采集到數(shù)據(jù)之后，需要通過(guò)系統(tǒng)的無(wú)線傳輸模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包、傳輸至業(yè)務(wù)層。因?yàn)?，系統(tǒng)的傳輸層的設(shè)置要求較 高。業(yè)務(wù)層還應(yīng)該設(shè)有解析模塊，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能解析和處理。本文開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)是為了對(duì) 高校機(jī)房 在線監(jiān)控的 目的 。 系統(tǒng)在滿足實(shí)用性后，就要考慮系統(tǒng)的易用性，不能將系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)的太過(guò)花哨，要盡量簡(jiǎn)化界面的操作，使得用戶能夠很容易學(xué)會(huì)使用系統(tǒng)。這樣能極大限度降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。這些都需要系統(tǒng)的擴(kuò)展性方面的問(wèn)題。 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 13 第四章 GPRS 的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 監(jiān)控終端的硬件 要選擇 速度快 的 ， 因?yàn)闄C(jī)房監(jiān)控需要處理的是數(shù)據(jù)量大的 音頻和視頻。這些軟件必須滿足開(kāi)放性、安全性、可靠性、可擴(kuò)展性。下面筆者就對(duì)每個(gè)主要硬件模塊的設(shè)計(jì)原理。所以數(shù)據(jù)通信模塊 的芯片的選擇和設(shè)計(jì) ， 要 考慮芯片的 各個(gè)因素，包括 發(fā)射功率、 調(diào)制模式和傳輸?shù)?數(shù)據(jù)率等。 所以，本課題中使用過(guò)的處理器是 ATmega128L。 所以，系統(tǒng)需要設(shè)置合適的電源裝置。 因此，經(jīng)過(guò)慎重考慮，本系統(tǒng)使用的電源為 微型電池。 本文設(shè)計(jì)的 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)的主要作用就是對(duì) 高校機(jī)房的 數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。 圖 41 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)軟件工作流程 從圖 41 可以看出， 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)開(kāi) 始工作后，先對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化，然后數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)就進(jìn)入低功耗的睡眠模式，也就是說(shuō)現(xiàn)在的微處理器是出于空閑狀態(tài)的。 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)就在該工作流程下進(jìn)行循環(huán)反復(fù)，來(lái)保障 機(jī)房 監(jiān)控的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)體包括名稱(chēng)和屬性。這些內(nèi)容是通過(guò)實(shí)體關(guān)系模型的結(jié)果展現(xiàn)出來(lái)的。 ER 圖中，實(shí)體用用矩形表示、屬性用橢圓形表示、聯(lián)系用菱形表示 [29]。所謂數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)就是將邏輯設(shè)計(jì)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為真正的數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，這些物理結(jié)構(gòu)會(huì)存儲(chǔ)在一個(gè)真正的數(shù)據(jù)庫(kù)中 [30]。邏輯設(shè)計(jì)的 ER 圖可以轉(zhuǎn)換成如下所示的幾個(gè)二維表結(jié)構(gòu)。 (display_satte) 客戶端狀態(tài)信息表記錄著客戶端各個(gè)視頻接收進(jìn)程的狀態(tài)，一個(gè)客戶端 可能有多個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程可以監(jiān)控一個(gè)監(jiān)控組，組管理服務(wù)器管理這些進(jìn)程并記錄各個(gè)進(jìn)程的名字、運(yùn)行狀態(tài) (包括實(shí)時(shí)組播、實(shí)時(shí)單播、存儲(chǔ)單播或者空閑等狀態(tài)信息 )。 表 43 視頻采集主機(jī)信息表 字段名 說(shuō) 明 類(lèi) 型 長(zhǎng) 度 可否為空 主鍵 HostID 主機(jī)編號(hào) varchar 8 否 是 HostName 主機(jī)名稱(chēng) varchar 10 否 否 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 17 HostAddress 主機(jī)地址 varchar 10 否 否 GroupID 組編號(hào) varchar 8 否 否 (capture_state) 視頻采集主機(jī)狀態(tài)表記錄著采集服務(wù)器上各個(gè)視頻采集進(jìn)程的狀態(tài)，一臺(tái)采集服務(wù)器上可以有多個(gè)視頻采集卡，每個(gè)視頻采 集卡在工作時(shí)對(duì)應(yīng)著一個(gè)進(jìn)程，組管理服務(wù)器必須管理這些進(jìn)程并記錄各個(gè)進(jìn)程的名字、運(yùn)行狀態(tài) (包括實(shí)時(shí)組播、實(shí)時(shí)單播、存儲(chǔ)單播或者空閑等狀態(tài)信息 )。具體如表 45 所示。基于 GPRS 的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)部分主要包括硬件設(shè)、軟件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。會(huì)話管理就是負(fù)責(zé)建立會(huì)話、記錄會(huì)話信息、查詢(xún)會(huì)話信息和結(jié)束會(huì)話等工作，在程序?qū)崿F(xiàn)上就是對(duì)一個(gè)會(huì)話信息鏈表進(jìn)行管理。其中，組播地址和端口是成功登錄組管理服務(wù)器后，服務(wù)器返回的。 當(dāng)需要結(jié)束會(huì)話時(shí)，可以調(diào)用核心模塊提供的接口函數(shù) StopSesion 終止會(huì)話。要使用視頻發(fā)送接口之前應(yīng)該先建立會(huì)話，再設(shè)定視頻的編碼格式、視頻的發(fā)送碼率和幀率。 —— StartLocalPlay 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 20 通過(guò)播 放本地錄像接口，我們可以播放存儲(chǔ)在本地硬盤(pán)上的視頻文件。首先筆者來(lái)分析一下視頻編碼的主要流程，如圖 42 所示。一個(gè)圖像幀中的所有宏塊都進(jìn)行視頻編碼了，該幀的編碼也就完成了。 對(duì)塊進(jìn)行編碼，對(duì)塊編碼需要先將塊排序，然后計(jì)算當(dāng)前宏塊和參考宏塊之間的差值，再對(duì)差值進(jìn)行編碼。 DCT 變換后的視頻低頻部分的系數(shù)進(jìn)行量化，量化主要是通過(guò)將整個(gè)參數(shù)除以一個(gè)固定值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果是高頻部分，由于其系數(shù)本身就哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 21 很小，除以一個(gè)大的固定值之后高頻部分的系數(shù)就會(huì)變成 0，同樣低頻部分的系數(shù)也會(huì)變小，在編碼時(shí)就可以使用較少的 bit 位來(lái)實(shí) 現(xiàn)視頻編碼。 。重建宏塊的值不可能和原始宏塊相同，它們之間是有一定誤差。碼流由一個(gè)碼流頭和具體的視頻幀組成。宏塊內(nèi)的具體內(nèi)容是當(dāng)前宏塊的編碼信息， 例如當(dāng)前宏塊是否是編碼宏塊，宏塊的編碼類(lèi)型等，然后就是運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)據(jù)，最后是具體的 6 個(gè)塊的數(shù)據(jù)。 VideoEncoderInit(int nVideoWidth,int nVideoHeigh,int nFrameRate,int nBitRate,int NIFrameRate,int nCodeCtrMode,int nDataAcqType,int nQuant)。 VideoEncoderRelease()。 SetBitRate(int nBitRate)。 SetQuant(int nQuant)。 SetEncodeMode(int nMode)l 設(shè)置一個(gè)編碼類(lèi)型，類(lèi)型主要是固定質(zhì)量固定碼率、可變碼率、限制瞬時(shí)碼率固定碼率等。所以在這里筆者就不對(duì)其解碼流程進(jìn)行贅述了。 VideoDecoderInit(int nVideoWidth,int nVideoHeigh, int nDataAcqType)。 VideoDecoderRelease()。色彩調(diào)節(jié)工具條可以遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)視頻圖像的亮度、對(duì)比度、色度和灰度。單元測(cè)試也就是測(cè)試每一個(gè)系統(tǒng)的模塊，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，需要細(xì)化成不同的模塊，在每個(gè)模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中要隨時(shí)進(jìn)行測(cè)試 ，判斷代碼是否正確，這些測(cè)試工作可以由專(zhuān)門(mén)的測(cè)試人員或者開(kāi)發(fā)者自己完成。 進(jìn)行路徑覆蓋測(cè)試就必須知道軟件在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)是如何設(shè)計(jì)的。但是單元 測(cè)試不同，由于 開(kāi)發(fā)者 熟悉自己編寫(xiě)的代碼。 。集成測(cè)試的基礎(chǔ)是 概要設(shè)計(jì)文檔， 集成測(cè)試主要測(cè)試的是系統(tǒng)的單元接口方面存在的錯(cuò)誤。無(wú)論是那種，都要保證不同的模塊孩子間的接口是沒(méi)有錯(cuò)誤的 。 是在開(kāi)發(fā)出的軟件交給客戶使用之間進(jìn)行的最后一道測(cè)試程序，如?；蛘哒f(shuō)是測(cè)試系統(tǒng)是否遵循了嚴(yán)格的邏輯設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。面向過(guò)程的集成測(cè)試測(cè)的是不同級(jí)別的模塊之間的控制關(guān)系。但是由于本課題是畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以筆者就主要自己完成集成測(cè)試。 開(kāi)發(fā)者 進(jìn)行單元測(cè)試需要通過(guò)一段代碼 來(lái)測(cè)試其編寫(xiě)的單元內(nèi)容是否正確。因?yàn)槲覀冎篱_(kāi)發(fā)是一種建設(shè)性的行為，而測(cè)試是一種破壞性的行為。也就是說(shuō)詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔是單元測(cè)試的基礎(chǔ)。 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 24 圖 54 視頻顯示模塊 系統(tǒng)測(cè)試 測(cè)試并不是在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)結(jié)束后才進(jìn)行的，而是伴隨整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的過(guò)程中的，但是在不同的系統(tǒng)階段，測(cè)試的內(nèi)容也是不同的。 監(jiān)控終端的實(shí)現(xiàn) 界面主按件模塊如圖 52 所示，從左向右依次是布防、撤防、畫(huà)面分割、進(jìn)入設(shè)置、全部停止瀏覽、切換瀏覽分組、登錄系統(tǒng)、注銷(xiāo)登錄和退出監(jiān)控系統(tǒng)。 VideoDecoderDecode(PBYTE pInbuf,int nInsize,PBYTE *ppOutbuf,int* nOutsize)。 int avsdk_init()。 獲取視頻的編碼類(lèi)型。 GetQuant(int *nQuant)。 SetIFrameRate(int nIFrameRate)。 InsertIFrame()。 VideoEncoderEncode(PBYTE pInbuf,int nInsize,PBYTE *ppOutbuf,int* nOutsize,int* nFrameType,int nChannel)。 對(duì)由 MPEG4 開(kāi)發(fā)的編解碼 SDK 編碼部分的 API 部分的重要的編碼進(jìn)行一下分析： int avsdk_init()。一個(gè)碼流可以包含多個(gè)視頻幀，每一幀的開(kāi)始也有一個(gè)幀頭，幀頭信息描述了當(dāng)前幀的視頻編碼的內(nèi)容，后面的幀數(shù)據(jù)必須和幀頭信息中描述的一些特性完全一致。 forming 模塊。具體的做法是對(duì)當(dāng)前宏塊的第一行或者第一列系數(shù)同它周?chē)哪骋粔K做一個(gè)差分值。 。之所以進(jìn)行 DCT 變換是為了主要對(duì)低頻部分進(jìn)行視頻編碼。如果當(dāng)前幀是 I 幀，就不不要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)了。 的視頻編碼單元是宏塊。該接口實(shí)際上是調(diào)用了核心模塊的 SendRecordAPI 函數(shù)，調(diào)用方法和播放本地錄像接口類(lèi)似。 —— StartRecordVideo 視頻存儲(chǔ)接口主要功