【正文】 視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要的典型產品就是網(wǎng)絡視頻服務器。 MPEG1壓縮技術標準采用前后幀多幀預測的壓縮算法，具有很大的壓縮靈活性，應用最為廣泛，這種算法技術發(fā)展成熟，數(shù)據(jù)壓縮率相比 MJPEG要高，但數(shù)據(jù)量還是較大，錄像每小時 300400M空間，若用于銀行長時間實時錄像，占用硬盤空間較大，尤其是網(wǎng)絡傳輸占用帶寬較大，不大實用于視頻圖像遠程傳輸。服務器的工作流程如圖 8 所示 16 圖 8 服務器的工作流程 系統(tǒng)布置 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)前端設備主要是無線攝像頭、無線 Mesh網(wǎng)路由器 （ 如圖 9） 。 如果不希望未授權用戶訪問我們的路由器， 在“無線參數(shù)”基本配置中開啟安全設置，加密類型默認為 WEP，密鑰格式為 ASCII碼，密鑰類型根據(jù)需要可選擇 128或 64位，這里選 64為。本次設計是基于大 學校園設計的無線 Mesh視頻監(jiān)控。沒有學習，就不可能有研究的能力，沒有自己的研究就不會有所突破，那也就不叫 畢業(yè)設計 ，希望這次的經歷 能激勵我們在以后的學習中不斷進步。 首先衷心感謝 指導教員汪濤講師 ！ 教員們以 嚴謹?shù)膶W風、高尚的師德、誨人不倦的精神時刻鞭策和激勵著我們，使我們不僅在學業(yè)上有了長足進步，而且還領悟了許多做人、做事的道理。 5 結束語 經過近半個學期我們小組終于完成了《 基于無線 Mesh網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》畢業(yè) 設計 ，從開始接到 設計 題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到 設計 文章的完成，每走一步對我們小組來說， 25 都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。（如圖 19） 24 圖 19 密碼設置界面 視頻監(jiān)控的實現(xiàn) 通過 IP地址的配置，將無線網(wǎng)絡攝像頭和筆記本電腦連接到該模擬的無線 Mesh網(wǎng)絡中，通過配置實現(xiàn)互聯(lián)互通。 圖 9 系統(tǒng)前端設備 系統(tǒng)主要功能 攝像頭具有夜視的特點，具有高質量，高清晰畫面的特點，視頻分割顯示及切換功能，相關圖像能上下左右旋轉，電動變焦鏡頭可將圖像局部放大或縮小，圖像可 24 小時錄像，并帶有時間日期顯示，一臺硬盤攝像頭可同時記錄多幅圖像 ，并可實現(xiàn)單畫面回放。 MPEG4的特點使其更適于遠程監(jiān)控，采用 MPEG4壓縮算法，圖像壓縮比較高，錄像每小時 100200M空間，圖像清晰度高，網(wǎng)絡傳輸占用帶寬小，能通過各種傳輸方式進行遠程視頻圖像傳輸。 遠程視頻傳輸?shù)难訒r性 雖然說，傳輸延時對任何一種網(wǎng)絡視頻服務器都是不可避免的，但是不同的網(wǎng)絡視頻服務器的延時值不同。 、上下 100176。內置以太網(wǎng)防雷、電源防雷，各組件均采用高等級 的工業(yè)級器件。雖然 Mesh構架中的基站位置是固定的，相應的路由選擇也近似固定，但是無線環(huán)境、負載的變化，同樣會導致重選最佳路由的處理開銷。 IEEE 工作組為支持這兩種結構制定了新的規(guī)范。 組網(wǎng)模式 本次組建的無線 Mesh網(wǎng)絡是在點對多點模式下，系統(tǒng)有一個或多個 Mesh網(wǎng)路由器作為網(wǎng)關， 所有的信號都被匯聚到該接入點中，因此無線網(wǎng)絡的可靠性依賴于 Mesh網(wǎng)路由器和終端之間 射頻 連接的質量。 無線 Mesh網(wǎng)絡視頻監(jiān)控和傳統(tǒng)的監(jiān)控方案相比，具有以下三大優(yōu)點： 綜合成本低，只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠及已裝修好的場合；在許多情況下，用戶往往由于受到地理環(huán)境和工作內容的限制，例如山地、港口和開闊地等特殊地理環(huán)境，對 有線網(wǎng)絡、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來極大的不便，采用有線的施工周期將很長，甚至根本無法實現(xiàn)。網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢在于視頻數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)進行傳輸，監(jiān)控范圍非常廣泛，且在高帶寬環(huán)境下，依然可以提供高質量視頻，同時視頻內容存儲檢索非常方便。 （ 6）兼容性和互操作性 支持對于無線 Mesh網(wǎng)來說，最好不僅能支持 Mesh終端，還能支持傳統(tǒng)的無線終端。其次， Mesh路由協(xié)議要提供網(wǎng)絡容錯性和健壯性支持，能夠在無線 11 鏈路失效時，迅速選擇替代鏈路避免業(yè)務提供中斷。 11WLAN的 MAC機制在無線鏈路跳數(shù)達到四跳時，性能下降非常大。 終端節(jié)點已經不是僅僅支持 VLAN的普通設備，而是增加了具有轉發(fā)和路由功能的 Mesh設備，設備之間可以以 Ad Hoc方式互聯(lián)，直接通信。 多級模式 如圖 6 所示無線 Mesh網(wǎng)絡的典型多級結構，分為上層和下層兩個部分。圖中所示節(jié)點均為對等結構，具有完全一致的特性，每個節(jié)點具有相同的 MAC、路由、管理和安全協(xié)議，既具有客戶端節(jié)點的功能，也具有能夠轉發(fā)業(yè)務的路由器節(jié)點功能。但是根據(jù)具體要求和配置的不同，無線Mesh網(wǎng)絡也不一定包含以上所有節(jié)點。了前期的基站勘測，建設基站等基礎設施的昂貴費用，對網(wǎng)絡服務商來說，前期投資很低。而在無線 Mesh 網(wǎng)中，雖然 Mesh 終端也有路由轉發(fā)功能，但是主要還是由 Mesh 路由器來執(zhí)行路由和配置功能，大大減輕了普通 Mesh 終端的負載。 與同樣具有自組織，自管理以及多跳無線 Ad hoc 拓撲的 Ad hoc 網(wǎng)絡相比，無線 Mesh 網(wǎng)也有自己與 Ad hoc 網(wǎng)絡不同的特點 。多跳 Mesh網(wǎng)絡架構中，無線鏈路間更短，發(fā)射功率更小， 節(jié)點間干擾更少和頻率重用效率更高，這樣可以在不犧牲信道容量的 前提下獲得更高的系統(tǒng)容量。 圖 3 無線 Mesh網(wǎng)通信 Mesh 網(wǎng)絡概念 WMN是從移動 Ad hoc網(wǎng)絡中分離出來的，并承襲了 WLAN的技術。對于用戶移動性較大、不適合建立永久性的大功率的基站的場合，例如未來戰(zhàn)場中的臨時通信。 3 無線 Mesh 網(wǎng)技術簡介 無線 Mesh 網(wǎng)絡的起源 Mesh網(wǎng)絡技術在寬帶無線接入領域，各種無線通信技術蓬勃發(fā)展的同時，一種新的無線網(wǎng)絡技術 —— 無線 Mesh網(wǎng)絡也逐漸發(fā)展起來，引起了人們廣泛的注意。 視頻智能檢索則力求通過檢索目標照片，方便地檢索到該目標在監(jiān)控區(qū)域內的所有活動的錄像或基于目標的重要特征 (如身著紅色衣服的女子、黑色的小轎車 )檢索指定時間、活動范圍內的錄像資料，從而大大節(jié)省辦案人員挖掘線索、辦案取證的時間、人力、物力和財力，提高案件的偵破率和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用效能。 視頻智能存儲、智能檢索成為關注熱點 在當前主流的視頻 監(jiān)控應用中，存儲的視頻數(shù)據(jù)不再是簡單的錄像數(shù)據(jù)，而是視頻監(jiān)控資源使用部門對圖像進行分析的數(shù)據(jù)源。 高清晰監(jiān)控深受人們追求 高 清網(wǎng)絡監(jiān)控需求突顯“讓我們看得更寬廣，讓我們看得更清楚，讓我們看得更舒服”，這已是視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設非常迫切的需求。 組網(wǎng)靈活，可擴展性好，即插即用。無線網(wǎng)絡監(jiān)控由前端圖像采集系統(tǒng)，無線傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控管 理中心等組成。在網(wǎng)絡中圖像、語音等數(shù)據(jù)都實現(xiàn)了綜合控制和使用。 基于網(wǎng)絡的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng) 網(wǎng)絡數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是新型產品，它將數(shù)字化視頻圖像記錄與多畫面圖像顯示功能和智能報警功能緊緊的融合在一起，它將取代傳 統(tǒng)的模擬式多畫面分割和長時間錄像，具有靈活的方便的特點。 數(shù)字傳輸又可以分為通過電話線傳輸， DDN線路傳輸， ISDN線路傳輸，光纖信道傳輸，無線信道傳輸，衛(wèi)星線路傳輸，現(xiàn)在隨著 TCP/IP網(wǎng)絡的帶寬越來越大，越來越多的通過 TCP/IP網(wǎng)絡進行傳輸。后端監(jiān)控設備，包括有視頻監(jiān)控主機，數(shù)字視頻矩陣，監(jiān)視器等設備。針對我們小組對無線網(wǎng)絡的興趣，結合現(xiàn)在人們對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的需求，深入分析了無線 Mesh網(wǎng)絡的關鍵技術和主要特點，提出了一種利用多個單獨視頻終端節(jié)點構建基于無線 Mesh技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 利用無線 Mesh 網(wǎng)的優(yōu)點、特性，把視頻監(jiān)控技術融入到該無線網(wǎng)絡中，設計 了基于無線 MESH 網(wǎng)的 大學 校園 視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 隨著未來無線分布技術和無線分布網(wǎng)絡的發(fā)展，基于無線 Mesh 網(wǎng) 的 視頻 監(jiān)控將會成為未來無線監(jiān)控的主力軍，為 視頻監(jiān)控 的發(fā)展提供更為廣闊的空間 。例如：交通安全防范、社會治安安全防范、廠礦安全防范、教學系統(tǒng)監(jiān)控、病人病房監(jiān)控等。鏡頭可以調整攝像頭的焦距，從而起到調整圖像的清晰度和圖像的遠近。顯示設備包括示圖像的監(jiān)視器、顯示傳感狀態(tài)信息的報警器。利用簡單的操作完成最大的控制。 系統(tǒng)具有無限的擴展能力 所有的設備都是由網(wǎng)絡 IP 地址進行統(tǒng)一標識，增加設備只需要至網(wǎng)絡中進行 IP地址擴充，進行網(wǎng)絡升級提高網(wǎng)絡帶寬即可。隨著網(wǎng)絡技術和計算機技術的不斷發(fā)展以及市場應用環(huán)境的逐步成熟，網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經成為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向。無線設備管理方式以及安裝非常便利，前端設備是即插即用、免維護系統(tǒng)。由此我們可 4 以看到，這四大技術因素中的百萬像素攝像頭、高性能編解碼器以及 IP網(wǎng)絡技術，都與高清網(wǎng)絡監(jiān)控密切相關，代表了高清網(wǎng)絡監(jiān)控中采集、編解碼、網(wǎng)絡傳輸方面的發(fā)展趨勢。如何對海量圖像信息快速、有效的進行檢索、回放 。但大部分平臺產品更多的偏重于圖像接入、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、綜合管理等方面的功能，真正貼近行業(yè)用戶的業(yè)務，可較好滿足其行業(yè)性應用需求的產品較少，對系統(tǒng)效能的提升程度遠遠不夠。 WMN的出現(xiàn)不是偶然的，它的出現(xiàn)于其他的新技術有著一樣的背景，它的出現(xiàn)是技術發(fā)展和需求的結果。運營商于是通過布置熱點（ AP ，Access Point）將 WLAN技術推向了市場， 3G 家族（ WCDMA cdma2020 TDSCDMA）在近幾年的帶了人們的重視，得到了快熟發(fā)展，網(wǎng)絡也在各個城市的到了很好的覆蓋， 4G通信在市場上還沒有得到商業(yè)化的推廣，僅僅在實驗室的到了驗證。拓撲結構它與移動 Ad hoc 網(wǎng)絡相似、但是網(wǎng)絡中的大部分節(jié)點基本靜止不移動，拓撲變化??；在單跳接入上， WMN可以視為一種特殊的 WLAN。 3) 多種類型的網(wǎng)絡接入 在無線 Mesh 網(wǎng)中，既支持無線終端接入骨干網(wǎng)，又支持無線終端之間的對等網(wǎng)絡通信。反觀 Ad hoc 網(wǎng)絡則是基于各個不可靠的終端 用戶來進行通信，不存在專 門提供網(wǎng)絡連接服務的基礎骨干網(wǎng)，這給 Ad hoc 的應用帶來了很大的限制。 9) 功耗限制減少無線 Mesh 網(wǎng)絡中， Mesh 路由器一般為靜止不動的設備，與 Ad hoc 網(wǎng)中的移動終端相比，基本沒有功耗限制。 (4) 自動平衡負載：由于 Mesh網(wǎng)絡中的設備都可作為其他設備的路由和轉發(fā)器。 一般為了提高無線 Mesh網(wǎng)的靈活性，通常 Mesh路由器擁有多個無線接口，各個接口可以是相同的，也可以是不同的。網(wǎng)絡中的節(jié)點是具有 Mesh路由功能的增強終端構成。 圖 6 無線 Mesh網(wǎng)的多級結構 該模式在接入點（ Mesh路由器）與終端用戶之間形成無線回路。 這些技術因素如下 : （ 1） 物理層無線電技術新興的物理層無線電技術如定向智能天線、自適應調制編碼、 MIMO技術以及多無線電 /多 信道系統(tǒng)已經成為下一代無線接入系統(tǒng)的不可或缺的關鍵技術。這樣， MAC層機制設計將成為影響無線 Mesh網(wǎng)性能和成功與否的關鍵技術因素之一。對于靜止不動的 Mesh路由器，由于沒有功耗限制，可以采用比現(xiàn)有 Ad hoc路由協(xié)議簡單得多的路由協(xié)議 。 4 基于無線 Mesh 網(wǎng)的視頻監(jiān)控技術 例如近年來，隨著人們對大學校園的安全性的要求不斷提高，通過大學網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設來提高校園的管理與安全防范水平已成為各大學新的安防要求。 隨著無線技術的日益發(fā)展，無線網(wǎng)絡的 應用越來越被各行各業(yè)所接受。 維護費用低，無線網(wǎng)絡維護由網(wǎng)絡提供商維護，前端設備是即插即用、免維護系統(tǒng)。針對以上特點，工業(yè)界標準化組織已經開始著手為其制定新的標準，以滿足各種覆蓋與網(wǎng)絡業(yè)務方面的需要。 安全技術 多跳網(wǎng)絡不可避免的問題就是安全問題，在我們組建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更是重中之重。 考慮到設計要求的靈活性，在本文我們實現(xiàn)了基于校園的的無線 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡平臺，采用由多個 Mesh路由器搭建扁平多層的無線 Mesh網(wǎng)絡。隨機附帶安裝套件，能夠支持掛墻安裝、抱橫桿安裝、抱豎桿安裝。 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控服務器 HP ProLiant DL580 G7(595241AA1) 所屬： HP DL580 G7系列 產品類別：機架式 產品類型：企業(yè)級 CPU型號： Xeon E7520 標配 CPU： 2顆 內存容量： 16GB DDR3 標配硬盤：標配不提供 內部硬盤：最大支持 8塊 顯示及記錄部分 顯示及記錄部分有幾臺或多臺監(jiān)視器、攝像頭等設備組成。 圖像壓縮算法標準 目前的主流網(wǎng)絡視頻服務器的壓縮算法標準不外乎有 MJPEG、 MPEG MPEG4三種。由于支持的圖像路數(shù)越多，對產品技術及處理性能的要求越高，因此多數(shù)產品為單路或“準多路”產品。如圖 10 17 圖 10 校園無線 Mesh網(wǎng)總體結構 系統(tǒng)拓撲結構 基于校園的 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控拓撲圖（圖 11）： 圖 11 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控拓撲 實驗室模擬監(jiān)控系統(tǒng)的設計與分析 實驗目的 通過網(wǎng)絡工程基礎實驗室已有的 TPLINK 無線路由器，運用該型號路由 器的橋接功能，將四個同型號的路由器相互連接起來構建一個簡單的無線 Mesh網(wǎng)絡，再利用該實驗室的無線攝像頭采集視頻信息通過構建的無線 Mesh網(wǎng)絡實現(xiàn)信息的傳輸形成監(jiān)控。能夠滿足人們對視頻監(jiān)控的需求。從中我們也充分認識到， WMN的廣闊前景和它對未來人們生活的影響