【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)； b. 本項目的任務(wù)提出者：劉欣、開發(fā)者：楊剛、用戶：適用于廣大群眾； c. 本系統(tǒng)是“基于動態(tài)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)”，是本人在廣州網(wǎng)視通信息科技有限公司實習(xí)期間在學(xué)習(xí)與工作的基礎(chǔ)上提升認知、經(jīng)導(dǎo)師點撥提出設(shè)計的項目。本項目設(shè)計旨在節(jié)約網(wǎng) 絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中靜態(tài) IP 的使用，使監(jiān)控前端攝像頭與監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺通過指定的動態(tài)協(xié)議進行對話。 定義 CGI:公共網(wǎng)關(guān)接口 CGI(Common GatewayInterface) 是 WWW 技術(shù)中最重要的技術(shù)之一，有著不可替代的重要地位。 CGI 是外部 應(yīng)用程序 （ CGI 程序）與 Web 服務(wù)器 之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，是在 CGI 程序和 Web 服務(wù)器之間傳遞信息的規(guī)程。 CGI 規(guī)范允許 Web 服務(wù)器執(zhí)行外部 程序 ，并將它們的輸出發(fā)送給 Web 瀏覽器 ， CGI 將 Web 的一組簡單的靜態(tài)超媒體文檔變成一個完整的新的交互式媒體 [7]。 Socket:socket 的英文原義是 “ 孔 ” 或 “ 插座 ” 。作為 4BDS UNIX 的 進程通信 機制，取后一種意思。通常也稱作 套接字 ，用于描述 IP 地址 和端口，是一個通信鏈的句柄。在 Inter 上的 主機 一般運行了多個服務(wù)軟件，同時提供幾種服務(wù)。每種服務(wù)都打開 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 8 一個 Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應(yīng)于不同的服務(wù)。 Socket 正如其英文原意那樣，象一個多孔插座。一臺 主機 猶如布滿各種插座的房 間，每個插座有一個編號，有的插座提供 220 伏交流電， 有的提供 110 伏交流電，有的則提供有線電視節(jié)目。 客戶軟件將插頭插到不同編號的插座，就可以得到不同的服務(wù) [7]。 J2ME： Java ME 以往稱作 J2ME（ Java Platform， Micro Edition），是為機頂盒、移動電話和 PDA 之類嵌入式消費電子設(shè)備提供的 Java 語言平臺，包括虛擬機和一系列標(biāo)準(zhǔn)化的 Java API。它和 Java SE、 Java EE 一起構(gòu)成 Java 技術(shù)的三大版本，并且同樣是通過 JCP（ Java Community Process）制訂的。 MySql：小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有體積小、速度快、總體擁有成本低、開放源碼等特點，支持多種操作系統(tǒng)，為多種編程語言提供 API，操作簡單。 HTTP：（ hypertext transport protocol， 超文本傳送協(xié)議 ） 一種詳細規(guī)定了瀏覽器和萬維網(wǎng)服務(wù)器之間互相通信的規(guī)則，通過因特網(wǎng)傳送萬維網(wǎng)文檔的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。 JSP： JSP（ Java Server Pages)是由 Sun Microsystems 公司倡導(dǎo)、許多公司參與一起建立的一種 動態(tài)網(wǎng)頁 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 JSP技術(shù)有點類似 ASP技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的 網(wǎng)頁 HTML文件 (*.htm,*.html)中插入 Java 程序段 (Scriptlet)和 JSP 標(biāo)記 (tag)，從而形成 JSP文件 (*.jsp)。 用 JSP 開發(fā)的 Web 應(yīng)用是跨平臺的，既能在 Linux 下運行，也能在其他操作系統(tǒng) 上運行。 參考資料 [1] 潘國輝 .智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 20xx： 1128. [2] 鄭亮亮，吳小強 .IP 高清監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計實踐 [J].安防經(jīng)理第 31 期： 39. [3] 羅宏亮 .IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計 [D].安防經(jīng)理第 32 期： 211. [4] 楊延雙，張建，王全民 .TCP\IP 協(xié)議分析與應(yīng)用 [C].機械工業(yè)出版社 .20xx. [5] 王挺等 .C++程序設(shè)計 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 .20xx. [6] 百度百科 . 2 任務(wù)概述 目標(biāo) 本項目旨在設(shè)計基于動態(tài)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包含前端網(wǎng)絡(luò)攝像頭的模擬、Web 業(yè)務(wù)平臺、手機 WAP 客戶端以及各個模塊之間對話的鋪設(shè)。在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中， 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 9 由于監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺和前端網(wǎng)絡(luò)攝像機的通訊，需要網(wǎng)絡(luò)攝像機具有靜態(tài)的公網(wǎng) IP，這樣才能讓監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺可以通過 IP 地址尋找到網(wǎng)絡(luò)攝像機。 實現(xiàn)本系統(tǒng)功能關(guān)鍵設(shè)計在于監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺與網(wǎng)絡(luò)攝像機對話之間添加一條協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)攝像機在上線獲取監(jiān)控平臺信息時，將自身信息及動態(tài) IP 信息發(fā)送給監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺，使監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺能有效對攝像頭進行管理。整個系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖 用戶的特點 最終用戶：適用于廣大群眾 操作人員：適用于廣大群眾 假定和約束 1) 國家相關(guān)草案規(guī)定，“公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)管理不得泄露國家秘密和商業(yè)秘密，不得侵犯個人隱私及其他合法權(quán)益”，本系 統(tǒng)的設(shè)計與安全監(jiān)控的攝像頭存在本質(zhì)區(qū)別： ? 拍攝用途：據(jù)用戶需求進行某個人區(qū)域監(jiān)控 ? 安裝位置：視用戶需求安裝在某合法領(lǐng)域 ? 拍攝區(qū)域：視用戶需求監(jiān)控在某合法領(lǐng)域 ? 畫面大小：為適應(yīng)手機觀看，畫面大小與幀數(shù)做必要精簡 ? 畫面清晰度： USB 攝像頭模擬成網(wǎng)絡(luò)攝像頭，清晰度較低 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 10 2) 開發(fā)環(huán)境約束：如表 所示。 表 開發(fā)環(huán)境約束表 需求名稱 詳細要求 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 一臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，要求： CPU P4 1G 以上，內(nèi) 12G 以上，硬盤 80G 以上； 操作系統(tǒng) Windows 8； 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為 mysql 應(yīng)用服務(wù)器 一臺服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器，要求： CPU P4 1G 以上，內(nèi)存 1G 以上，硬盤 80G以上； 操作系統(tǒng) Windows 8； 應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)為 Web 前端攝像頭 通過對 USB 攝像頭的模擬，讓其實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的功能 客戶端 IE瀏覽器，要求在 Inter Explorer 或更高版本瀏覽器中運行。 手機 Wap 客戶端 3 需求規(guī)定 對功能的規(guī)定 系統(tǒng)在模塊上劃分為為三大部分： Web 業(yè)務(wù)平臺、前端網(wǎng)絡(luò)攝像頭、手機 Wap 客戶端。整個系統(tǒng)的時序圖如圖 所示。 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 11 圖 系統(tǒng)時序圖 Web 業(yè)務(wù)平臺系統(tǒng)功能規(guī)定 系統(tǒng)提供強大的平臺管理業(yè)務(wù)支撐能力，主要包括權(quán)限管理，用戶管理，設(shè)備管理，系統(tǒng)管理等功能，如圖 所示。 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 圖 Web 業(yè)務(wù)平臺系統(tǒng)用例圖 ? 權(quán)限管理 角色管理：設(shè)置和更新不同權(quán)限的系統(tǒng)管理角色信息 模塊管理：設(shè)置和更新系統(tǒng)模塊和非系統(tǒng)模塊 系統(tǒng)用戶管理：可對系統(tǒng)管理員進行設(shè)置，包括啟用和禁用相關(guān)信息 ? 用戶管理 用戶信息列表：查詢，增加，更新用戶相關(guān)信息 用戶設(shè)備信息：查詢，增加，更新系統(tǒng)設(shè)備相關(guān)信息，如攝像機 IP，端口，設(shè)備類型，名稱等 ? 設(shè)備管理 設(shè)備信息管 理：管理和查詢系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備信息 設(shè)備參數(shù)管理：對設(shè)備協(xié)議，地址，波特率等相關(guān)參數(shù)進行配置 ? 系統(tǒng)管理 日志管理：查看平臺管理系統(tǒng)用戶登錄信息 用戶登錄信息管理：查看前臺系統(tǒng)用戶登錄信息 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 13 手機登錄信息管理：查看用戶手機登錄相關(guān)信息 基于運營商角色的 Web 配置管理功能。包含個人資料，所有設(shè)備，設(shè)備管理，用戶管理等。用例圖如圖 所示。 圖 用戶用例圖 ? 個人資料管理 查看個人資料 綁定郵箱和手機，密碼丟失后方便找回 自行修改用戶部分信息以及密碼 ? 查看所有設(shè)備 查看系統(tǒng)所有設(shè) 備，支持搜索查看和分組查看 ? 設(shè)備管理 添加設(shè)備：方便快捷的將新安裝的設(shè)備加入系統(tǒng)系統(tǒng) 手機 Wap 客戶端功能規(guī)定 ? 實時監(jiān)控：用戶登錄后可對自己名下的攝像頭所監(jiān)控區(qū)域進行隨時隨地的實時監(jiān)控 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 14 前端攝像頭功能規(guī)定 ? 捕獲視頻源 ? 采集監(jiān)控視頻以及畫面 對性能的規(guī)定 精度 時間精度：時間的保存精確到秒。 時間特性要求 平均響應(yīng)時間：在網(wǎng)速大于 100KB 每秒的條件下，在 5 秒之內(nèi)能打開并顯示頁面。 常用功能響應(yīng)時間：使用頻率高的功能需要優(yōu)化好，比如主頁的顯示，在 10 秒內(nèi)能獲 取到數(shù)據(jù)庫返回的數(shù)據(jù)并顯示在頁面上。 靈活性 默認支持的用戶數(shù)需要達到上萬級別的規(guī)模。 當(dāng)用戶數(shù)超過萬級別，僅僅通過增加成本低廉的硬件，進行簡單地配置，可以支持更多的用戶，而不需要對程序進行大的改動。 增加新的功能是容易擴展的，很少需要動底層代碼，只需要加上層的文件。 輸入輸出要求 本系統(tǒng)中存在不同的功能模塊，對模塊之間的輸入輸出項作特定的規(guī)范和要求，可以使得定義的輸入輸出項更加合理有效，方便不同模塊間數(shù)據(jù)的傳遞。系統(tǒng)中用戶具體的輸入輸出要求如表 所示。 表 輸入輸出要求表 功能 編號 功能名稱 輸入 系統(tǒng)響應(yīng) 輸出 TKUSER01 用戶注冊信息的長度驗證 用戶名、密碼、注冊郵箱 驗證注冊郵箱、用戶名、密碼長度是否符合要求 輸出長度驗證結(jié)果信息 TKUSER02 用戶注冊信息的格式驗證 注冊郵箱 驗證注冊郵箱是否符合特定的郵箱格式 輸出格式驗證結(jié)果信息 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 15 TKUSER03 用戶注冊信息的一致性驗證 密碼、確認密碼 驗證密碼和確認密碼輸入是否一致 輸出一致性驗證結(jié)果信息 TKUSER04 用戶注冊信息的異步驗證 注冊郵箱、用戶名 查詢用戶表是否存在用戶輸入的數(shù)據(jù) ，并將查詢結(jié)果返回到頁面中 輸出驗證結(jié)果信息 TKUSER05 空值驗證 郵箱，密碼 判斷郵箱輸入框、密碼輸入框是否為空 輸出驗證信息 系統(tǒng)中用戶具體的輸入輸出要求如表 所示。 表 輸入輸出要求表 功能編號 功能名稱 輸入 系統(tǒng)響應(yīng) 輸出 TKCAMERA01 添加攝像頭信息的長度驗證 攝像頭名、密碼、 IP 驗證攝像頭名、密碼、 IP 長度是否符合要求 輸出長度驗證結(jié)果信息 TKUSER02 攝像頭信息的格式驗證 IP 驗證 IP 信息是否符合特定的 IP 格式 輸出格式驗證結(jié)果信息 數(shù)據(jù)管理能力要求 視頻存儲估算：視存儲格式、視頻碼流而定 故障處理要求 根據(jù)系統(tǒng)的需求說明書，項目負責(zé)人、軟件分析設(shè)計人員以及編程人員對系統(tǒng)進行檢查，維護和整修。 其他專門要求 采用良好的人 /機交互界面設(shè)計以及目前主流的瀏覽器技術(shù)，以提高系統(tǒng)對用戶操作和控制的支持。系統(tǒng)提供方便學(xué)習(xí)的人機界面，提供直觀、快捷的窗口操作。 4 運行環(huán)境規(guī)定 設(shè)備 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 16 智能終端設(shè)備 支持軟件 支持軟件見表 。 表 支持軟件一欄表 名稱 技術(shù)參數(shù) 性能 備注 操作系統(tǒng) Windows 8 Web 服務(wù)器 集群或增加前置代理機制 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 并發(fā) 200個數(shù)據(jù)連接，連接池機制。 應(yīng)用服務(wù)器 ，并發(fā)100 個數(shù)據(jù)連接，連接池機制。 后期可考慮 tomcat集群或增加前置代理機制 接口 1. 外部接口： ① 網(wǎng)頁用戶界面：在用戶界面部分，根據(jù)需求分析的結(jié)果，用戶需要一個用戶友善界面。在界面設(shè)計上，應(yīng)做到簡單明了，易于操作，并且要注意到界面的布局。外觀上也要做到合理化，考慮到用戶多對 WINDOW 風(fēng)格較熟悉，應(yīng)盡量向這一方向靠攏。在設(shè)計語言上，已決定使用 HTML 語言進行編程，在界面上可使用所提供的可視化組件向WINDOWS 風(fēng)格靠近?？偟膩碚f，系統(tǒng)的用戶界面應(yīng)作到可靠性、簡單性、易學(xué)習(xí)和使用。 ② 軟件接口：服務(wù)器程序使用 C++ 語言進行編程，完成對功能的實現(xiàn)以及接口的訪問。在網(wǎng)絡(luò)軟件接口方面，使用一種 socket 的傳輸協(xié)議，對數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)傳輸及接收。 2. 硬件接口： ① 在輸入方面，對于攝像頭， SD 卡的輸入，可用 C++程序的標(biāo)準(zhǔn)輸入 /輸出，對輸入進行讀寫 在輸出方 面，用 C++程序的標(biāo)準(zhǔn)輸入 /輸出，對其進行處理。網(wǎng)絡(luò)輸出方面，我們通過 cgi 接口協(xié)議，以及 socket 進行實現(xiàn)。 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 17 基于動態(tài)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 軟件設(shè)計說明書 編 制 審 核 批 準(zhǔn) 長沙學(xué)院 二零一三年四月十日 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 18 軟件設(shè)計說明書 1 引言 編寫目的 本文檔是基于動態(tài)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計說明書。 通過此