【導(dǎo)讀】隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，人們對安全防范要求也越來越高。大促進(jìn)了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究和發(fā)展。TCP/工P和MPEG4的數(shù)字圖像壓縮的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。專門面向電力行業(yè)的變電站遙視系統(tǒng)。

　　

【正文】 能 錄像控件 VSMpeg4. ocx 接口， MPEG4 服務(wù)器模塊。錄像控件通過接受外部錄像控 制命令，完成錄像任務(wù)，并且自動生成不存在的文件路徑，支持最大 2 分鐘的預(yù)錄像 功能 (當(dāng)調(diào)用 VDisplayStart 如果 不為 0，則 VSMpeg4 模塊 會根據(jù) prerectime 的大小分配一內(nèi)存存儲空間，在此空間內(nèi)實(shí)現(xiàn) 滾動數(shù)據(jù)存儲，一 旦開始調(diào)用 VDisplayBeginRecord，就將存儲空間的數(shù)據(jù)寫到文件的開始位置，實(shí)現(xiàn) 預(yù)錄像 .)該模塊支持最大 32 路錄像，硬盤到一定容量后自動停止錄像。該模塊采用 ActiveX 控件形式，運(yùn)行時(shí)不可見。 4. 3. 4 錄像文件刪除模塊 錄像文件刪除模塊直接在數(shù)據(jù)庫里按一定的條件查詢錄像文件記錄，并逐條刪除 符合條件的文件記錄，同時(shí)完成相應(yīng)的日志信息入庫。錄像文件刪除模塊的文件名為 : RDelFile. dll。 4. 3. 6 聲音對講模塊 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上實(shí)時(shí)音頻對講功能， 用設(shè)置聲音采樣率的方法，聲音的采樣和播放用類 封裝。音頻控件實(shí)現(xiàn)的是兩臺機(jī)器間的一對一通話，其通訊層使用的是具有命令反饋 通道的 Tclass32. dll，監(jiān)聽端口使用 8040，每個(gè)控件既可以作為服務(wù)器端等待其他 機(jī)器的連接，也可以作為客戶端主動連接別的機(jī)器。 控件使用 DirectSound 進(jìn)行音頻的捕捉，然后使用 ACM (Audio Compression Manager，音頻壓縮管理器 )提供的編程接口對采集來的音頻流進(jìn)行壓縮，然后利用 Tclass32 發(fā)送壓縮后的數(shù)據(jù) :對方收到數(shù)據(jù)后同樣使用 ACM 進(jìn)行解壓，再使用 4. 3. 7 網(wǎng)絡(luò)檢測 主要使用 ping檢測聯(lián)網(wǎng)機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)狀況。分為自動檢測本機(jī)數(shù)據(jù)庫表 StationConfigTable 里保存的主機(jī)連接狀況及手動輸入機(jī)器名或 ip 地址主機(jī)的連接 狀況。連接狀況從好到差依次分為 :“連通”、“較好”、“一般”、“較差”、“未連通” 五個(gè)等級。該程序由 test. exe, db. dll和 myping. dll三個(gè)模塊組成。界面如圖 4. 3. 8 看門狗設(shè)計(jì) 看門狗接口，看門狗的工作原理，硬件檢測在一定周期 (所謂喂狗時(shí)間 ) 收到 SayHello 命令，向計(jì)算機(jī)發(fā)送 Reset 脈沖，復(fù)位計(jì)算機(jī) define WHDOG NOERROR /*串口地址非法 */ define WHDOG ERR COMMADDRESS /*打開串口失敗 */ define WHDOG ERR OPENCOMPORTFAILE /*發(fā)送串口數(shù)據(jù)失敗 */ define WHDOG ERR COMPORTSENDFAILE /*讀取串口數(shù)據(jù)失敗 */ define WHDOG ERR READPORTFAILE /*非法的返回命令 */ define WHDOG ERR ILGEALCOMMOND /*非法的喂狗時(shí)間設(shè)置 */ define WHDOG ERR ILGEALWHTIME /*加密字符大， J、非法 (過大或?yàn)榭?)*/ define WHDOG ERR ILGEALENCRYPTBUF /*試圖再次打開己經(jīng)打開的串口 */ define WIIDOG ERR COMPORTISOPENED /*試圖向沒有打開的串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ define WHDOG ERR COMPORTNOTOPEN 沒有 4. 3. 9 錄像管理模塊 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)臺和前端的錄像管理功能的錄像模塊，通過接受外部錄像控制命令，從 而生成錄像任務(wù)，并調(diào)度和控制錄像模塊完成錄像任務(wù)。 該模塊支持最大 36 路錄像，支持線性和循環(huán)兩種錄像方式，支持 AVSU 切換。目 前該控件已經(jīng)提供了安全的多線程支持，以使系統(tǒng)高效、安全的運(yùn)行。 該最新版模塊已經(jīng)支持了錄像文件的多級目錄存儲，采用 ActiveX 控件形式，運(yùn) 行時(shí)不可見。模塊文件名為 :Record, ocx。 4. 3. 10 電子地圖模塊 實(shí)現(xiàn)電子地圖的應(yīng)用，完全以電子地圖為操作 向?qū)В邆涠嗉壍貓D自由瀏覽，在 地圖上形象的布置各設(shè)備和監(jiān)控環(huán)境，在地圖上實(shí)時(shí)反映設(shè)備告警，控制輸出設(shè)備， 設(shè)置布撤防，調(diào)看圖像，控制攝像機(jī)。電子地圖的模塊文件名為 :Emap. dl l 以上各動態(tài)鏈接庫配合亞奧公司的其他監(jiān)控軟件模塊己經(jīng)成功的應(yīng)用于蘇州電 力數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控的工程實(shí)踐中，根據(jù)現(xiàn)場反映的情況來看，完全滿足對方的需求。 該設(shè)計(jì)通過視頻監(jiān)控中心，管轄所有市區(qū)變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像信息、告警 數(shù)據(jù)信息的上報(bào)，所有變電站前端能實(shí)現(xiàn)告鰲聯(lián)動錄像，遠(yuǎn)端監(jiān)控中心也能進(jìn)行手動 錄像，告替 圖像畫面的自動切換，能夠和前端變電站實(shí)現(xiàn)語音雙向?qū)χv。 4. 4監(jiān)控系統(tǒng)軟件程序的實(shí)現(xiàn) 4. 4. 1 前置監(jiān)控主機(jī) 監(jiān)控主機(jī)又稱前置處理機(jī)、前置機(jī)。主要用于處理來自各個(gè)監(jiān)控模塊的遙測、遙 信數(shù)據(jù)和對監(jiān)控模塊下達(dá)遙控、遙調(diào)命令。它負(fù)責(zé)處理與監(jiān)控模塊數(shù)據(jù)通訊的細(xì)節(jié)， 并承接著將來自不同監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)有序地傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)其他軟件模塊的功能。對 圖像進(jìn)行壓縮處理后傳輸?shù)街行臉I(yè)務(wù)臺 監(jiān)控主機(jī)軟件的基本功能，設(shè)計(jì)如下 : : 云臺和鏡頭的控制在主界面的右下方。可以對鏡頭可進(jìn)行三可變控 制 (光圈、焦 距、變距 )，可方便地控制云臺的轉(zhuǎn)動，選中任意一個(gè)有圖像的畫面，即可在鏡頭控 制區(qū)對鏡頭、云臺進(jìn)行控制。位于云臺上下左右 4 個(gè)按鈕的中間的小方框是步長設(shè)置 (步長設(shè)置的范圍為 1 一 16)，用戶可根據(jù)需要設(shè)置相應(yīng)的步長，來對圖像進(jìn)行粗 /微 調(diào)【 z。 當(dāng)您選定一個(gè)攝像機(jī)后，系統(tǒng)能自動判斷所選定的攝像機(jī)是什么類型，表現(xiàn)在圖 像界面的右下角區(qū)域，如圖 4. 16: : 雙擊攝像頭，如果此攝像頭帶有云臺或者是球基，則彈出如下圖畫面的對話框， 其中有兩頁，一頁是攝像機(jī)預(yù) 置位面板，一頁是攝像機(jī)聯(lián)動配置面板。如果此攝像頭 不是云臺或者球基，則對話框無預(yù)置位的設(shè)置，只有一頁攝像機(jī)聯(lián)動配置面板。轉(zhuǎn)動 云臺到合適位置，點(diǎn)擊添加按鈕，此時(shí)可以允許輸入自定義的字符，輸入完回車或者 鼠標(biāo)點(diǎn)擊其他地方就成功設(shè)置了預(yù)置位。點(diǎn)擊已設(shè)置的預(yù)置位，攝像機(jī)畫面就會顯示 相應(yīng)的位置的畫面。切換到此路攝像機(jī)，相應(yīng)的燈光可以自動打開，此設(shè)置可以在相 關(guān)聯(lián)的燈光中設(shè)置。選擇此攝像機(jī)對應(yīng)的照明燈，點(diǎn)擊設(shè)置即設(shè)置了關(guān)聯(lián)燈光。在畫 面被切換到其他地方后，燈光也會自動關(guān)閉。 : 5 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的 實(shí)施分析 5. 1系統(tǒng)開發(fā)的硬件選擇 視頻采集卡的選擇 視頻采集卡是遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控的核心硬件，通過它能夠把攝像頭傳來的模擬視頻信號轉(zhuǎn)化成為計(jì)算機(jī)可以識別的數(shù)字信號，目前視頻卡的技術(shù)發(fā)展越來越迅猛，如何選擇一款性能卓越的視頻卡顯得尤為重要，本方案對視頻卡提出以下要求壓縮方式 :要求采用目前最先進(jìn)的 MPEG4 視頻壓縮算法，有強(qiáng)大的視頻壓縮引擎，有著極高的壓縮比：要求采用OggVorbis 的音頻壓縮技術(shù)，音質(zhì)流暢和動聽。 板卡整體要求 :板卡要求完全是通過硬件的技術(shù)實(shí)現(xiàn)視音頻實(shí)時(shí)編碼、活動視頻預(yù)覽、音頻 預(yù)覽、運(yùn)動檢測這些功能，視頻圖像由板卡直接傳送到顯存，壓縮的碼流也由板卡直接傳送到內(nèi)存，無需主機(jī) CPU介入操作，這樣要求的目的是為了節(jié)省主機(jī)的 CPU 資源。最終能夠達(dá)到一臺 PC 能穩(wěn)定、可靠地支持 24 路視音頻輸入，每路都能同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼，控制參數(shù)完全獨(dú)立可調(diào)。 支持的操作系統(tǒng) :必須支持 Windows NT/20xx/XP，另外最好能夠支持 Linux操作系統(tǒng)，以便支持今后系統(tǒng)的升級。 提供的開發(fā)包 :要求能提供完整的 SDK 開發(fā)包、演示程序及其源碼，其中 SDK 要包含板卡開發(fā)軟件、播放器開發(fā)軟件、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)軟件、 MediaPlayer 控件 :還要能夠提供特性文件(PROFILE)以便簡化開發(fā)、測試，以便適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，最后要能提供周到的技術(shù)支持和良好的售后服務(wù)。例如選型為海康威視 DS 4004H 視音頻壓縮板卡卡 其技術(shù)特點(diǎn)如下 : 視頻輸入 :1, 4, 8 路復(fù)合視頻信號 。 支持制式 :PAL, NTSC。 分辨率 :704*288(PAL)、 704*240 (NTSC)。 352*288(PAL)、 352*240 (NTSC)。 176*144 (PAL)、 176*120 (NTSC)。 88*72(PAL)、 88*60 (NTSC): 幀率 :25F/S, 30F/S。 輸出碼率 :32kbps1000kbps。 語音輸入 :1, 4, 8 路語音線路輸入 。 采樣率 :16KHz。 輸出碼率 :16kbps。 實(shí)時(shí)完成視頻圖像、語音的壓縮，不丟幀 。 實(shí)時(shí)完成視頻碼流和音頻碼流的復(fù)合，圖象與語音始終保持穩(wěn)定同步 。 支持移動偵測 : 支持時(shí)間信息和 LOGO 信息在視頻圖像中的疊加 。 可設(shè)置編碼的幀格式 (I, B, P 幀序列 )。 可設(shè)置視頻信號的亮度、對比度和色度 。 支持多種碼流控制 。 采用 MPEG4 壓縮算法，預(yù)覽圖像分辨率能達(dá)到 4CIF。 可動態(tài)設(shè)置幀率和圖像質(zhì)量 。 局域網(wǎng)延時(shí)不超過 1 秒 (無 B 幀延時(shí)要求更短 ): 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的選擇 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的作用是將傳感器的告警信號 (數(shù)字量 )、傳感器采集到的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù) (模擬量 )接入到系統(tǒng)當(dāng)中，并且系統(tǒng)能夠通過數(shù)據(jù)采集器控制前端設(shè)備 (如照明 燈等 )。如亞奧，南自信息，研華工控等均有這類產(chǎn)品。 該設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)如下 : 通信接口 :支持 RS485 通信方式 。 通信速率 :4800bps、 9600bps、 19200bps 可調(diào) 。 通信地址 :采用撥碼開關(guān)方式，在 1 ^255 之間可任意設(shè)置 。 通信協(xié)議 :要求開放通信協(xié)議，并且通信協(xié)議要求簡潔明了 。 數(shù)字輸入量 :至少 8 路，采用干接點(diǎn)方式 。 模擬輸入量 :至少 8 路直流量，輸入范圍在 0}lOV或者 4 v 20mA，精度要求 0. 596。 控制輸出量 :至少 8 路繼電器方式，繼電器觸點(diǎn)容量能達(dá)到 1A, DC12V。 工作電源 :交流 220V仕 1596):工作環(huán)境 :溫度一 20 一十 550C、相對濕度 95}0 視頻切換矩陣的選擇 當(dāng)輸入視頻數(shù)量比較多，這個(gè)時(shí)候就需要用到視頻切換矩陣設(shè)備，亞奧、南自均 有這類產(chǎn)品，該設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)如下 : 通信接口 :支持 RS485 通信方式 。 通信速率 :4800bps、 9600bps、 19200bps 可調(diào) 。 通信地址 :采用撥碼開關(guān)方式，在 1 ^255 之間可任意設(shè)置 。 通信協(xié)議 :要求開放通信協(xié)議，并且通信協(xié)議要求簡潔明了 : 視頻輸入 :16 路， 32 路或者更多 。 視頻輸出 :4 路， 8 路或者更多 。 視頻輸入、輸出信號 :1VPP(75W): 視頻隔離度 :45dB。 切換時(shí)間 :200 秒可調(diào) 。 工作電源 :交流 220V仕 20%) 。 5. 1. 4 監(jiān)控計(jì)算機(jī)的選擇 監(jiān)控計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的核心設(shè)備，其性能的好壞決定系統(tǒng)性能的好壞，因此對監(jiān) 控計(jì)算機(jī)的選擇顯得尤為重要，對其性能技術(shù)要求如下 : 處理器 :PENTIUM4 2G。 內(nèi)存 :512M: 顯卡 :GF2 顯卡，最少 64M 顯存 。 顯示器 :17”純平顯示器 。 硬盤 :7200 轉(zhuǎn)，硬盤不少于 1206，可支持 4 路 24 小時(shí)錄像 10 天左右 。 網(wǎng)絡(luò)傳輸接口 :LAN lOM/100M, TCP/IP。 IDE 接口 :支持 UTRADMA/133 協(xié)議，可同時(shí)掛接不少于 4 個(gè) IDE 硬盤 : 配備 USB2. 0 接口 2 個(gè)以上、 RS232 接口不少于 2 個(gè)， CDRw。 工作環(huán)境 :溫度一 10。 }400，濕度小于 90%。 電源功耗 :220 士 25%V 50 士 2%HZ, 60W。 其他設(shè)備的選擇 構(gòu)成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)，還需要很多其他的設(shè)備，如 :攝像機(jī) (半球攝像機(jī)、 云臺攝像機(jī)、智能高速球 型攝像機(jī)等 )、傳感器 (紅外雙鑒傳感器、紅外對射傳感器、 溫濕度傳感器等 )、警笛等等設(shè)備，這些設(shè)備都是市場上非常成熟的產(chǎn)品，而且往往 是根據(jù)不同項(xiàng)目的需求來進(jìn)行選擇，本文在這里就不一一累述，但總體原則是 :選擇 滿足項(xiàng)目技術(shù)性能需求的、性價(jià)比最高的市場產(chǎn)品。 5. 2 操作系統(tǒng)的選擇 現(xiàn)在監(jiān)控主機(jī)操作系統(tǒng)選擇 :Windows20xx，該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的多媒體處理能力， 并且能夠很好地支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及硬件的即插即用、搶占式多