【正文】 變電站遙視警戒系統(tǒng)本身具有安全配置管理功能，當(dāng)操作人員變更或增加、刪除 系統(tǒng)中被監(jiān)控的對像及調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)時，用戶均可通過應(yīng)用界面改變系統(tǒng)配置文件來 完成系統(tǒng)配置。上級部門可隨時通過視頻接入服務(wù)器調(diào)用當(dāng)前視頻圖像。另外可通過軟件預(yù)置， 當(dāng)發(fā)生報警時，可自動撥號到指定移動電話或發(fā)送短消息。 3. 2. 2 監(jiān)控中心組成 功能 中心設(shè)備 :2M 一以太網(wǎng)橋、以太交換機(jī)、視頻接入服務(wù)器、業(yè)務(wù)臺、打印機(jī)等。同時前端可實現(xiàn)視頻瀏覽，并通過控制輸出模塊進(jìn)行燈光聯(lián)動控制操作。 環(huán)境量采集 :煙感、紅外、水浸、玻璃破碎、溫濕度等信號由數(shù)據(jù)采集器經(jīng) 485 總線接入主機(jī) 。 3. 2. 1 變電站端組成功能 前端設(shè)備 :前端變電站監(jiān)控柜、監(jiān)控主機(jī)、各種攝像機(jī)、各種傳感器、云臺鏡頭 解碼器、門禁系統(tǒng) (選配 )、消防系統(tǒng) (選配 )、 2M 一以太網(wǎng)橋 。同時將重要數(shù)據(jù)信息備份到視頻接 入服務(wù)器，視頻接入服務(wù)器負(fù)責(zé)與上級網(wǎng)絡(luò)的連接，并接受數(shù)據(jù)查詢。利 用系統(tǒng)提供的變電站前端與局端之間的數(shù)據(jù)通道 (2M 口信道 )，監(jiān)控中心與變電站之 間通過 TCP/IP 方式進(jìn)行通信，符合 TCP/IP 通信協(xié)議，完成多路圖像、報警信號、數(shù) 據(jù)、控制信號的實時傳輸，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離 24 小時視頻監(jiān)控，同時接受遠(yuǎn)方監(jiān)控終端的 遠(yuǎn)端控制。本來嵌入式系統(tǒng)有成本便宜、 使用方便等等優(yōu)點，嵌入式的優(yōu)點也是它的缺點，那就前端功能弱化一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn) 問題，整個系統(tǒng)就將徹底崩潰，將是災(zāi)難性的后果，相對于前端工控機(jī)方式，面對網(wǎng) 絡(luò)問題，雖然中心同樣無法監(jiān)控前端，但是前端自成一個完整的小系統(tǒng)，依舊監(jiān)控整 個變電站，并且 保存各種信息備查。 4，數(shù)據(jù) AXIS 2400 配置了 4 個報警輸入 (光電隔離 ):1 個繼電器輸出 :2 個 RS232/485/422 數(shù)據(jù)端硬件接口，這些限制決定了 EV20xx 只能 接入有限的數(shù)據(jù)量， 相比之下本系統(tǒng)可以方便靈活的增加數(shù)據(jù)量 (包括智能設(shè)備 )的接入，必要時可以通過 插卡方式來增加 485 端口，這一點對于想接入不同波特率的設(shè)備的重要性不言而喻。 這項指標(biāo)是比較難把握的，沒有較好的測試手段，在目測的情況下，受主觀因素 影響較大，比如較落后的圖像格式可以通過犧牲帶寬來達(dá)到較好的圖像質(zhì)量，還可以 縮小畫面來達(dá)到看上去較好的效果。 所采用的圖像編碼技術(shù)決定了圖像傳輸所占的帶寬，在這方面 MPEG4 壓縮方式的 優(yōu)越性暴露無遺，在同樣的圖像畫面大小和幀率的前提下，現(xiàn)場實際測試，本系統(tǒng)圖 像傳輸所占用的帶寬是 EV20xx 的 1/3，最小可達(dá) 1/5，這對于一 個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)視系統(tǒng) 而言具有極端重要意義。下面對于這兩個系統(tǒng)從圖像的各個方面作一些比 較 : EV20xx 所用的 AXIS 2400 是采用 JPG/MJPEG 圖像壓縮格式，本系統(tǒng)是采用MPEG4 壓縮格式， MPEG4 是目前成熟的最先進(jìn)的圖像壓縮格式，和 JPG/MJPEG 相比要領(lǐng)先兩 代 (JPG/MJPG, MPEG1, MPEG2, MPEG4)。常用于檢驗新的協(xié)議實現(xiàn)或訪問現(xiàn)有服務(wù)中配置的新設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) (NFS)使用數(shù)據(jù)報式套接字。 數(shù)據(jù)報式套接字 (SOCK_ DGRAM)提供了一個無連接服務(wù)。內(nèi)設(shè)流量控制，避免數(shù)據(jù)流超限：數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制。在 Windows 中，網(wǎng)絡(luò)編程接口是 Windows Socket它包含標(biāo)準(zhǔn)的 Berkley Sockets的功能調(diào)用的集合，以及為 Windows 所做的一些擴(kuò)展。 TCP/IP 是 lnter 上廣泛使用的一種協(xié)議，可用于異種機(jī)之間的互聯(lián)。 套接字有兩種不同的類型 :流套接字 (TCP)和數(shù)據(jù)報套接字 (UDP) 客戶機(jī) /服務(wù)器模型 進(jìn)入九十年代后，隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，很多數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)都采用開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的客戶機(jī) /服務(wù)器 (Client/Server)網(wǎng)絡(luò)模型，即客戶機(jī)向服務(wù)器提出請求，服務(wù)器對請求做相應(yīng)的處理并執(zhí)行被請求的任務(wù)，然后將結(jié)果返回給客戶機(jī)。應(yīng)用程序一般僅在同一類的套接字間通信。各種進(jìn)程使用這個域互相之間用工 nter 協(xié)議族來進(jìn) 行通信。套接字通常和同一個域中的套接字交換數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)交換也可能穿越域的界限，但這時一定要執(zhí)行某種解釋程序 )。它構(gòu)成了在單個主機(jī)內(nèi)及整個網(wǎng)絡(luò)間的編程界面。 Winsock編程原理 2. 4. 1 套接字 (Sockets) 套接字是通信的基石，是支持 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元。同時設(shè)計了專用文件傳輸協(xié)議，用于錄像文件的傳輸。 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 UDP 是一個“不可靠”的協(xié)議，因為它不能保證數(shù)據(jù)報的接收順序同發(fā)送順序相同，甚至不能保證它們是否全部到達(dá)。 另一個重要的 TCP/IP 協(xié)議集的成員是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (UDP)，它同 TCP 相似但比 TCP原始許多。但如需要的話， TCP 將把數(shù)據(jù)段分成多個數(shù)據(jù)報，而 IP 數(shù)據(jù)報則與同一網(wǎng)絡(luò)不同主機(jī)間傳輸位流和字節(jié)流的物理數(shù)據(jù)幀相容。 TCP將數(shù)據(jù)流分成 小段叫做 TCP 數(shù)據(jù)段 (TCP segments)，并利用 IP 協(xié)議進(jìn)行傳輸。因此， TCP/IP 在 INTERNET 中幾乎可以無差錯地傳送數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳送中，可以形象地理解為有兩個信封， TCP 和 IP 就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若千段，每一段塞入一個 TCP信封，并在該信封面上記錄有分段號的信息，再將 TCP 信封塞入 IP 大信封，發(fā)送上網(wǎng)。 TCP/IP協(xié)議族 TCP/IP(傳輸控制協(xié)議 /網(wǎng)間協(xié)議 )是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機(jī)與另一個主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。 有線電視網(wǎng)絡(luò) (CATV)提供廣播業(yè)務(wù)，包括電視、圖文電視等， CATV 采用模擬傳輸方式，是一種模擬網(wǎng)絡(luò)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了計算機(jī)的互聯(lián)，為計算 機(jī)之間進(jìn)行文件傳送、資源共享提供服務(wù)。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)目前主要有 FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口 )、快速以太網(wǎng)、 ATM(異步傳輸模式，電信網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù) )等。 電信網(wǎng)上的多媒體通信業(yè)務(wù)有 ISDN, HDSL, ADSL, VDSL等。 但有較大的靈活性，可以在短時間內(nèi)構(gòu)造一個長距離的網(wǎng)絡(luò)。 雙絞線目前主要用于電信網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)絡(luò)。 同軸電纜也是一種常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介，有粗纜、中同軸和細(xì)纜之分。目前常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有 :雙絞線、同軸電纜、光纖等。 2. 2數(shù)字視頻 的通信 2. 2. 1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)、連接各網(wǎng)絡(luò)站點的實體。在幀間編碼的技術(shù)中主要采用了針對攝像頭主要環(huán)境特征即靜止圖像和圖像變化不大的情況下壓縮處理，這樣保證在正常情況下圖像都可以以高質(zhì)量的水平保存。空間軸濾波用來去除泊松噪聲同時強(qiáng)化物體邊緣。 主要可以采用兩種濾波方式：時間軸上的濾波與空間軸上的濾波。由于視頻壓縮算法是通過前后幀圖像的差異實現(xiàn)壓縮，因此這種隨機(jī)噪點對壓縮的影響非常大，有的時候甚至造成碼流成倍上升，將壓縮算法的優(yōu)點全部掩蓋。 2. 圖像濾波 目前最嚴(yán)重的問題之一是攝像頭干擾問題，中低檔的攝像頭比較明顯，特別在低照度的環(huán)境中干擾對圖像質(zhì)量有非常大的影響。 由于 DSP 體系結(jié)構(gòu)的限制，面對復(fù)雜的 算法實現(xiàn)低成本的實時壓縮已經(jīng)非常困難。 在 JPEG 和 MPEG1/2 的時代壓縮芯片以 ASIC 芯片為主，從 MPEG4 開始壓縮芯片已經(jīng)過度到 DSP 時代，使用 ASIC 芯片的產(chǎn)品越來越少。 標(biāo)準(zhǔn)針對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰O(shè)計了視頻編碼層 VCL和網(wǎng)絡(luò)提取層 NAL結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)抽象層是提供 “網(wǎng)絡(luò)友好 ”的界面，從而使視頻編碼層能夠在各種系統(tǒng)中得到有效的應(yīng)用。 ? 網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)： 提供了網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)層（ Network Adaptation Layer） , 使得 的文件能容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸（例如互聯(lián)網(wǎng)， CDMA， GPRS， WCDMA，CDMA20xx 等）。 ? 高質(zhì)量的圖象： 能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖象（ DVD 質(zhì)量）。 標(biāo)準(zhǔn)可分為三檔： ? 基本檔次 (Baseline Profile) 會話業(yè)務(wù)，如會議電視，可視電話， ? 主要檔次 (Main Profile) SDTV,HDTV， DVD 等視頻存儲應(yīng)用 ? 擴(kuò)展檔次 (Extend Profile) 網(wǎng)絡(luò)視頻流傳輸，視頻點播 視頻壓縮技術(shù)的優(yōu)越性 ? 低碼流（ Low Bit Rate）：和 MPEG2 和 MPEG4 ASP 等壓縮技術(shù)相比，在同等圖像質(zhì)量下，采用 技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有 MPEG2 的 1/8， MPEG4 的 1/3。 支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。 ，它可以適用于多種網(wǎng)絡(luò)，其高效的編碼性能， ，目前主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域；基于電纜、衛(wèi)星、 Modem、 DST 等信道的廣播；視頻數(shù)據(jù)在光學(xué)或磁性設(shè)備上的存儲，基于 ISDN、以太網(wǎng)、 DSL無線及移動網(wǎng)絡(luò)的公話服務(wù)、視頻流服務(wù) 、彩信服務(wù)等，除了以上介紹的應(yīng)用，基于 ，還會擁現(xiàn)很多新的應(yīng)用。 ? 根據(jù)本地或監(jiān)控中心操作發(fā)出來的命令，通過現(xiàn)場總線連接的控制器 (解碼 器 )，控制鏡頭聚焦、近景 /遠(yuǎn)景、光圈調(diào)節(jié)，控制云臺上下、左右和自動巡視等動作。 數(shù)據(jù)處理： ? 利用紅外 三鑒傳感器、紅外對射傳感器、煙霧傳感器等將監(jiān)視點內(nèi)的告警信號 采集送至數(shù)據(jù)采集器，由數(shù)據(jù)采集器通過 RS485 現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線送至監(jiān)控主機(jī)。 ? 將壓縮后的視頻數(shù)據(jù)在本地進(jìn)行錄像存儲。 ? 通過視頻切換矩陣對多路視頻進(jìn)行切換，有選擇的將視頻信號送到視頻采集卡。 視頻處理： ? 利用安裝在監(jiān)視目標(biāo)區(qū)域的攝像機(jī)，對監(jiān)視點內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行全方位布防監(jiān)視。近年來隨著計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以計算機(jī)為核心、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越引人注目‘劃。利用 MPEG4技術(shù)、流媒體技術(shù)、 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、語音處理技術(shù)、動態(tài)鏈接庫、數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了一個基于網(wǎng)絡(luò)的實時遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，程序的開發(fā)采用面向?qū)ο?OPP)的開發(fā)技術(shù)，利用 Visual C++6. 0 在 Windows 20xx 平臺上開發(fā)，程序的界面和框架利用 MFC (Microsoft Foundation Class)實現(xiàn)，整個系統(tǒng)采用開放的、模塊化的、面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)，是一個 實用、高效的系統(tǒng)。 系統(tǒng) — 集成化：系統(tǒng)集成化正是由于構(gòu)建系統(tǒng)的各子系統(tǒng)均實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，特別是使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，從而實現(xiàn)了在統(tǒng)一的操作平臺上進(jìn)行管理和控制 1. 4本論文研究的目的和意義 在本系統(tǒng)中，不但對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、監(jiān)視以及視頻錄像、回放等 :還通過采用數(shù)據(jù)采集器采集傳感器的模擬、數(shù)字信號，并進(jìn)行顯示、 分析等。 傳輸 — 網(wǎng)絡(luò)化：視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)發(fā)展，集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源以及任務(wù)和負(fù)載得以共享，這也是系統(tǒng)集成與整合的重要基礎(chǔ)。 現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時代。視頻從前端圖像采集設(shè)備輸出時即為數(shù)字信號，并以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于國際通用的TCP/IP 協(xié)議，采用流媒體技 術(shù)實現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，并通過設(shè)在網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬 (數(shù)字 )矩陣控制主機(jī) (IPM )來實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存貯、授權(quán)控制等功能。視頻以模擬方式采用同軸電纜進(jìn)行傳輸由多媒體控制主機(jī)或硬盤錄像主機(jī) (DVR)進(jìn)行數(shù)字處理與存貯 。第一代 :模擬時代。 視頻監(jiān)控隨著社會的進(jìn)步，近來越來越被廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。各獨(dú)立的電視監(jiān)控設(shè)備通過嵌入式網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備或是通過連網(wǎng)的計算機(jī)便可接入到網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控攝像機(jī)的圖像則可以通過網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)字流媒體的形式傳輸?shù)娇刂浦行幕蚱渌跈?quán)的分控計算機(jī)，而從控制中心或分控計算機(jī)發(fā)出的控制指令也可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控前端的各受控設(shè)備。雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電波、紅外線、激光等有線或無線傳輸介質(zhì)，借助各種接入設(shè)備，構(gòu)筑了當(dāng)今社會各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，而這些不同類型的網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也不盡相同，既可能是覆蓋某一單位或住宅小區(qū)的局域網(wǎng)，又可能是覆蓋整 個城市的城域網(wǎng)，還可能是覆蓋整個省份、國家甚至整個世界的廣域網(wǎng)。當(dāng)然，上述偵測到的畫面也可以同時記錄到普通錄像機(jī)或硬盤錄 像機(jī)上。有些變電站還要求具有與控制中心進(jìn)行雙向?qū)χv的功能。大范圍的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為各變電站設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸提供了保障。僅以全國電力系統(tǒng)的所有變電站都將逐步實現(xiàn)無人值守化運(yùn)行為例，也就是說，全國各變電站所有設(shè)備的運(yùn)行狀況都將統(tǒng) 一由地區(qū)電業(yè)局來集中監(jiān)控管理。另外，目前大部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是比較簡單的壓縮技術(shù)，增 加了傳輸和存儲成本?；?DSP 的系統(tǒng)性能、價格和體積都比較合適，但是開發(fā)難度高、適應(yīng)面比較窄，有時增加一個功能就必須對系統(tǒng)作全面的改動。因此，數(shù)字視頻監(jiān)控系 統(tǒng)正全面取代模擬系統(tǒng)。而數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是先將遠(yuǎn)端攝像頭采集的模擬信號數(shù)字化，經(jīng)過壓縮處理，再傳輸給監(jiān)控中心的主機(jī)，中心主機(jī)將壓縮的視頻信號解壓縮，就能重現(xiàn)遠(yuǎn)端的圖像。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將遠(yuǎn)端攝像頭采集的模擬視頻信號通過電纜直接發(fā)送到監(jiān)控中心的監(jiān)視器上。 關(guān)鍵詞 : TCP/IP 數(shù)字視頻監(jiān)控客戶機(jī)