浅谈视频监控系统的技术特点及其应用_图文

1、-7-视频监控系统是安全技术防范体系中一个重要的组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等直接观看被监视场所的一切情况;可以把被监视场所的图像内容、声音内容同时传送到监控中心,使被监控场所的情况一目了然。同时,视频监控设备还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行,使防范能力更加强大。特别近几年来,多媒体技术及计算机图像文件处理技术的发展,使视频监控设备在实现自动跟踪、实时处理等方面更有了长足发展,从而使视频监控设备在整个安全技术防范体系中具有举足轻重的地位。视频监控系统按视频信号的传输处理方式主要分为模拟视频监控和数字视频监控系统。模拟

2、视频监控系统是一种局域性视频监控系统。前端部分有摄像机、高速智能球机、一体化摄像机等;传输部分有铜缆、视频放大器和光纤、光端机等传输设备;控制部分可分为主控中心和分控中心,常见的设备有视频分配器、画面分割器、视频矩阵控制系统、控制键盘、监视器(墙等;考虑到需要对重要场合的情况进行记录,可配备有录像机。典型的模拟视频监控系统见图1:当黑白摄像机、黑白电视机出现时,初期的黑白图像电视监控系统也诞生了。当时的监控系统大多采用模拟方式传输,最简单的是将图像基带信息直接送入视频传输电缆进行传送。每一监控点的视频信息都通过一条电缆线直接连接到中心控制室的多路切换控制台上,通过手动切换的方式选择控制点图像使

3、之显示在电视上。对于要求比较复杂的多进多出,即有多路视频信号进入和多路视频信号输出监视,通过模拟矩阵来实现,存储通过多路分时方式记录在磁带上。数字视频压缩编码技术的日益成熟,微机的普及化,为基于PC的多媒体监控创造了条件。数字信号控制的模拟视频监控系统分为基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理和基于PC 机实现对矩阵主机的一、模拟视频监控系统1、本地模拟监控系统2、数字信号控制的模拟视频监控系统浅谈视频监控系统的技术特点及其应用杨璐江西公安专科学校,南昌,330002【摘要】【关键词】视频监控系统已成为各行业安全防范系统的重要组成部分,它是一种防范能力较强的综合系统。本文分别介绍了模拟

4、视频监控系统和数字视频监控系统,对这两类视频监控系统的构成、技术特点和关键技术做了详细论述。最后介绍了视频监控系统的应用。视频监控模拟视频监控系统数字视频监控系统应用图1切换控制及对系统的多媒体管理两类。1基于微处理器的视频切换控制加PC 机的多媒体管理系统视频监控系统利用微处理器固件发展的矩阵切换器,将原来分散的全硬件视频监控系统微型集中化,可将视频切换、对前端的控制等功能集合在一起,一机处理。带微处理器的矩阵主机可实现以下功能:对单一节点之中的视频监控、出入口控制、内部通讯、报警等进行综合全面控制;任意一节点可通过网络控制其它节点所连接的矩阵主机、报警设备,完成视频切换、云台、镜头控制及报

5、警联动等;可通过软件实现对众多矩阵主机和报警接口软件模块的控制。2基于PC 机实现对矩阵主机的切换、控制和对系统的多媒体管理系统基于PC 机的视频监控系统采用软件设计,实现摄像机到监视器的视频矩阵切换,云台和镜头的控制,通过串口连接报警设备的报警信息,并通过程序编程自动完成视频切换、云台控制、报警联动、报警录像等各项控制功能。系统能充分利用PC 机的资源,使视频监控系统随电脑技术的发展而不断进步,同时其开放性的结构特性更可使之与其它多种系统如与消防报警系统、出入口管理系统、楼宇自控系统等实现互动集成。随着微处理器、微机功能、性能的增强和提高,系统在性能、功能、结构方式、可靠性等方面都发生了很大

6、的变化,视频监控系统的构成更加方便灵活、人机交互界面更为友好,与其它技术系统的接口趋于规范。但由于视频监控系统中信息流的形态为模拟的视频信号,系统的网络结构主要是一种单向、单功能、汇总方式的信息采集网络,具有传输介质专用的特点,因此系统尽管已发展到很高的水平,进一步挖潜有限,依然存在许多局限性。模拟监控系统的主要缺点有:系统的扩展能力差。对于已经建好的系统,如要增加新的监控点,往往是牵一发而动全身,新的设备也很难添加到原有的系统之中;无法形成有效的报警联动。而且,由于各部分独立运作,相互之间的控制很难互通,联动只能在有限的范围内进行。随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展,数字视

7、频监控系统迅速崛起。它是融合了数字电视技术、计算机网络技术和通信技术的视频监控系统。它的系统构成见图2。传输利用了网络,前端终端等在位置上区分不再明显;摄像机部分采用IP摄像机和IP高速智能球,由服务器对系统中设备进行管理,利用客户端对设备进行控制监视,采用数字视频录像机进行数据记录。目前有两种数字视频监控系统类型,一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统,另一种是以嵌入式视频Web 服务器为核心的视频监控系统。数字监控录像系统通常分为两类:一类是基于PC 插卡的多媒体数字监控系统;另一类是嵌入式数字监控录像系统。1基于PC 插卡的多媒体数字监控系统数字视频压缩编码技术的日益成熟、微机的普及化

8、,为基于PC 的多媒体监控创造了条件。基于PC 机的多媒体图像监控系统由PC 机插视频卡构成。在监控现场,有若干个摄像机以及各种检测、报警探头与数据设备,通过各自的传输线路,汇接到监控终端机上。该终端可以是一台PC 机,也可以是专用的工业机箱组成的多媒体监控终端。基于PC 的视频监控系统终端功能较强,便于现场操作;由于采用计算机网络技术,数字多媒体远程网络监控不受距离限制;由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器,可以节省大量的磁带介质,同时有利于系统实现多媒体信息查询。这类监控系统功能性较强,便于现场操作;但稳定性不够好,结构复杂,视频前端较为复杂,可靠性不高;功耗和费用较高,需要多人值守;

9、同时,软件开放性不好,传输距离受限。2嵌入式数字监控录像监控系统嵌入式系统是以应用为中心,软硬件可裁减的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性要求严格的专用计算机系统,亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。3、模拟视频监控系统的特点1、数字监控录像系统二、数字视频监控系统-8-图2网络模块IP摄像机网络视频录相机网络视频解码器电视墙或屏幕服务器客户端LAN /WAN嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式操作系统是一种实时的,支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统极为重要的组成部分,通

10、常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。这类系统为专用系统,所以系统小,指令精简,处理速度快;系统数据置于ROMPFLASH MEMORY(只读存储器/闪存中,调用速度快,不会被改变,稳定性好;系统处理实时性好,性能稳定;文件管理系统更适合于大量的视频数据。但该类系统在网络功能、音视频同步等方面很难令人满意。基于嵌入式Web服务器技术的远程网络视频监控主要的原理是:视频服务器内含一个嵌入式Web服务器,采用嵌入式实时操作系统。摄像机传送来的视频

11、信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内含的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器(如IE或Netscape等观看Web服务器上的摄像机图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。基于嵌入技术的监控系统不需处理模拟视频信号的PC机,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。远程网络数字视频监控系统,其关键设备内置嵌入式Web服务器的视频服务器。它广泛结合多媒体、图像处理、网络技术与信息技术,使视频监控基本满足了人们对视频监控系统的要求。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能,直接支持网络视频传输和网络管

12、理,使得监控范围达到前所未有的广度。除了编码器外,还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块,它们可单独安装,不同厂家设备可实现互连。基于嵌入式设备的监控系统的特点是:由于这种系统的处理器和操作系统捆绑较为紧密、功能专一,是专门设计的独立设备,不像插卡系统那样受通用计算机系统中其他软、硬件的影响,因此性能上更稳定,且便于安装,易于实现系统的模块化设计,便于管理、维护。嵌入式视频服务器可达到无论用户在何时何地,只要在浏览器上键入嵌入式Web视频服务器的IP地址,即可监控现场。用户端无需安装任何专用软件,只需有IE或Netscape等浏览器即可。全数字技术的视频监控系统彻底打破“闭路电视

13、系统”模拟方式的结构从根本上改变了视频监控系统从信息采集、传输处理、系统控制的方式和结构形式。主要体现在如下几点:前端一体化监控系统的前端如摄像头,以往输出的是模拟信号,现在的摄像头可直接输出打成IP包的视频信号。这种一体化意味着多种技术的整合、嵌入式构架、适用和适应性更强,为整个系统的集成化奠定了基础。传输网络化数字视频监控系统基于网络化技术。网络化意味着系统的结构将由集总式向集散式系统发展,集散式系统可采用多层分级的结构形式,将整个网络系统硬件和软件资源以及任务和负载得以共享,这也是系统集成与整合的重要基础。处理数字化数字视频监控系统由于全部采用数字技术,即信息处理的数字化,这意味着信息流

14、可以采用业内标准的数字化技术、编码压缩方式、开放式的网络传输协议以及具有微内核技术的实时多任务、多用户,分布式操作系统,以实现抢先任务调度算法的快速响应。在软硬件设计上可以采用标准化、模块化和系列化的设计,系统设备的配置更具有通用性、开放性、系统的组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化等优点。系统运行也可以互为热备份和具备容错功能等。系统集成化系统集成化正是由于构建系统的各子系统均可实现网络化和数字化,特别是使视频监控系统与弱电系统中其他各子系统间可以实现无缝连接,从而实现了在统一的操作平台上进行统一管理和统一控制。近年来,视频监控在各行业得到了广泛的

15、应用。生活中有小区安全监控,电讯行业有机站监控,银行系统有柜员制监控,林业部门有火情监控,交通方面有违章和流量监控等等。从功能上讲视频监控可用于安全防范、信息获取和指挥调度等方面。2、基于嵌入式Web技术的网络数字监控系统3、数字视频监控系统的特点三、视频监控系统的应用-9-初期的视频监控系统应用的是模拟式,近年来数字视频监控系统以独特的技术优势占领了越来越大的监控市场,广泛应用在电信、电力、交通、银行、水利、智能大厦等领域。在电信局无人值守机房、电力无人值守变电站、水文站、银行营业所等场所,通常具有以下特点:有重大经济价值,安全防范要求高,在地理位置上分布较厂或位置较偏僻。利用数字视频远程监

16、控技术可在本系统内建立监控调度中心、对远端现场的图像声音及其他敏感数据进行实时监控以便对敏感事件进行快速反应。具体实现的方式是:利用各种数据通信网络如DDN、ISDN、El、xDSL,把经过数字化压缩、编码的视频、音频、报警感应数据传输置监控中心,中心的计算机对各种数据进行解压缩、解编码同时回放视频、音频,对报警事件进行告警处理。【参考文献】(3添加kernel中对GPIO口通用操作的支持(4修改有关内存分配的内容ez-ipupdate程序用于实现动态域名解析(DDNS的功能,移植自uClinux-dist中的ez-ipupdate包。使用此模块的DDNS功能,系统开机运行即自动登记已注册的动态域名。ez-ipupdate基本实现了DDNS的规范流程,但它直接读取端口的IP地址,这对于直接使用公网IP的用户是可以的。而有些计算机可能并不是直接连接公网,直接获取端口IP不合适,需要适当修改程序。应用服务模块iplay是运行在嵌入式系统上用来控制系统硬件,同时完成与客户端软件交互过程的程序。系统启动时会自动运行这个程序,视频音频压缩处理芯片IME6410只有通过这个程序才能正常工作。其工作模式是一个多线程的工作组合模式。主控程序首先对系统初始化,在完成了必要的初始化过程以后创建与其他模块对应的工作线程