基于网络的远程实时监控系统的设计与实现

周鸿+冯瑞

摘 要： 为了实现基于网络的远程实时监控系统，采用Java编写本地Web服务器，利用Dreamweaver设计监控页面，使得用户可在客户终端浏览实时监控系统网页，并通过此网页进行实时监控和查询历史记录。同时还给出了基于3G网络的实时监控系统和报警模块的设计思路。

关键词： 远程实时监控系统； Java； Dreamweaver； 3G网络

中图分类号： TN915.03?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）20?0035?03

Design and implementation of network?based remote real?time supervisory system

ZHOU Hong1， FENG Rui2

（1. Xian Branch Company of China Telecom， Xian 710004， China； 2. Northwest Engineering Corporation Limited， Power China， Xian 710065， China）

Abstract： In order to realize the remote real?time monitoring system based on network， in this paper， Java is adopted to compile the local web server， Dreamweaver is used to design the monitoring page， which can facilitate users to browse the web pages on client terminal， and execute real?time monitoring and query history records. At the same time， the design conception of real?time monitoring system based on 3G network and its alarm module are given.

Keywords： remote real?time monitoring system； Java； Dreamweaver； 3G network

随着网络技术的发展，越来越多的监控系统以网络作为基础平台，依据Web技术通过远程监控实现流程的控制和管理[1]。与此同时，随着第三代移动技术标准的提出，3G技术及其应用越来越得到人们的重视，基于3G的远程实时监控实现了智能化、自动化管理，有了更实用的意义。与传统的网络视频监控系统相比，智能监控系统不仅能有效采集信息，还具有强大的图像处理能力以及完善的智能技术，能够给用户提供类似高级视频分析这类更高级的功能[2]。因此，基于网络的远程实时监控系统的智能化发展将会是未来的发展方向。

1 系统架构设计及功能描述

1.1 智能系统的总体结构

系统分为终端采集模块、Web服务器、智能监控网页和客户端浏览器，系统结构如图1所示。

1.2 Web服务器的架构设计

Web服务器就是能够从网络中接受HTTP请求，然后提供HTTP回复给请求者，HTTP回复一般包含一个HTML文件，但也可以包含一个纯文字文件、一个图像或其他类型的文件[3]。只要是连接到互联网，从任何地方都可以访问Web服务器。其要求支持以下内容：支持多线程多用户并发访问；支持线程池技术；支持自定义主页；支持日志记录；支持配置信息。

图1 系统总体结构图

Web服务器整体构架如图2所示。整个系统采用模块化的方式来处理，分为：HTTP协议头解析模块、HTTP响应头构造模块、线程池模块、CGI解析模块、配置信息模块、日志记录模块。配置信息模块主要负责从外部读入配置信息；日志记录模块主要是正常日志的文件缓冲和错误日志的及时输出；线程池模块主要用于构造线程池的多线程运行[4]；CGI模块主要用于人机交互；HTTP模块主要用于解析HTTP协议。

各大模块都搭建好以后，Java语言需要一个主程序作为“入口”，以启动程序和触发各大模块[5]，主程序运行框架如图3所示。

图2 Web服务器整体构架

图3 主程序运行框架图

在Eclipse中编译使用Java写好的程序，会出现服务器名称、IP地址以及端口号，如图4所示。

图4 Java运行结果

1.3 智能监控系统网页设计

利用Dreamweaver设计智能监控系统网页[6]，分为登陆主页：完成用户登录鉴权；系统主页：包括实时监控和历史查询。将编辑好的网页系统放在Web服务器上，并与网络连接。其总体架构如图5所示。

图5 监控系统网页总体架构

登陆主页的制作：建立好站点和模板以后，就可以制作index.html，即一个网站的开始界面，由于本设计是智能化监控系统，因此该index.html应是一个登陆界面，该登陆界面需要输入用户名和密码，若输入正确，用户才能进入系统，输入错误，用户则需要重新输入，登陆界面的代码如下：

function login（）{

var name=document.getElementById（"name"）.value；

var pass=document.getElementById（"pass"）.value；

if（name=="wtt" && pass=="wtt"）{

alert（"登入成功"）；

window.location="index1.html"

}else{

alert（"用户名或密码错误"）；

window.location="reload.html" ；

} }

当用户在客户端浏览器（如IE浏览器）输入服务器的IP地址和端口号，如：http：//59.74.182.219：8086，即可以访问监控系统的登陆页面，如图6所示。

图6 系统登录界面

2 3G无线监控系统设计

采用嵌入式Linux技术的嵌入式系统开发平台是3G无线视频监控系统的基础[7]，也是它的核心，本系统利用3G无线网络技术对监控画面实现数据的编码、解码以及发送和接收，并且能够完成多画面显示与切换的功能。完整的3G无线监控系统由监控远端、监控服务器和监控中心3大模块组成。该系统的设计如图7所示。

图7 3G监控系统设计示意图

基于3G网络的监控系统各部分功能如下：

（1） 监控中心部分由2个模块构成，即PC机（已连接至网络）和3G模块，用于在远端管理和指挥以及实时监控和管理整个系统的运行状态；

（2） 远端由3G无线传输模块、摄像机、云台控制器、嵌入式处理器、蓄电池、太阳能组件、音频设备等模块组成，用来进行智能识别、判断异常状态、实时采集和处理图像；

（3） 监控服务器包括存储服务器和HTTP服务器，前者用于存储远端的IP地址、端口号以及视频图像信息，然后提供给监控中心提取查询，后则用于实现一个用于查询整个系统的工作情况的网页[8]。

3 报警模块的设计思路

现有视频监控系统大多只进行现场检测或是对场景运动目标的跟踪，而没有进一步的处理，但实际应用中，监控的目的是对场景中的异常事件进行检测、分析、人为干预。若要将本次的远程监控系统完善，除了完成实时监控以及历史记录查询以外，还可设计报警功能模块，使得该系统更加智能化[9]。报警处理线程见图8。

图8 报警处理线程

报警模块有基于相似度量和基于模型两类设计方法。前者是利用异常行为难定义、易发现的特点使得人们无需预先显示定义目标行为模型就可以将其检测出来， 基本原理是自动地从视频序列数据中学习正常的模式， 然后推断可疑的异常行为。第二种方法是先确定某种准则， 然后从图像序列中提取运动目标的外形、运动等信息， 根据获得的特征信息人工或者使用半监督的方法定义正常行为的模型， 通常选用HMM 或图模型对由序列图像特征所表示的状态进行建模， 那些不匹配正常行为模型的观测均被认为是异常的[10]。

4 结 语

本系统吸取了现在市面上各种服务器的优势，使用Java语言编写系统的Web服务器，由于Java是面向对象技术，同时提供Socket等多种接口，使得本系统的服务器简单，方便。同时，系统采用Dreamweaver编写网页，使得网页界面清晰简单，方便使用，采用登陆界面提高了系统的安全性。此设计在西安科技大学师生的协助下完成了校园网内的正常测试，设计也给出了3G网络中实现智能监控系统的方案和报警模块的设计思路，使得该系统在3G网络中理论上是可实现的。

参考文献

[1] 尚蔚.基于Java的多形式Web视频监控系统的设计与实现[D].上海：东华大学，2010.

[2] 余平.银行闭路电视监控工程方案[J].安防科技，2003，7（3）：47?48.

[3] 张庆全，林富明，余迎.基于WebGIS的智能手机远程监控系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2010，33（1）：20?23.

[4] 闻丽华.Java多线程机制实现及应用[J].消费导刊，2009（3）：202?203.

[5] 迟伟雅.Java语言简介[J].世界科学技术，1998（2）：23?25.

[6] 钟秋亭.使用Dreamweaver制作图书馆网页[J].鞍山师范学院学报，2006，8（6）：74?76.

[7] 邹坚伟，胡频.嵌入式视频监控系统设计[J].国外电子测量技术，2010，19（11）：57?59.

[8] 谢兵，许金彤.基于3G网络的输电线路防外力破坏智能视频监控系统研究[J].华东电力，2010，38（11）：1729?1732.

[9] 张一.智能视频监控中的目标识别与异常行为建模与分析[D].上海：上海交通大学，2009.

[10] 颖鸣，陈树越，张显亭.智能视频监控中异常行为识别研究[J].微电子学与计算机，2010，27（11）：102?105.