远程无线视频监控系统的设计与实现

刘春辉

河北省岗南水库管理局

随着计算机网络、通信以及数字信息处理技术的不断进步，基于远程网络视频监控系统就是在计算机网络技术与嵌入式技术完美结合下的催生产物，它是现代高科技信息产业的结晶。基于远程网络视频监控系统把视频图像的处理和Web功能都集成到一个体积很小的设备之内，通过接入Internet网络，利用Web浏览器即可实现对采集到的视频图像进行查看，这样也就省掉了对传统的有线视频监控系统设备铺设很多复杂的电缆这个烦琐过程，而且系统的安装非常方便，因而使得基于远程无线网络视频监控系统获得人们的一致肯定和广泛应用[1]。

1 系统工作原理

远程无线视频监控系统主要由采集、传输、监控三个模块构成，其中采集模块主要是利用IP摄像机或IP视频服务器加模拟摄像机对数据进行采集，然后将采集到的视频数据信息进行压缩编码后，通过无线网络将编码后视频数据信息传输给无线网络中心（局域网服务器），最后通过传输模块传输给监控中心（云端服务器），监控中心的视频经过处理后可通过终端立刻观看。其中，监控模块主要采用的是服务器结构，服务器接收到视频数据后进行处理，再由客户进入监控中心服务器后进行远程视频监控[2-3]。

2 远程无线视频监控系统的设计

2.1 平台设计

远程视频监控平台是一个开放性的系统，多业务应用模块并行运行，同时还要保证各模块信息共享，数据一致。因此，远程视频监控平台是一个多层结构系统，采用了在J2EE三层体系结构基础上构建的面向业务的4层体系结构[4]，分为应用层、业务层、中间服务层和现场设备接入层。第一层为应用层，是面向于用户实际操作的客户端，是通过对安全管理具体业务的归纳、抽象，生成各种应用模块，通过模块组织，支持不同的业务应用。第二层为业务层，呈现给用户专业化、个性化的具体业务流程和工具，是智能化的最终体现，是业务智能的最终表现形式。第三层为中间服务层，是软件平台系统的核心，采用高性能的应用服务器中间件、各种智能引擎和系统管理工具，为应用层提供基础服务、管理策略和方法工具，同时按照所提供的服务来管理、组织和调度设备和信息资源。第四层为现场设备接入层，实现了安防设备和音视频、图片和文本等信息的归纳抽象，通过平台统一管理，使用户无需关心所使用设备和信息资源的具体位置和形态，便于设备信息资源的组织和调度，更好地为业务服务。如DVR、DVS、IPCamera、高清摄像机、第三方系统等。

2.2 硬件设计

（1）视频采集与压缩处理。在远程无线视频监控系统硬件中系统前端的摄像机采集模块收集输入模拟视频信号，再由压缩模块对视频进行数字转换后进行压缩处理，并通过视频的形式储存。在视频图像格式选择时，需要考虑使用高效率、低带宽需求的IP视频图像编码格式，目前业界常用的格式有M-JEPG和MPEG4。此模块完全采用了硬件技术对视频信号进行编码处理，处理后的视频以及压缩码流直接由板卡传输至显卡，不用通过主机接入，极大地减少了主机资源的浪费。

（2）图像数据无线传输。系统传输模块承担着数据传输的作用，系统采用无线传输模块，并直接提供IP网络接口，通过WLAN无线桥接器提供无线局域网接口的转换，扩展无线网络传输能力。采用支持以太网接口到802.11b/g无线局域网接口及外接天线接口，以满足不同安装条件下，外接扩展天线的需求。在传输的过程中通过PC端与以太网进行连接，工控机以此将接收到的视频进行压缩编码处理，再利用互联网输送到服务器，具有较强的时效性。

（3）摄像机云台控制。远程无线视频监控系统的摄像机云台控制的接口通常使用的是RS485通信，但是由于系统的主控制器只有RS232这一个串口，因此需要在RS232串口与RS485接口之间设置一个新的转换接口，从而使得摄像机云台控制与摄像机间的通信实现异步半双工串行通讯，从而提高通信的质量和效率。

（4）太阳能光电系统。系统主要由太阳能控制器、组件、蓄电池以及电源转化组成，通过太阳能组件将太阳辐射中包含的能量转化为电能，然后通过蓄电池将电能储存在其中，从而推动远程无线视频监控系统运行，而太阳能控制器主要是保护蓄电池。

3 远程无线视频监控系统的实现

3.1Telnet技术

Telnet是利用Internet网络实现远程登录服务的标准协议和主要方式，Telnet协议属于TCP/IP协议族中的重要一员。通过Telnet技术，远程用户实现了在本地计算机对嵌入式远程网络视频监控系统的远程登录和远程控制。用户在本地计算机上输入操作命令，然后这些操作命令将会在嵌入式系统上执行，就如同远程用户在现场嵌入式系统的控制台上直接进行操控一样，实现对嵌入式远程网络视频监控系统的远程控制功能。

3.2 系统的运行与调试

在测试系统方面，系统调试能够发挥很高的积极作用。为实现监控系统中远程监控的功能，在对系统进行调试时，还要重点调试验证网关与客户端的连接状况。可以通过网关软件进行微博平台登录，在登陆后，根据客户的不同需要，设置不同的权限。为了验证系统功能的有效性，可在调试时对用户的权限进行修改。

4 结语

本文中安远程无线视频监控平台已在水利行业得到推广和应用，尤其在水资源保护、水利工程安保及防汛抢险等领域得到应用，为水利管理工作提供实时监控和预警信息，帮助管理人员及时掌握了解水利工程及防汛工作的现场实时视频信息，达到“事前预防”“事中控制”“事后处理”，实现水利管理工作网络化、信息化、智能化，为水利管理现代化提供辅助决策和技术支撑[5]。