生态环境远程视频监控系统的设计与实现分析

摘 要 远程视频监控系统是数字化技术发展阶段的最新模式，也是自动化技术的重要组成部分之一。本文从生态环境远程视频监控系统的设计、各模块功能实现的角度进行分析，为生态环境监管工作提供信息化技术支持和参考。

关键词 生态环境保护;视频监控系统;远程视频

前言

随着信息科学技术的快速发展，远程视频监控系统在人们的日常生活中扮演着重要的角色。在生态环境工作中，监管部门对远程视频监控系统提出了更高的要求，希望利用该技术能有效提高环境监管的工作效能。

1生态环境远程视频监控系统总体结构设计

视频监控功能的发展经历了三个阶段：①起步阶段。二十世纪八九十年代，视频监控系统主要形式是闭路电视监控系统。由主机进行控制，视频线路进行传输，广泛应用于银行、政府等重要场所。②发展阶段。二十世纪九十年代中期到末期，由多媒体作为主控，硬盘录像机作为存储系统，多用于安全系数要求高的场合。③高速发展阶段。二十世纪九十年代末至今，现阶段的视频监控系统以互联网和通信技术作为平台，使用嵌入式技术对现场进行实时监控，广泛应用于社会各类场所。

1.1 规范性引用文件

实现生态环境远程视频监控系统具体功能的使用前提是规范通信协议，即规范远程视频监控系统中的各部门、各节点、各模块之间传输数据时使用的通信文件格式，确保数据的完整有效。数据报头一般占据两个字节，固定为0×8778，通信层的数据一般占1452个字节。互联协议报头的具体格式可参考国家规范性的文件，一般长度为312×10，结束字符占两个字节，固定为0×d8d8。

1.2 设计需求與目标

数字视频技术、网络技术、现代化控制技术是远程视频监控系统主要使用的技术手段，并结合图像分析技术，对现场状况进行监控和管理。该系统将各类数据汇总，为监控人员提供实时的现场数据信息与视频信息，再通过数据处理模块上传到云端，存储进数据库中，采用与智能分析相结合的方式，提高监管部门的工作效能。生态环境监管部门主要工作目标是对污染治理和监控设施现场、污染物排放、环境质量等状况进行巡查。因此，系统设计要满足实际工作需求，按照监管路径并根据用户的定义自动执行巡查工作，从而实现无人值守[1]。

1.3 设计框架与内容

生态环境远程视频监控系统主要实现对现场图像信息的识别和报警功能，并针对BP神经系统中的大量素材进行分析，以此实现实时监控现场状况目的。系统整体结构设计包括云台、监控系统、生态环境监控报警模块、数据库和客户端，五个部分之间协同合作，以实现远程监控系统的功能。其中，系统框架设计主要分为显示层、业务逻辑层和数据访问层三个层次，显示层是客户端的显示界面，用户访问数据库和视频文件的界面;业务逻辑层为数据提供了一个业务逻辑平台，方便系统显示层;数据访问层，为其他层次的数据处理提供数据基础。每个层次为不同部门提供后台支持，实现系统的正常运作。

具体的设计内容如下：①硬件结构设计。采用的是混合式结构，由网络节点与各类节点进行混合，其中视频主机是系统中的一个节点，可通过主线与其他视频设备进行信息交换，每台视频主机可以通过视频控制线路实现多个分设备同时观看录像。主机与其他视频设备通过RS-232进行通信，增加了多矩阵切换观看视频通道，这个通道还可控制视频现场的制冷设备或加热设备，保证设备的正常使用。②软件结构设计。视频捕获技术、数字视频压缩编码技术、视频实时存储技术、视频显示技术是该系统中最主要的技术，缺一不可。首先，视频采集设备将视频转换为数字信息，再通过编码器并转换格式存入相应数据库中;其次，数据库将这部分信息通过网络传输器输送到客户端;最后，通过编码器将数据再转化为视频，此过程实现了视频解码再编码，由显示技术展现在用户眼前。

2生态环境远程视频监控系统功能的实现

信息技术的发展使得视频监控系统具有无人值守、使用便捷、数据存储量大、功能性强等特点。生态环境远程视频监控系统还可采用视频监控与智能分析相结合的方式，监管人员可根据实际情况添加黑度分析、移动物体感知、温度传感器、烟感器等模块，最大限度地满足用户的需求，为环境监管人员提供灵活的远程监控解决方案[2]。

2.1 用户登录、视频连接功能的实现

用户通过使用浏览器进入到远程监控系统的用户登录界面，输入用户名和密码，便可以进一步访问web客户端。web客户端包括视频远程连接、生态环境系统报警、云台控制等功能。系统可根据用户向监测端提交的视频连接申请，使得云台与数据库建立视频连接，实现视角的切换。视频结束后，与此次连接有关的完整数据可自动储存进本地磁盘中，若用户在使用视频功能时进行了截图、分段录像，系统也可自动进行分类。用户可以更改默认选项，选择是否允许系统自动储存视频和数据，整个功能的实现体现了更加人性化的特点[3]。

2.2 生态环境管理部门客户端功能的实现

生态环境管理部门客户端功能主要包括报警管理、存储管理、实时云台控制等。其中，当非法人员进入限定区域、挪动摄像头或检测场所出现安全隐患时，触发了预警事件后，系统会自动地根据监控点的目标移动轨迹、烟雾浓度、温度等环境因素变化而触发相应的传感器，再通过传感器得出的数据上传到云台和逻辑层，进而实现现场安全状况报警功能;当污染源烟气浓度或空气质量等发生改变时，视频画面结合智能分析系统，通过调取污染源或环境质量自动监控数据综合分析后，实现环保监管自动报警的功能。进入报警界面后，在数据库中就会找到新增的具体预警事件内容、发生时间与地点，为日后管理工作提供了便利;存储管理主要包括客户端的数据传输、云端的数据调用、前端设备的缓存。储存的数据包括录像内容、报警内容、环境内容等;前端设备主要通过摄像头对实施情况进行数据采集，并通过云端的平台架构进行存储和备份，再传输到客户端，用户可选择是否下载，也可在线观看和查找。以查找视频信息为例，用户可根据具体的时间和地点进行检索，检索出的视频信息支持回访和下载，也可实现多回路的同步播放;实时云台控制包括媒体数据流的发送、视频图像格式的处理等。JMF RTP API技术支持的视频类型包括H.265、JPEG以及MPEG-1等，大多数远程监控系统使用的是JMF技术，因为JMF技术可将视频转换为多种形式，具体包括MOV、MPEG-1、MPEG-2等，为使用者提供更多的便利。此外，还包括GIS操作模块的实现，GIS操作系统主要是为监控设备提供图层信息，扩大或缩小现场的监控画面，用户也可特定选取某一时段的画面。用户控制视频的具体流程如图1所示。

3结束语

综上所述，生态环境视频监控系统的广泛应用，使得环境监管人员通过远程终端就可随时随地对检测区域进行实时监管工作，充分发挥了信息化在生态环境保护工作中的作用，提高了监管工作的效率与水平，将有助于推进我国生态环境保护工作高效发展。

参考文献

[1] 吴安茂，骆定辉.环保远程视频监控系统的设计与实现[J].科技创新导报，2019，16（2）：139-140.

[2] 刘艳，王雪梅，陶骏，等.基于C/S模式的远程网络视频监控系统的设计和实现[J].长春师范大学学报，2019（6）：30-34.

[3] 刘明缘，李翔.可移动远程视频监控系统设计与实现[J].电子制作，2017（13）：5-6.

作者简介

王道文（1969-），男;学历：专科，职称：工程师;现就职单位：淮南市环境保护监测站，研究方向：环境保护。