湖北工业大学 万千

基于web的嵌入式视频监控系统的研究

湖北工业大学 万千

本论文提出了一种基于web的嵌入式网络视频监控系统的设计方案，利用嵌入式处理器技术，结合Internet的特点，设计了该监控系统的体系结构。该系统分为前端网络摄像机和远程监控客户端2个部分。前端网络摄像机的设计，将嵌入式处理器技术和网络通信技术有机结合起来，有效地实现了视频处理与Web服务器的高度集成。

嵌入式；视频；监控系统

1 嵌入式系统概述

嵌入式视频监控系统是计算机技术、嵌入式技术、Internet技术结合发展的产物，随着社会信息化程度的不断提高，以及监控系统应用范围的不断扩大，嵌入式监控系统以其本身体积小、实时性高、稳定性好等优点，越来越受到人们的关注。

嵌入式系统被定义为:以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统由嵌入式硬件与嵌入式软件组成，硬件以芯片、模板、组件、控制器形式埋藏于设备内部，软件是实时多任务操作系统和各种专用软件，一般固化在ROM或闪存中。

2 系统的主要功能

(1)提供2种用户监控界面:EI浏览器的监控界面，能够提供一路视频的现场浏览、录像、远程控制(对摄像机云台和镜头进行控制)和系统配置(报警设置、解码器设置等);专用程序控制界面，能够提供1-6路网络摄像机的图像的浏览、录像及远程控制。

(2)系统具有基于图像分析的异常报警功能，摄像机提供UO信号，实现与其它报警设备的联动，报警可以通过电子邮件传送给指定的接收人，同时摄像机能够将报警时刻拍摄的照片发送到指定的服务器上。

(3)系统具有带宽自适应功能，能够在Internet上自适应调整编码速率，实现最佳的音视频质量控制。

(4)系统视频存储格式:M-JPEG和MPEG-4。基于Web的嵌入式视频监控系统的设计与编码实现。

(5)系统具有目录服务功能，对没有公网IP地址的用户提供了廉价的远程监控方案，支持普通网络和电话网络。

3 软件设计

从总体上讲，该嵌入式监控系统的软件结构包括采集端的软件体系结构和浏览端的软件体系结构2部分。采集端的软件体系结构可划分为6个部分。采集端软件的结构如图1所示。

图1 采集端软件结构图

(1)运动检测及报警部分:原始数据流捕获组件获得未压缩的音视频数据，异常检测组件从捕获的原始音视频数据中，抽取亮度分量，进行运动检测，确定是否有异常，报警组件根据异常情况发出报警信号。

(2)压缩编码部分:将捕获到的原始音视频码流压缩成适合网络传输的数据格式。

(3)码率控制部分:调整传输的码率，完成现场多媒体数据的自适应网络的传输，用于支持浏览端的现场预览功能。

(4)控制命令接收部分:用于接收并转发网络传来的用户请求控制命令、用户管理、网络设置等信息，完成用户和通道的设定。

(5)设备控制功能:设备控制器接收网络传送来的(用户界面发出的)控制命令，一方面可控制解码器，完成对云台、镜头等前端设备的控制；另一方面，可以对摄像头的网络信息、报警服务等进行配制。

4 系统总结

嵌入式网络视频监控系统是监控系统的一个发展趋势，本论文提出的基于Web的嵌入式网络视频监控系统，经过了设计、编码实现之后，我们对该系统进行了综合测试，这里，我们对该系统做如下几个方面的总结:

(1)从功能角度讲，完成了预先设定的目标:一个用于实时监控的、高度集成的基于web的嵌入式视频监控系统。可实现对监控现场的浏览、云台镜头等的控制、图像参数的设置、用户的管理等。

(2)从远程监控用户的角度讲，使用方便。用户只需通过EI浏览器，即可实现对监控点的监控，也可使用专用的客户端软件，实现对多个监控点同时监控。

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2016-01-07）