隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，寬帶的普及以及寬帶使用成本的日趨低廉，利用網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控也得到日益普及的應(yīng)用。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用多的領(lǐng)域之一。監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對重要區(qū)域或遠(yuǎn)程地點的監(jiān)視和控制，視頻監(jiān)控技術(shù)在電力系統(tǒng)、電信機(jī)房、工廠、城市交通、水利系統(tǒng)、小區(qū)治安等領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)將被監(jiān)控點實時采集的視頻文件及時地傳輸給監(jiān)控中心，實時動態(tài)地報告被監(jiān)測點的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。

一、嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

1.1 系統(tǒng)功能模型

新華科技 (南京)設(shè)計了一套適用廣泛監(jiān)控系統(tǒng)，功能模型如下：

整個系統(tǒng)由四大功能模塊組成：圖像數(shù)據(jù)采集模塊，圖像壓縮編碼模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊 (包括有線和無線兩種方式)和用戶交互控制和監(jiān)控播放模塊。

1.2 各模塊功能簡介

(1) 圖像數(shù)據(jù)采集模塊

本模塊主要完成以一定頻率不斷地對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。選用 OV7640數(shù)碼照相芯片作為數(shù)據(jù)采集模塊，它采用CMOS型的感光芯片，能夠輸出彩色VGA(640*480)圖像陣列。在VGA模式下，其可以達(dá)到30fps的輸出量，基本滿足實時監(jiān)控的要求。同時由于其設(shè)計精巧，能耗低，適合應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品。

(2) 圖像壓縮編碼模塊

本模塊主要是對從相機(jī)模塊傳輸過來的原始圖像數(shù)據(jù) (YUV4:2:2)進(jìn)行JPEG壓縮編碼，生成標(biāo)準(zhǔn)JPEG圖片(本模塊也可以實現(xiàn)對于原始YUV圖像數(shù)據(jù)的捕捉)。由于從數(shù)碼相機(jī)獲得的原始圖片數(shù)據(jù)量很大，不適于通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸，所以要先對圖像信息進(jìn)行壓縮。由于采用硬編碼技術(shù)，大大提高了編碼效率。

(3) 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊

本模塊利用 Linux的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把JPEG圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)(IEEE802.11b)傳送到遠(yuǎn)程用戶。 目前流行的網(wǎng)絡(luò)傳輸分為有線和無線兩種，因此在本系統(tǒng)的設(shè)計中分別考慮了其實現(xiàn)方式。在有線傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)中，采用專用Ｌinux下的驅(qū)動；同時通過使用PCMCIA接口的無線網(wǎng)卡可以實現(xiàn)無線傳輸,極大的方便了各類用戶的使用特點。

(4) 用戶交互控制和監(jiān)控播放模塊

本模塊主要是即時回放實時采集的視頻圖片并完成對拍攝照片類型的控制?？紤]到用戶需求的多樣性，在用戶端實現(xiàn)了三種圖片顯示方式，包括實時的動態(tài)顯示，靜態(tài)圖片的捕捉和動畫的制作。用戶可以利用這幾種方式的組合來準(zhǔn)確分析監(jiān)控現(xiàn)場的變化。

在 Linux系統(tǒng)中集成了支持CGI的用于嵌入式系統(tǒng)的高性能Web服務(wù)器，并由它提供boa Web服務(wù)。Web服務(wù)流程如下：

客戶端通過瀏覽器向 web服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器返回登錄網(wǎng)頁（index.html）；

用戶通過身份認(rèn)證登陸進(jìn)入 ,并提交表單到CGI(Common Gateway Interface)程序，處理后把結(jié)果返回給瀏覽器；

服務(wù)器執(zhí)行本地圖象顯示程序， CGI直接讀取圖像輸出流，把結(jié)果返回到客戶端瀏覽器。

二、系統(tǒng)特點

本嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在具備了穩(wěn)定性與實時性的同時，體積小，外形美觀，重量輕，易于安裝和操作，下面列出本系統(tǒng)設(shè)計的特點及實現(xiàn)的功能。

嵌入式 Linux平臺

目前大部分監(jiān)控系統(tǒng)采用商業(yè)化的操作系統(tǒng)，從而存在版權(quán)、高成本和不可配置等問題，同時這些操作系統(tǒng)由于其用途的特殊性在穩(wěn)定性和實時性兩方面存在著不可克服的難題。采用嵌入式 Linux操作系統(tǒng)是由于其源代碼的完全開放和免費性，從而可以提高產(chǎn)品功能的 靈活性并降低制造成本。

數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

本系統(tǒng)對數(shù)碼相機(jī)拍攝的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行全數(shù)字化的 JPEG數(shù)據(jù)壓縮，并采用M-JPEG技術(shù)實現(xiàn)了完全自動化的對監(jiān)控對象進(jìn)行不間斷的全程監(jiān)控,保證了對監(jiān)控對象的實時捕捉。同時，用戶可以方便的從任何一個網(wǎng)絡(luò)接入點查看到當(dāng)前被監(jiān)控對象的現(xiàn)場圖片，這極大的降低了用戶的使用難度。

智能化交互

交互界面的智能化和友好性是此類消費產(chǎn)品的另一個重要目標(biāo)。我們在人機(jī)界面的設(shè)計和操作方法方面力求簡潔，提高其使用的簡便性。

可靠性與穩(wěn)定性

不言而喻，可靠性和穩(wěn)定性是對監(jiān)控系統(tǒng)的基本也是重要的要求?？紤]到系統(tǒng)會被應(yīng)用于不同的場合，周圍運行環(huán)境會有很大的差異，這就需要保證系統(tǒng)具有長時間連續(xù)工作的能力，同時在出現(xiàn)故障時有自監(jiān)測和自修復(fù)的能力，從而在很大程度上減輕維護(hù)人員的工作量，使監(jiān)控系統(tǒng)在無人看守的情況下也能正常運行。

三．解決方案

本網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)體積小，重量輕，易于安裝操作，只要接入以太網(wǎng)即可直接利用 PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視控制，具有廣泛的應(yīng)用前景，主要介紹以下幾種解決方案，以供參考。

1) 工廠監(jiān)控管理應(yīng)用

在廠區(qū)安裝監(jiān)控系統(tǒng)一直以來都是許多生產(chǎn)企業(yè)必不可少的管理措施之一。但是傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件復(fù)雜、監(jiān)視畫面切換不便、采用錄像帶存取、檢索麻煩，特別是其在傳輸距離、監(jiān)控方式上的限制使得這些系統(tǒng)不再適應(yīng)于經(jīng)濟(jì)、科技快速發(fā)展的今天。本網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)作為將網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控功能有機(jī)結(jié)合的新一代監(jiān)控系統(tǒng)，不但具有傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控的功能，重要的是具有網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、監(jiān)控畫面切換簡便快捷、圖像影象存取簡潔方便等特點，這些完全適應(yīng)于工廠廠區(qū)生產(chǎn)線面積大、 監(jiān)控范圍廣、人員多、監(jiān)控時間長等監(jiān)控要求。

2) 家居住宅小區(qū)安防應(yīng)用

如何確保家居安全，是人們一直以來心之所系的問題。如果利用本網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式，只需在家里的幾個重要部位，如大門口、陽臺、客廳、廚房等地安裝本系統(tǒng)并連接上因特網(wǎng)，就可以隨時隨地上網(wǎng)瀏覽當(dāng)前的影像 ,實時掌握家中的狀況。

3) 公共場所管理應(yīng)用 本監(jiān)控系統(tǒng)圖像影象存取簡便，監(jiān)控畫面切換快捷，這些特點非常適合公共場所監(jiān)控對象流動量大的要求。若安裝在停車場，只需在出口管理處安裝一臺可視計算機(jī)設(shè)備實時管理監(jiān)控，所攝下的即時影像可以清晰地反映當(dāng)時停車場的實時情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)盜竊事故時能立即采取措施杜絕失竊事故的發(fā)生。

4）倉庫管理應(yīng)用

倉庫作為存儲場所 , 其面積大、監(jiān)控范圍廣，如果采用傳統(tǒng)的CCTV方式監(jiān)控，其監(jiān)控距離等各方面將會受到極大限制，且監(jiān)控方式只能采取集中式監(jiān)控，這必然大大提高了設(shè)備成本和管理的復(fù)雜化。采用本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸倉庫即時影像，實現(xiàn)無論是身處辦公樓、監(jiān)控中心還是遠(yuǎn)在世界各地都能通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地對倉庫的現(xiàn)時情況進(jìn)行監(jiān)控。其監(jiān)控方式、監(jiān)控距離等各方面都不受限制，將傳統(tǒng)的CCTV監(jiān)控方式和的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，即具傳統(tǒng)監(jiān)控的作用又填補(bǔ)其不足。同時可針對倉庫的特殊要求，可安裝各可選的安全傳感器或通過時間設(shè)置傳感器，當(dāng)傳感器被觸發(fā)、警報發(fā)生時，監(jiān)控設(shè)備就會發(fā)出相應(yīng)報警動作，自動地向指定的郵箱發(fā)送E-mail。為倉庫的安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。

此外 ,本系統(tǒng)也可廣泛應(yīng)用于銀行聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),智能交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)和旅游風(fēng)景區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)等等。