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1、DOI:10.14177/j.cnki.32-1397n.2002.s1.019第26卷增刊南京理工大学学报Vol.26Supp2002年12月JournalofNanjingUniversityofScienceandTechnologyDec.2002多媒体数字监控系统杜建华袁晓辉(东南大学自动控制系,南京210096)摘要该文介绍了一种典型的多媒体数字监控系统的结构、工作原理以及特点,并对系统所涉及的几个关键技术:网络协议、多播通信、视频变解码器的设计、矩阵主机控制模块进行了探讨。关键词多媒体监控,多播通信,矩阵主机
2、,视频编解码器分类号TP391随着社会的发展与信息时代的到来,人们对工作环境、工作方式以及工作条件都提出了新的要求,需要一种在工作室里就可以对远端现场进行监视控制的产品。传统的监控系统一般是模拟式系统,存在以下一些缺点:一般信号使用视频电缆(少数采用光纤)进行传输,传输距离不能太远,这只能应用于小范围内的监控;图像质量较差;很难实现监视图像的随[1]机播放;闭路电视系统需要单独布网,无法利用已有的行业计算机网络,浪费资源。笔者应用信息技术、数据通讯技术、电子控制技术、计算机处理技术等的最新研究成果,开发了一套多媒体数字监控
3、系统,对现场可以进行实时监控和报警联动,实现了监控的现代化。多媒体数字监控系统具有对现场设备的实时控制、图像的全数字化、监视图像的随机播放,距离不受限制,可以利用网络组成大范围的监控网络等特点,可广泛地应用于安全部门、电力部门、煤炭部门、石油部门、交通部门、银行金融部门、军事要地、边防以及某些特殊环境地区。1系统结构及工作原理1.1系统结构图1是多媒体数字监控系统的结构示意图,系统由3部分组成:现场监控设备、监控服务器和监控客户端。现场监控设备包括数字摄像机、控制云台、矩阵主机和模拟数字化设备等。矩阵主机一般可以控制256
4、路摄像机,利用矩阵主机的控制键盘可以灵活操纵各路摄像机。监控服务器是多媒体数字监控系统的核心,包括网络监控服务器、硬盘录像机和数据库服务器。网络监控服务器接收各客户端发来的控制命令,根据优先级别,翻译转发给各种硬件设备(主要是矩阵主机和图像数字化设备),完成对各种硬件设备的控制,同时收集和转发硬件设备的各种状态信息。由于系统需要存储大量的视频信息,专门建立了一个硬盘录收稿日期:2002-09-15杜建华男23岁硕士生总第126期杜建华袁晓辉多媒体数字监控系统97像机,它存储现场传输来的各摄像机拍摄的视频信号,同时接受各客户
5、端的观看录像要求,为各客户端用户提供实时视频信号。系统中使用了大量的数据库表,主要包括摄像头信息表、地图和子地图信息表、报警器信息表、报警器预设信息表、视频通道的设置信息表、用户帐号与用户权限表、硬盘录像机的信息设置表、硬盘录像的定时时段设置表、操作日志纪录表、硬盘录像存放位置表等。为了方便用户对这些数据表进行操作和管理,专门增加了一台数据库服务器。监控客户端主要负责日常的监控管理,可以设置本区域的监控布防图,配置本区域监控系统的视频输入、视频输出、报警联动装置等。客户端提供一模拟键盘,可以向服务器发出各种云台控制命令,服
6、务器将这些控制命令经翻译后转发给矩阵主机,从而实现对各摄像机的控制。同时,客户端用户可以向服务器提出申请,调看某一路录像,实时监视某一现场的运行情况。图1系统结构示意图Fig.1Structurediagramofthesystem1.2工作原理多媒体数字监控系统的工作原理。模拟数字化设备将摄像机拍摄的现场模拟图像转换成数字视频信号,然后将这些视频信号根据MPEG-2协议进行压缩处理,通过网络传送到监控中心的硬盘录像机,在监控中心通过解压处理即可以观看多路视频信号。各客户端若98南京理工大学学报第26卷增刊需要观看某一路视
7、频,则要提出申请,监控服务器根据各路视频信号的使用情况响应客户端的请求,向客户端提供视频信号。另外,通过监控中心的主、副控制键盘发送指令给矩阵主机,矩阵主机根据相应的指令控制摄像机做上、下、左、右运转及变焦等运动;同时各客户端可以根据现场实际情况需要按一定协议向监控中心发出控制命令,监控服务器对这些控制命令进行翻译,然后转发给矩阵主机,从而实现对现场云台和摄像机的实时控制。通过该系统,可实时获得各监控现场的动态图像信息,查看是否有报警信号,然后根据这些现场情况作出相应处理。2多媒体数字监控系统中几个关键技术2.1网络协议T
8、CP/IP协议是发展至今最成功的网络通信协议,广泛应用在各种场合。TCP协议注重数据传输质量,但是系统开销较大,并不适合于传输实时数据,也难以满足连续的多媒体流的传送要求。多媒体数字监控系统需要通过网络传送大量的视频信号,而且对实时性要求较高,所以本系统采用了建立在UDP协议之上的RTP/RTSP来传输
