视频监控设计探析

摘要：视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分。文章结合视频监控管理平台的功能提出了系统的设计方案，分析网络监控客户端设计以及视频监控管理平台的应用，并详细阐述了安防视频监控技术的设计。

关键词：视频监控；设计；探析

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

视频监控多通过音频网络设备，使进入每个设备网络化的视频信号的实际需要可以在一个特定的方式或多个监视器输出，以音频完全同步信号切换系统实现了音频和视频信号传输控制数，建立分布式，智能控制系统成为可能。视频监控系统正在高速发展过程中,已经渗入到社会生活的各个领域。视频监控系统经历了三个阶段,第一代是以VCR(Video Cassette Recorders)为代表的传统CCTV监控系统。在上世纪90年代中期,以DVR(Digital Video Recorder)为代表的第二代视频监视系统出现在视频监视市场上。第三代系统指的就是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统,又称为IP视频监控系统,它克服了DVR/NVR无法通过网络获取视频信息的缺点,用户可以通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。

1 视频监控管理平台

1.1 视频监控系统的结构

视频监控系统发展到今天，已经进入了网络视频监控的阶段，它主要是由视频监控前端和视频监控管理平台两大部分组成。视频监控前端是系统的前端音频和视频信息的采集系统，由模拟监控设备和网络视频编码器组成。一个摄像头加一个网络视频编码器就可以组成最简单的配置。其他模拟监控设备还包括视频切换矩阵主机、云台镜头控制器、灯光控制器、云台、摄像机及报警采集器等。视频监控前端系统的主要功能是对监控现场的音/视频采集以及对监控设备的控制和维护。

1.2 视频监控管理平台的功能应用

1.2.1 视频监控服务器的功能应用

视频监控服务器是连接监控前端和网络用户的纽带。它的主要功能包括：与用户进行消息通信。用户的接入认证、鉴权与计费。为监控前端和用户之间建立端到端的连接。提供实时监控、录像、报警等基本业务服务。控制监控前端的各项属性，维护与它们的连接。提供前端故障、配置等管理。结合这些特点，可以把视频服务器的功能分为功能相对独立的四个部分，即用户管理，运营支撑，业务管理和前端管理。

1.2.2 网络监控客户端的功能应用

网络监控客户端是网络用户访问视频监控系统的接口。它提供给用户可视化的友好界面，以便用户可以通过客户端软件访问系统，获得系统提供的各种服务。其中包括用户登录后对监控前端视频图像的查看、对监控前端节点和服务器的配置等。另外它也负责把服务器发送过来的信息反馈给用户，如报警联动信息等。总的来说，网络监控客户端主要包括参数设置、实时监控、电子地图和视频播放器等主要功能。

2 视频监控管理平台的设计技术

2.1 视频监控服务器设计技术

视频监控服务器是监控前端系统与监控客户端之间的桥梁。它实现数据的转发和控制信令的解析，在此基础上实现视频监控服务器功能，如用户管理、业务管理等。其中数据转发和信令处理模块直接负责与监控客户端和监控前端的通信，逻辑上是下层的通信模块。对应的上层功能模块就是包括用户管理、前端管理、业务管理和运营支撑模块的部分。它是系统的业务功能模块。这样，在设计上实现了业务服务、呼叫控制和数据承载的分离。

2.2 信息处理模块

监控系统中控制信息的交互通过信令处理模块来完成。它负责控制信令的解析、转发等。这些控制信令可能包括请求查看前端监控节点的视频图像、控制云台或摄像机的动作等。由于控制信息是监控系统中重要的指令信息，要求控制信号的传输准确无误，为此选择可靠性高的TCP进行传输。

信息处理模块采用SIP来实现信令控制。采用SIP实现模块间通信是系统可扩展性的重要保证。SIP是由IETF提出来的一个应用控制(信令)协议。它是基于纯文本的信令协议。用于发起会话，可用来创建、修改以及终结多个参与者参加的多媒体会话进程。参与会话的成员可以通过组播方式、单播连网或者两者结合的形式进行通信。SIP不会定义或限制可使用的业务，并且传输、服务质量、计费、安全性等问题都由基本核心网络和其他协议处理，因此给应用层的实现带来很大的灵活性。

2.3 业务功能模块设计

2.3.1 用户管理

用户访问控制负责接收用户的登录、监控图像请求、网络服务质量反馈等信息，是服务器与用户通信的桥梁。用户服务策略负责记录用户的服务质量策略设置，并通过用户的服务反馈，及时调整用户的服务策略，保证用户的正常使用。

2.3.2运营支撑

连接服务负责建立网络监控用户端到监控前端的媒体会话业务。它能控制多个参与者参加多媒体会话的建立和终结，并能动态调整和修改会话属性，如会话带宽要求、传输的媒体类型(语言、视频和数据等)、媒体的编/解码格式、对组播的支持等。另外还提供域名解析服务。

2.3.3业务管理

监控服务提供实时监视、控制服务，实现图像切换、多画面观看、云台及镜头控制、图像清晰度(速度)等调整。报警服务支持报警输入、防火、防盗、环境温湿度、设备运行故障、事故等多种报警源。一旦发生报警，系统将产生联动，即自动录像、警报、开灯、远程传输至网络监控客户端、语音提示等一系列报警联动，并对前端产生的报警信号以及用户的处理情况进行记录。录像和回访服务保存前端的录像记录信息，并与监控报警记录相关联，以便用户日后查询检索。

2.3.4前端管理

前端配置管理负责向监控前端发送控制信令，对前端的音/视频传输质量、服务质量进行监控管理，管理前端的属性配置，对出现故障的监控前端及时做出反应。

3 网络监控客户端设计技术

3.1 数据接收模块

数据接收模块对应于服务器的数据转发模块，主要负责流媒体数据的接收，提供给上层模块一路或多路媒体数据。

3.2 信令处理模块

对应于服务器的信令处理模块，把用户的请求封装成符合要求的信令格式发送给服务器，同时接受服务器的响应，启动相应模块的功能，完成用户请求。

3.3 用户界面设计

客户端界面主要为用户提供访问界面，主要包括参数培植、实时监控、电子地图和播放器界面。这只是功能上的划分，具体实现时要将它们结合成统一的界面提供给用户。

4 视频监控管理平台的实现

视频监控管理平台中，视频服务器的运行环境是Linux，网络监控客户端的运行平台是Windows，采用了VisualC++技术的实现。目前，该系统结合北京神州龙芯公司的监控前端，组成了完整的视频监控系统，在中国科学院软件所的社区宽带实验网上运行良好，是客户端运行时的主界面。

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