Jini技术在视频监控中的应用

摘要：视频监控系统在现实生活中应用极其广泛，但因为视频监控系统现场设备众多、设备的互异性较大、可扩展性较差的特点，本文构建出一个以Jini体系架构为基础、以服务为核心分布式系统，以使各种视频监控设备均能方便地加入和退出系统，实现设备的“网络即插即用”功能。

关键词：Jini；视频监控；即插即用；设备

中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)17-21519-03

1 前言

视频监控系统是多媒体技术、计算机网络、工业控制和人工智能等技术的综合运用。根据图像处理技术的发展，可将监控系统分为两类：模拟图像监控系统和数字化视频监控系统[1]。随着网络技术的发展，视频监控经历了两个阶段――本地视频监控阶段和网络视频监控阶段。最初的监控系统采用直接电缆方式进行传输，因有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感，布线工作量非常大。随着网络技术的快速发展，数字信息抗干扰能力的增强为组件大规模原创视频监控系统创造了条件，网络用户可通过浏览器对信息进行远程监控和管理，系统的稳定性和安全性大大提高。

随着Internet技术以及网络分布式技术的发展，家庭及企事业单位接入互联网已经成为趋势。网络监控系统是一种以LAN/WAN为现场总线构成的，具有高质量的、实时的图像监控功能的网络视频监控系统。Jini是Sun公司的研究与开发项目，它能极大扩展Java技术的能力。Jini技术可使范围广泛的多种硬件和软件（可与网络相连的任何实体）能够自主联网。Jini可以使人们极其简单地使用网络设备和网络服务，Jini的目标是最大限度地简化与网络的交互性。因此，基于Jini技术构建的视频监控系统有着极大的应用价值。

2 Jini概述

虽然Microsoft公司在其操作系统上增加了plug-and-play（即插即用）功能，但对多数信息服务企业来说，新硬件的添加、配置和安装设备驱动程序却是一个棘手的问题，对那些必须为成千上万用户维护稳定的计算环境的系统管理员来说，对客户机端软件的不断复制使其工作负担加重，且成本增加，同时也限制了能与网络互联且有效使用的设备的范围。

Jini以网络为基础来发现服务和使用服务。与传统系统力图隐藏网络的真实情况相反，Jini利用网络动态、灵活变化的特性形成服务群体，在群体中注册服务，发现服务，使用服务。它是一种自诊断、自配置的与协议无关的分布式计算体系结构，可以提供自发的服务网络可以与任何分布式对象采用任何协议进行交互。

2.1 Jini的系统假设

Jini的体系结构建立在以下环境假设基础上[2]：

(1)有一个网络，并具有合理的网络延迟。这将保证网络的延迟不会影响到Jini系统的性能，因为Jini在很大程度上依赖于Java的移到代码特性。

(2)每个支持Jini的设备都有一定的内存和处理能力。对于没有处理能力或内存的设备，则存在一个既有处理能力又带有内存的（surrogate）。这是一个很强的假设条件，因为往往希望所有网络成员都拥有所需的最小的计算能力、内存和通信能力。

(3)每个设备都需要装备一个Java虚拟机。由于能够得到的Java虚拟机的内存占用可以有所不同，这就使得对于其他设备更容易实现Java支持。

(4)服务组件要利用Java实现。这是对于要加入某个Jini群体的软件组件所做的假设。所有服务组件必须以Java对象的形式存在，从而方便服务的请求者能够动态地下载或运行代码，

2.2 系统目标

Jini系统的目标是将网络转变成一个易于组织、易于管理的环境，通过这个环境，用户能够找到他们感兴趣的资源并加以利用。这里的资源既包括硬件设备，也包括软件程序，或者是两者的结合。Jini着力于使网络变成一个更富有动态性的环境，可以灵活地增加和删除服务，从而环境能更好地适应实体的动态变化。具体地说，可以总结为如下几类：

(1) 提供一种基础设施，从而可以在任何时间、任何地点与任何对西那个实现连接。

(2) 提供一种基础设施，从而支持“网络即插即用”。

(3) 通过抽象硬件/软件的差别，从而支持基于服务的体系结构。

(4) 提供一种体系结构以处理部分失败。

Jini技术基础设施为设备、服务、用户提供了加入和退出网络的机制，加入和退出一个网络系统将是非常轻松和自然的，同时增加了一套自动的服务搜寻机制增强了分布式系统中的各组成部分的流动性，使对象在整个网络中可以轻松移到。

2.3 Jini核心概念

在Jini中包括如下几个核心概念，简单介绍如下：

2.3.1 服务（service）

服务是Jini体系结构中最重要的概念。一个服务是具有一定功能，可被用户、程序或其它服务所使用的实体。服务可以是计算、存储、与其它用户的通信、软件过滤器、硬件设备等。

2.3.2 查找服务（Lookup Service）

查找服务是Jini体系结构中的一个基本的组成部分，它为Jini系统中可用的服务提供集中的注册机制。Jini系统中的对象是通过查找服务来实现相互发现和交互的。一个实体在加盟Jini环境之前，都必须先找到一个或多个Jini系统，方法就是寻找该系统中的查找服务。

2.3.3 （Proxy）

就是代表远程对象的本地对象。是序列化的Java对象，在服务中它是唯一的。对客户而言，具有和远程服务相同的编程接口，通过与相应的远程服务通信，这样就可以屏蔽下层网络细节。

2.3.4 租用（Leasing）

租用的基本思想是：不允许使用者在无限制的时间内访问资源，资源只是在一段有限的时间内“借给”某使用者，Jini租用要求那些能证明其确实与某部分资源密切相关的使用者才能继续占有资源。

2.3.5 事件（Event）

Jini模型中的某个对象允许出于其它虚拟机或者其它实际机器上的对象在其上注册它们感兴趣的某种类型的事件，并且当这类事件发生时，这些对象可以收到相应的通知，这使得基于分布式事件的程序可以更可靠和更健壮。

3 视频监控系统总体设计

3.1 视频监控设备选择

此处我们选择SONY的EVI-D70P摄像仪，如图1所示。

EVI-D70P将高质量的彩摄像机与遥控平移/倾斜/缩放操作的灵活性结合起来，它们均位于一个紧凑的便于使用的包装中。 由于拥有一个18x光学变焦镜头，这些摄像机产品使得用户可以极高的清晰度对微小或远距离物体加以放大。 与它们前一系列的产品EVI-D30/D31相比，EVI-D70P摄像机提供了更宽的平移/倾斜范围和更快的平移/倾斜机制。最重要的是，这些摄像机是可以在天花板上安装的―这在索尼的通用EVI摄像机中是首次实现。EVI-D70P还配备有各种便捷的功能，如自动ICR功能、报警功能和RS-232C/422串行控制。

3.2 监控系统体系设计

视频监控设备加入Jini系统的结构如图2所示。

运行Jini软件的计算机和连接在其上的视频监控设备组成了服务提供者，服务提供者实现对监控设备的控制与获取视频图像的功能，同时将视频监控的这项服务到Jini网络中。其工作流程大致为，当服务提供者准备好这项服务时，拟将其，首先在网络中寻找查找服务，在查找服务处登记，可能在一处登记也可能在多处查找服务处登记，当登记完毕后，若有客户需要使用视频监控这项服务，客户并不会直接和服务提供者联系，也是首先和查找服务取得联系，由查找服务检索得出满足客户要求的服务。然后由用户租用该服务，有一个期限，当租用到期后，用户可以选择是续租还是放弃该服务。这样的设计，就将服务的提供者和客户的联系度减弱了，增大了系统的灵活性，可以随意增加或撤销监控设备。