網(wǎng)絡視頻服務器在校園監(jiān)控中的應用研究

1、網(wǎng)絡視頻服務器在校園監(jiān)控中的應用研究摘 要：介紹了網(wǎng)絡視頻服務器在校園監(jiān)控系統(tǒng)的應用，網(wǎng)絡視頻服務器技術特點、優(yōu)勢及不足，并介紹了網(wǎng)絡視頻服務器的發(fā)展趨勢。 關鍵詞：網(wǎng)絡視頻服務器；IP 遠程監(jiān)控；分控PC主機 1 網(wǎng)絡視頻服務器簡介 網(wǎng)絡視頻服務器主要實現(xiàn)模擬視音頻信號的IP化，其主要原理是內(nèi)置一個嵌入式Web Server，采用嵌入式即時多任務操作系統(tǒng)；前端模擬攝影機傳送過來的視頻信號經(jīng)視頻服務器數(shù)字化之后，由高效壓縮芯片壓縮，視頻碼率32Kbps-8Mbps連續(xù)可調(diào)，幀率1-30 (1-25)連續(xù)可調(diào)，同時通過內(nèi)部總線，傳送到內(nèi)置的Web Server，每個網(wǎng)絡視頻服務器均有一個IP地址

2、，網(wǎng)絡協(xié)議支持：TCP/IP、UDP、DHCP、HTTP、RTP。網(wǎng)絡用戶通過授權(quán)可以用客戶端軟件遠程監(jiān)看、控制、設置、抓拍本地錄像攝影機的圖像，授權(quán)用戶還可以利用RS-422/485串口支持云臺控制、高速球機或攝像機等外置設備或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作，同時還具有移動偵測、探頭等報警功能(可設區(qū)域和靈敏度)。此外，還采用高速DSP處理晶片（處理速度高達12億次/秒）和網(wǎng)絡自適應技術，根據(jù)網(wǎng)絡帶寬自動調(diào)整視頻幀率保證傳輸，網(wǎng)絡中斷后可自動連接，只要在頻寬不低於300K的網(wǎng)路上，都可以提供比480電視線更清晰的畫面，和實時性可達25幀（PAL制）的音、視頻同步傳輸，音頻采用Dynamic Stream

3、 Control技術，保證雙向語音對講實時傳輸,傳輸已達到類似PSTN（普通電話）的語音雙向傳輸效果。 網(wǎng)絡視頻服務器的壓縮方式有多種，如H.263、H.264，M-JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4及Wavelet等，并向下兼容HalfD1、CIF等壓縮格式，圖像質(zhì)量和碼率可調(diào)，便于IP傳輸。相較其他應用于視頻的壓縮技術，MPEG4的壓縮方式在Internet上傳輸?shù)膱D像品質(zhì)較好，比較適用于網(wǎng)路系統(tǒng)，也是時下客戶普遍可以接受的壓縮方式。 網(wǎng)絡視頻服務器還具有傳感器輸入和繼電器輸出功能，可實現(xiàn)報警輸入和輸出功能。如連接了門磁、雙鑒探測器，則該網(wǎng)絡視頻服務器具有報警功能；數(shù)字輸出可用作

4、不同的控制功能，如喇叭、遠程控制緊急報警等。 2 校園網(wǎng)絡視頻服務器監(jiān)控系統(tǒng)應用實例解析 學校為了加強和提高學校內(nèi)部的教學管理、教學水平及安防工作，實現(xiàn)校園安全保衛(wèi)的自動化及電子化，在校園和教室里安裝監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)教學管理自動化和對全校的進行安防監(jiān)控。 學校每間教室均設置高清攝像機，同時在校園的重點地方安裝攝像機，用來進行安全監(jiān)控。此方案中，網(wǎng)絡視頻服務器分散位于各不同區(qū)域，放置在最接近前端視頻源的地方。普通攝像機采集的視頻信號先進入網(wǎng)絡視頻服務器，完成A/D轉(zhuǎn)換，然后上傳至校園網(wǎng)。 整個方案構(gòu)架采用了網(wǎng)絡視頻服務器，將監(jiān)控系統(tǒng)建立在計算機網(wǎng)絡（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)）的基礎上，突破了傳統(tǒng)模擬

5、監(jiān)控的限制。該系統(tǒng)利用網(wǎng)絡擴展了監(jiān)聽和廣播功能，可對每間教室及校園的每個角落進行音視頻監(jiān)視錄像及廣播，便于教學研究，評估，自習課堂管理及電子監(jiān)考安防監(jiān)控，從而極好的協(xié)調(diào)了校長、教師、學生三者之間教學管理關系以及校園的安全防衛(wèi)，可以提高校園的辦公效率，學校領導可以通過學校網(wǎng)絡監(jiān)視任何一個課室的現(xiàn)場情況，減輕學校領導負擔，并可及時掌握一手資料，有效的提高教學質(zhì)量，學校的保衛(wèi)部門也可以即時了解校園各個角落發(fā)生的情況。同時在每個安放監(jiān)控點均設置紅外報警裝置，與系統(tǒng)進行聯(lián)動。 在安裝施工和操作方面，只需簡單的管線布放與軟、硬件環(huán)境，每個網(wǎng)絡視頻服務器就是一個IP點，因此具有高度擴充性。安裝僅需利用原有的

6、校園網(wǎng)，連接到教室內(nèi)的信息點，即可使用，網(wǎng)絡視頻服務器的全部數(shù)據(jù)參數(shù)在監(jiān)控中心設置，安裝、調(diào)試方便快捷。 該系統(tǒng)由校園圖像聲音攝入設備、網(wǎng)絡視頻服務器、網(wǎng)絡傳輸設施（校園局域網(wǎng)）、圖像聲音數(shù)字信息解碼回放設備、用于監(jiān)視的分控PC主機、遠程網(wǎng)絡監(jiān)控軟件和用于控制，處理，存儲數(shù)據(jù)的視頻服務器等組成。 2.1 圖像聲音攝入 網(wǎng)絡視頻服務器采用每幅圖像的壓縮尺寸為：圖像分辯率352288，最高25幀/秒（PAL）。每個監(jiān)控點設置高清攝像機一部。如果需要拾取現(xiàn)場的聲音，可選用具有全雙工音頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡視頻服務器，音頻編碼標準采用G.729。網(wǎng)絡視頻服務器有一路，二路，四路可選擇。 2.2 圖像聲音信息的編

7、碼發(fā)送 各個監(jiān)控點的監(jiān)控信息（音、視頻及數(shù)據(jù)）按照網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)字化編碼壓縮打包處理后，在校園局域網(wǎng)內(nèi)進行傳輸。本設計采用先進的MPEG-4圖像壓縮技術，將圖像進行數(shù)字化后接入互聯(lián)網(wǎng)，就可利用IP地址在互聯(lián)網(wǎng)被方便的訪問和瀏覽。MPEG-4優(yōu)化了網(wǎng)絡視頻通訊技術，它比MJPEG的壓縮率高出10-30倍。除此之外，還使用了拾音器和音箱等設備，實現(xiàn)網(wǎng)絡上的雙向音頻功能。 監(jiān)控中心可使用RS232/485/GPIO轉(zhuǎn)換接口，通過網(wǎng)絡視頻服務器來控制云臺、鏡頭等外加設備，可對該的監(jiān)控范圍進行控制；網(wǎng)絡視頻服務器采用G.729格式的音頻壓縮信號，內(nèi)置麥克風。同時連接有音箱，可實現(xiàn)網(wǎng)絡上的雙向音頻對講功能

8、。 2.3 圖像聲音信息的監(jiān)視與存儲 由于整個系統(tǒng)是基于校園網(wǎng)的，只要在有關負責人的辦公計算機上甚至在家里的計算機上安裝客戶端軟件，就可以監(jiān)控學校的情況，及時了解所發(fā)生過事情，方便調(diào)查，也可以及時發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的事情，防范于未然。對于一些重大的考試，主管教育部門的領導也可以在遠程進行監(jiān)控，如果各個學校都是網(wǎng)絡型的監(jiān)控，則可以大大方便主管領導的工作，足不出戶就可以了解各個學校的情況，提高了辦事效率。 在學校的監(jiān)控中心，安裝有分控PC機和PC服務器。分控PC機主要是用來監(jiān)視各個監(jiān)控點的圖象，它是普通的計算機，配置不用很高，建議一臺分控PC機監(jiān)視四個監(jiān)控點，畫面太小失去了監(jiān)視的意義。PC服務器是用來儲

9、存各個監(jiān)控點的錄象資料，配置要求比較高，各個學?？梢愿鶕?jù)自己的情況選擇硬盤的大小，硬盤的大小決定儲存的時間。 3 網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點 （1）與傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)有很明顯的優(yōu)點。 采用數(shù)字化技術產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，軟件界面友好、控制功能齊全，安裝、調(diào)試方便快捷，控制信號直接從攝像機處取得，控制效果好，不受環(huán)境與距離的限制，語音系統(tǒng)集成在一起，可以實現(xiàn)雙工對話功能，很適合多媒體課室教學使用。 （2）當然也存在一些缺點。 圖像壓縮打包后經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸，在監(jiān)控中心由計算機軟件解壓后再送計算機顯示處理，由于傳輸網(wǎng)絡速度、數(shù)據(jù)處理技術等原因致使其清晰度不夠模擬監(jiān)控系統(tǒng)清晰，圖像傳輸?shù)膶崟r性受網(wǎng)絡傳輸速度影響，但這并不會影響網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的整體效果。 4 網(wǎng)絡視頻服務器的發(fā)展 網(wǎng)絡視頻服務器是近幾年才發(fā)展起來的。目前只是在校園、電力系統(tǒng)、高速公路、市政、石油等監(jiān)控點比較分散的領域有較強的需求量。其總體造價相對于模擬監(jiān)控系統(tǒng)或模擬系統(tǒng)與數(shù)字硬盤錄像機相結(jié)合的系統(tǒng)來說還是明顯偏高。而且，目前國內(nèi)網(wǎng)絡建設普及水平參差不齊，所以網(wǎng)絡視頻服務器很難在近幾年成為安防市場的普及產(chǎn)品，網(wǎng)絡視頻服務器自身的圖像處理技術、視頻壓縮等技術還有待于進一