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物流企業(yè)網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
摘要：物流企業(yè)利用現(xiàn)代的網絡監(jiān)控錄像技術及數(shù)字監(jiān)控控制技術等先進的技術手段，可延伸管理人員的視覺，幫助管理人員對公司的辦公、倉庫、貨物搬運情況，以及人員活動和設備情況進行監(jiān)控。本文設計了基于C/S模型的網絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)并對其關鍵技術作了分析。最后，給出了有效的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方案。關鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng)；C/S模型；網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng) 隨著全球一體化進程的加快和國際經濟活動的日趨頻繁以及供應鏈管理思想的興起，現(xiàn)代物流的地位越來越突出，物流企業(yè)的運作和管理逐漸與整個交通運輸和倉儲配送的大鏈條融合在一起。作為開展現(xiàn)代物流服務的推進器與連接器，全方位系統(tǒng)跟蹤管理已成為物流企業(yè)的主要服務內容，涉及到多式聯(lián)運功能，監(jiān)管進出的運輸工具、貨物、行李物品、郵遞物品和其他物品，；貨物集散、中轉、倉儲功能，貨代和船代功能，集裝箱CY和CFS功能，管理信息系統(tǒng)及EDI應用功能，生產、生活輔助服務功能等等。
按照物流企業(yè)數(shù)字化視頻網系統(tǒng)的總體規(guī)劃和設計要求，建立和完善港區(qū)各作業(yè)區(qū)域，錨地、航道、泊位、堆場、門衛(wèi)、公安交通、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在物流企業(yè)各作業(yè)區(qū)域建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，建立統(tǒng)一和共享的視頻監(jiān)控網絡，逐步完成物流企業(yè)的數(shù)字化視頻網建設。
一、視頻監(jiān)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀及應用領域
�。保M視頻監(jiān)控技術
當黑白攝像機、黑白電視機出現(xiàn)時，初期的黑白圖像電視監(jiān)控系統(tǒng)也誕生了。當時的監(jiān)控系統(tǒng)大多采用模擬方式傳輸，最簡單的是將圖像基帶信息直接送入視頻傳輸電纜進行傳送。每一監(jiān)控點的視頻信息都通過一條電纜線直接連接到中心控制室的多路切換控制臺上，通過手動切換的方式選擇控制點圖像使之顯示在電視上。
2．基于PC的多媒體視頻監(jiān)控技術
20世紀90年代中期，基于PC的多媒體監(jiān)控隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術的發(fā)展而產生。系統(tǒng)在遠端有若干個攝像機、各種檢測和報警探頭與數(shù)據(jù)設備，獲取圖像信息，通過各自的傳輸線路匯接到多媒體監(jiān)控終端上，然后再通過通信網絡，將這些信息傳到一個或者多個監(jiān)控中心。監(jiān)控終端機是一臺PC機，也可以是專用的工業(yè)控制機。
3．基于Web服務器的遠程視頻監(jiān)控技術
20世紀90年代末，隨著網絡技術的發(fā)展，出現(xiàn)了基于嵌入式Web服務器技術的遠程網絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其關鍵設備是內置嵌入式Web服務器的視頻服務器。
4．視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用領域
目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應用于公安消防部門、銀行、交通、樓宇大廈等需要遠程實時監(jiān)控的區(qū)域，物流企業(yè)對于這種要求也是迫切的。
二、系統(tǒng)模型設計與關鍵技術分析
1．系統(tǒng)模型設計：整個系統(tǒng)基于C/S（客戶機/服務器）模式，如圖1所示。
系統(tǒng)功能描述：遠程客戶端是監(jiān)控中心，服務器端是監(jiān)控前端。攝像頭和麥克將采集的模擬音視頻信號送入網絡視頻服務器；模擬信號被分成兩路，一路直接送入本地監(jiān)視器進行本地回放，另一路被送入編碼器編碼成視頻流和音頻流，從編碼器出來的音視頻流再被分為兩路，一路送入本地硬盤存儲，另一路通過網絡發(fā)送到客戶端。客戶機端用戶根據(jù)分配的用戶名和密碼訪問服務器主機，接收網絡數(shù)據(jù)包，經過解碼還原成原來的視頻圖像，就可以實時察看監(jiān)控錄像，并發(fā)送相應的控制信息對云臺、攝像頭進行遠程控制，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
2．遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關鍵技術
(1)視頻編解碼技術
網絡視頻監(jiān)控要處理傳輸?shù)闹饕獢?shù)據(jù)就是圖像語音數(shù)據(jù)。一幅640 × 480中等分辨彩色圖像，采用24位比特量化的數(shù)據(jù)量約為7Mbit，如果按每秒30幀的速率播放，則需要傳輸?shù)拇a率高達221Mbit/s，要在有限的帶寬上傳輸如此之高的碼流是不現(xiàn)實的，在這樣的情況下，視頻編解碼技術顯得尤為重要。
在我們的系統(tǒng)中采用的是H.264的編碼格式，它是一種比已存標準性能更高的視頻編碼標準，主要體現(xiàn)為較高的編碼效率、友好的網絡交互性和精簡的語法表示。
圖2是 H.263, MPEG-2,MPEG-4和H.264壓縮性能的一個比較。
(2)網絡傳輸技術
①傳輸協(xié)議
視頻圖像的傳輸質量直接影響系統(tǒng)的監(jiān)控質量，數(shù)字視頻信號雖然已經過壓縮，但數(shù)據(jù)量還是很大，特別是當幾路視頻信號同時在網絡上傳輸時，大量的數(shù)據(jù)傳輸會使得傳輸網絡變得擁擠，這會造成數(shù)據(jù)的延遲及丟失，因此良好的網絡通信通道和通信協(xié)議的選擇至關重要，本系統(tǒng)采用RTP/RTCP與UDP相結合的傳輸協(xié)議。
②C/S端動態(tài)IP地址的解析
當需要遠程視頻監(jiān)控操作并通過ADSL撥號連接Internet時，ISP通常會分配給用戶一個公共IP地址，這時候Internet上的其他用戶就可以通過這個IP地址訪問該計算機。但是，因為這個IP地址是動態(tài)的，也就是說一旦斷線，下次再連接Internet的時候，ISP將會分配另一個不同的公共IP地址。
如果僅僅是服務器端或者客戶端的一方采用了動態(tài)IP接入方式，問題比較容易解決。在點對點通信的時候，只要有一方能夠預先知道IP地址，就能夠在雙方之間建立握手，并獲取對方的IP地址，進行通信。但是如果雙方都采用動態(tài)IP接入方式，就麻煩了。一個用戶撥號連接后，不知道客戶端的IP地址，也就無法通知對方自己的IP地址，后續(xù)操作根本無法進行。這里我們采用動態(tài)域名解析的方式，就是把一個固定的Internet域名和動態(tài)地址IP實時對應起來。這樣，不管什么時候上線，分配的IP地址是多少，其他用戶總是可以通過Internet域名訪問相應的計算機。
三、物流企業(yè)網絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計
1．系統(tǒng)硬件:
網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構如圖三所示：該系統(tǒng)由前端設備、傳輸設備、多路視頻分配器、網絡視頻服務器、本地顯示器、終端客戶機等部分組成。前端包括：攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等設備。傳輸部分由視頻線纜、電源線纜、控制線纜和傳輸線纜等組成。Web嵌入式視頻服務器連接多路視頻輸入，集監(jiān)視、錄像、多種畫面分割、畫面切換、回放檢索、打印、等功能于一體。終端客戶機實現(xiàn)遠程視頻回放和對云臺的監(jiān)控。
2．系統(tǒng)軟件（客戶端）：
采用VC 6.0開發(fā)完成視頻采集、存儲、磁盤管理和對云臺、攝像機的控制，用戶權限管理等功能。Visual C 支持面向對象的編程方法，提供了簡單高效的方法來操作應用程序類。
系統(tǒng)綜述：物流企業(yè)在對人員、物資、材料的監(jiān)管上有著特殊的要求，而網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)突顯了在這些方面的優(yōu)勢。首先，在所設監(jiān)控區(qū)域（如：保密室）布置監(jiān)控點，采用攝像頭對射方式保證監(jiān)控無盲點，也可加入報警裝置；其次，設立監(jiān)控中心并授予監(jiān)管人員權限；最后，各級監(jiān)管人員可在局域網或廣域網對監(jiān)控點進行不定時訪問，這樣就做到了真正意義上的人員保密、物資安全。
結束語
視頻監(jiān)控同其他技術相結合產生了許多新的應用，在各行各業(yè)起著舉足輕重的作用，而智能化是視頻監(jiān)控技術發(fā)展的趨勢。由于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)量非常大，而用戶真正需要的信息只是少部分，或者說真正需要監(jiān)視的只是發(fā)生概率很少的某些事件，如何通過海量數(shù)據(jù)獲取有價值的信息或者說如何從目視解釋變?yōu)闄C器自動解釋是視頻監(jiān)控技術發(fā)展的一個新方向。
作者單位：王鴻雁唐山工業(yè)職業(yè)技術學院
鄧乃灝 河北理工大學機械工程學院
參考文獻:
[1] Evelyn Redtree.Why Digital Surveilance Systems Are Replacing Analog systems[J].Security World,2000.12.
[2] 鐘樂海.多功能網絡實時監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].計算機應用，2003，1:126—128.
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