時間：2023-04-13 17:08:41
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇視頻監控論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞：網絡數字；監控；圖像視頻；傳輸方式；計算機論文
中圖分類號：U491 文獻標識碼：A
一、 數字非壓縮傳輸方式 圖像質量清晰，在傳輸過程中沒有失真，多路圖像可以復用一芯光纖傳輸，一定程度上節約了光纖資源，提高資源利用率，節約建設費用，在一定程度上可以滿足了高速公路監控系統的需求。但是本質上還是要用到矩陣等設備，圖像容量有限，單點同時多路上傳方面技術還不完善，各廠家沒有統一的通信標準，設備不能很好兼容互通，造成使用的局限性，不利于系統擴容升級和資源共享。
二、網絡數字化編碼視頻傳輸技術
網絡數字化編碼視頻傳輸技術是高速公路圖像視頻傳輸系統的新階段，是目前比較先進的圖像傳輸方式。高速公路管理體制對圖像傳輸的要求是現場圖像傳到收費站，再到路段分中心，到省級監控管理中心。
目前高速公路運營管理需要滿足以下條件：（1）及時快速的處理突發事件。通過對現場圖像的分析提出解決方案和行動部署。（2）為公眾提供圖像信息，出行交通道路狀況參考，使人們在出行時能及時了解交通情況，避免通過交通擁堵路段，方便實施出行計劃，使出行變得順利通暢。因此，要求高速公路通信網絡和視頻圖像傳輸網絡能夠很好地結合，使圖像傳輸實現網路一體化，在全網內都可以調閱查看視頻圖像，而網絡數字化編碼視頻傳輸技術正好能夠使該需求得以實現。 網絡數字化編碼視頻傳輸技術優點：（1）簡化了系統結構，并且兼有視頻矩陣、圖像分割器、錄像機等設備的多項功能，可通過管理軟件對視頻進行網絡化操作，在媒體服務器實現視頻圖像面向公眾服務，通過網管協議實現對全網及設備的管理，大大提高了網管功能和效率。（2）由于采用計算機網絡技術，數字多媒體遠程網絡監控可實現遠距離控制。（3） H.264編碼壓縮技術具有高標準、高質量特點，其能夠以更低的數字碼流實現更高質量的視頻圖像，支持高分辨率格式，可在普通電腦上或是監視器中進行觀看，效果不亞于DVD的畫面效果，也可以同時為交通事件檢測設備提供視頻圖像進行事件的檢測，CIF格式可用于視頻存儲，還采用了大容量的磁盤存盤器和光盤存儲器，使得存儲空間得以節約，節省了很多磁帶介質，對實現系統的信息查詢非常有利，帶寬適應性較強，能有效減少通信系統帶寬的占用，更好的適用網絡傳輸。
雖然數字網絡編碼圖像傳輸方式有著以上的特性，但在實際應用中，也暴露一些問題，需要下一步繼續解決，如：（1）系統進行24小時連續工作，其性能不穩定，硬盤上同時存儲著系統文件、應用軟件和圖像文件，在視頻處理時需要輸入大量高密度數據，硬盤同時要進行多項工作，因此普通的硬盤已經不能適應高強度工作，致使系統很容易出現不穩定，進而發生死機問題，容易造成通信系統癱瘓。（2）各廠家視頻圖像編碼方式和算法有所不同，編碼后圖像不能實現共享或互編互解，需要統一。
為了解決上面闡述的問題，各生產廠家需要結合目前高速公路建設和運營情況進行相互的溝通，協調，對他們各自的編碼算法進行開放，共同制定一個可以互編互解的編碼程序或標準，才能更加適應現代管理的要求，才能真正追求到各自利益最大化。對于超過一定范圍的圖像路數，應設置視頻轉發服務器，用來分流解決網內傳輸組播視頻圖像風暴，避免引起通信系統癱瘓。
關鍵詞：空間矢量；脈寬調制；變頻器；專用芯片MR16
引言
隨著拖動技術的不斷發展以及大功率電力電子器件的不斷更新，交流異步電機V/f控制PWM變頻電源在工業上的應用越來越廣泛。傳統的SPWM變頻調速技術理論成熟，原理簡單，易于實現，但其逆變器輸出線電壓的幅值最大值僅為0.866Ud，直流側電壓利用率較低；而采用空間矢量PWM(SVPWM)算法可使逆變器輸出線電壓幅值最大值達到Ud，較SPWM調制方式提高了15％，且在同樣的載波頻率下，采用SVPWM控制方式的逆變器開關次數少，降低了開關損耗。為此，本文運用SVPWM算法，將逆變器和電機作為整體考慮，并綜合三相電壓，通過實時計算，利用MR16單片機實現了電機的恒磁通變頻調速控制。
1空間矢量PWM基本工作原理
圖1所示為三相電壓型逆變器的工作原理圖，它由6個開關器件組成。逆變器輸出的空間電壓矢量為
根據同一橋臂的上下兩個開關器件不能同時導通的原則，其三相橋臂開與關可以有8種狀態。在這8種開關模式中，有6種開關模式輸出電壓，在三相電機中形成相應的6個磁鏈矢量，另外2種開關模式不輸出電壓，不形成磁鏈矢量，稱之為零矢量。各種狀態形成的矢量在空間坐標系中的位置關系如圖2所示。括號內的二進制數依相序A，B，C表示開關的不同狀態，“1”表示上橋臂功率器件導通，下橋臂器件關閉；“0”表示的工作狀態與此相反。任意一個電壓空間矢量的幅值和旋轉角度都表示此刻輸出PWM波的基波幅值及頻率大小，它的相位則表示不同的脈沖開關時刻。因此，三相橋式逆變器的目標就是利用這8種基本矢量的時間組合，去近似模擬合成這樣一個磁鏈圓。
通常將一個圓周期6等份，并習慣地稱之為扇區。每一扇區又可繼續劃分為任意的m個小等份。當理想電壓矢量位于任一扇區之中時（如圖2所示），就用該扇區的兩個邊界矢量和兩個零矢量去合成該矢量，例如：當理想電壓矢量處于第一扇區時就由和兩個非零矢量以及零矢量合成，其他扇區依此類推。假設理想電壓矢量位于圖3所示的位置，依據正弦定理可以得到式（2）—式（4）。
式中：Us為逆變器輸出電壓矢量的幅值；
U1為非零矢量的幅值；
U2為非零矢量的幅值；
Ts為PWM周期；
t1為的作用時間；
t2為的作用時間；
t0為零矢量的作用時間；
|U1|=|U2|=…=Ud。
由于理想電壓矢量是由位于該扇區邊界的兩個非零矢量和零矢量合成，在實際合成時可采用每一個非零矢量分別發出兩次，零矢量則依次插入各個分割點的方法。例如：理想電壓矢量為，其合成步驟可以是：先發非零矢量作用t1/2時間，再發零矢量作用t0/4時間，而后發出非零矢量作用t2/2時間，接著發出零矢量作用t0/4時間。然后再依此次序重發矢量一次，就完成了整個合成過程。之所以采用這種合成方法是因為系統工作到低頻時，控制周期變長，而每個周期內非零矢量的作用時間又是一定的，也就是說零矢量的作用時間相應的變長了。于是就將一個周期中太長的零矢量分開成幾個零矢量，而后把它們均勻地插入到非零矢量中去，這樣既滿足了合成的要求，又有效地抑止了低速轉矩脈動。對于理想電壓矢量位于扇區邊界的這種情形，可以把它作為扇區的特例來處理，即有一個非零矢量的作用時間為0。
2系統實現
2.1主電路拓撲結構
主電路采用三相全橋逆變電路，其拓撲結構如圖4所示，逆變DC/AC部分為全控式逆變橋，電容C為濾波電容，其電容值的選擇與負載額定功率及直流側輸入電壓有關。交流電機變頻調速不僅要求輸出電壓為正弦波，而且要求電壓和頻率協調變化，即要求電壓V和頻率f要同時變化并滿足一定的規律，如V/f為常數，這樣才能保證異步電機轉子磁通在變頻調速過程中保持恒定。采用空間矢量PWM控制法驅動逆變橋，可以實現輸出電壓和頻率分別按各自規律變化，而且正弦波畸變小，響應速度快，控制簡單。2.2控制芯片
本系統采用MOTOROLA公司的電機控制專用單片機68HC908MR16（以下簡稱MR16）作為主控芯片，它是一種高性能，低成本的8位單片機。MR16內部集成有16K字節的可擦寫片內閃速存儲器FLASH，768字節的RAM；具有10位精度的10通道ADC模塊，其AD轉換時間最快僅需2μs，能夠在極短時間內完成多路采樣并進行高精度轉換；同時MR16含有一個可編程時鐘發生器模塊(CGM)，系統時鐘不僅可以直接由外部晶振輸入分頻得到，也可以先將晶振電路的輸出信號緩沖后再經內部鎖相環(PLL)頻率合成器提供；具有串行通信模塊SCI，它有32種可編程波特率，可以工作在全雙工或半雙工模式，通過SCI模塊能方便地實現系統與外部的實時通信。
MR16中頗具特色的部分是專門用于電機控
制的PWMMC模塊。該模塊可以產生3對互補的
PWM信號或6個獨立的PWM信號，這些PWM信
號可以是中心對準方式也可以是邊緣對準方式。
6個通道都有一個12位的PWM計時器，PWM分辨率在邊緣對準方式時是一個時鐘周期，而中心對準方式時是兩個時鐘周期，這樣邊緣對準方式的最高分辨率是125ns（內部工作頻率為8MHz）而中心對準方式的最高分辨率為250ns。當PWMMC模塊工作于互補模式時，模塊功能部件自動地將死區時間嵌入到PWM的輸出信號中，并可以根據感應電機的相電流極性輕易地翻轉PWM數據。PWMMC模塊還含有4個故障保護引腳FAULT1～FAULT4，當任意一個故障保護端口為高電平時就封鎖相應的PWM輸出引腳。例如,當系統過流時，就置位FAULT引腳封鎖所有PWM輸出，這樣就封鎖了IGBT的驅動電路，從而實現了過流保護功能。為了避免由干擾引起的誤操作，MR16的每個故障引腳都帶有一個濾波器，并且所有的外部故障引腳都可由軟件配置來再使能PWM，這些都給軟件設計帶來了極大的方便。
2.3PWM波形成本系統利用MR16單片機中的PWMMC模塊，實現PWM波形的生成。在初始化時將其設置為3對互補工作模式，即同一橋臂上的兩路PWM信號是互補的。為了防止同一橋臂上的2個開關管直通，在無信號發生器DEADTIME的死區時間寄存器DEADTM中設置了2.5μs的死區時間。系統采用4MHz的外部晶振，由程序選擇內部鎖相環頻率合成器產生8MHz內部總線時鐘。同時設置載波頻率為9kHz，并將其寫入PMOD(H:L)寄存器。PWM波的實時脈沖寬度的計算都是在中斷服務程序中完成的，每當PWMMC模塊中的PCTN(H:L)計數器計數至PMOD(H:L)中的數值時就引起一次中斷。預先將一個扇區（60°）的正弦值擴大一定倍數后制成正弦表格存入FLASH中，每次進入中斷后都從表中取出一個正弦值，經過相?的計算后將結果送入PVALX(H:L)寄存器中，單片機將PCTN(H:L)中的值與PVALX(H:L)中的值進行比較后自動產生PWM波，而后依次送入相應的PWM輸出通道，完成PWM波的輸出。采用軟件方法實現PWM波的原理如圖5所示，它對應于圖1的第1扇區。當位于不同的扇區，不同的PWM周期時，它們的值都不相同，都是實時變化的。同樣，賦給每一個PVALX(H:L)寄存器的值也就不盡相同。這種產生對稱PWM波形的方法，每個PWM周期都開始和結束于零向量，并且000和111的持續時間相同；同時，除了占空比0％和100％外，每個周期內各橋臂通斷兩次，而且對于一個扇區來講，橋臂的通斷都有一個固定的順序。
2.4串行通信
系統采用串行通信設計了相應的監控系統，使其具有良好的人機界面。其中逆變系統和監控系統均采用MAXIM公司的串行接口芯片MAX3082，通過標準RS485總線準確實時地實現了相互的串行通信。同時，運用光耦隔離的辦法增強了系統的抗干擾能力，提高了通信的可靠性。雙方約定波特率9600bps，工作于半雙工模式，并采用校驗和的校驗方法檢驗數據通信的準確性。MR16工作頻率設為8MHz，初始化程序如下：
MOV＃＄50,SCC1；每一幀10位數據，
啟動SCI模塊
MOV?！?C,SCC2；發送器和接收器使能
MOV＃＄00,SCC3；屏蔽出錯中斷
MOV?！?0,SCBR；設置波特率為9600bps
2.5軟件設計
系統軟件采用模塊化設計，包括初始化模塊，讀X5043模塊，保護模塊，通信顯示模塊，PI調節模塊，軟啟動模塊以及中斷模塊等。其中除中斷模塊在中斷服務程序中完成以外，其他均放在主程序中完成。主程序流程如圖6所示。
初始化模塊包括MR16內部寄存器初始化，變量存儲單元定義，通信初始化設置等部分；芯片X5043把三種常見的電路，即看門狗電路，電壓監視和EEPROM組合在單個封裝內，它內含的4KbitEEPROM存儲著上次關機時正常運行的參數值設置，每次開機時系統都將這些參數值讀到MR16中，這樣就使系統具有記憶功能，使用戶不必每次開機時都要對系統參數進行重新設置。保護模塊則實現了系統的過熱，過載，過流以及系統低頻保護等保護功能。其中過流保護由硬件完成，以保證系統能在過流產生后的極短時間內迅速封鎖全部的PWM輸出。調節模塊主要完成穩壓輸出的功能，而通信顯示模塊則是方便人機交流的界面，通過它可以進行多種功能的設定，系統狀態的顯示以及各種參數的修改。
1.1業務用房
11家疾控機構人均面積23.1～135.7m2，市級人均面積42.2m2、縣級人均面積75.7m2，有4家機構人均面積低于60m2的國家標準。11家機構實驗室面積占機構面積的比例為20.0%～42.3%，僅有5家機構達到國家相應規定標準要求，市級比例低于44%的副省級城市平均值。
1.2儀器設備
按照《食品安全風險監測能力（設備配置）建設方案》（發改社會〔2013〕422號）要求，市級機構食品檢測設備數量不足，部分老化，且缺乏高端、精密檢測設備；縣級機構設備配置差異較大。
1.3食品檢測能力
市級機構能開展食品、食品添加劑與食品相關產品檢測共計295項，其中食品中理化參數204項、微生物參數47項，食品相關類產品共40項?？h級能開展食品中理化參數檢測12～152項，平均100項，微生物參數檢測12～36項，平均26項。
2討論
2.1人力資源現狀
調查結果表明，市級機構人力資源配置較為合理，各崗位既有高職專家、中年骨干、又有高學歷青年人才，可基本滿足日常食品安全風險監測工作需要，但工作量已接近飽和；此外，無論從工作或是學科發展角度，市級機構缺乏食品安全領域高端人才與學科帶頭人?？h級機構各崗位人員相對較少，平均不超過4人，且無專職人員，現有人員除從事風險監測外，還承擔其他公共衛生監測或檢測任務，工作投入精力有限，并且各崗位高級職稱與高學歷人員較少，阻礙風險監測工作進一步發展需要。
2.2業務用房
自2003年以來，市新建、翻建縣級疾控機構4家，占總數36.4%，部分機構業務用房得到明顯改善，人均面積平均達到66.9m2，人均面積達標率為63.6%（7/11）。另外，參照《疾病預防控制中心建設標準》（建標127-2009）要求，實驗室面積占總建設面積比例為，市級不低于40%、縣級不低于35%。調查顯示，6家機構未達到標準，占54.5%，最低比例為標準的57%。結果表明，部分疾控機構的實驗室用房比較緊張。
2.3檢測資源配置
調查顯示，市、縣級疾控機構現有儀器設備均按照《疾病預防控制中心建設標準》（建標127-2009）要求配置，2011年食品安全風險監測工作啟動時相應的食品檢測設備未與之同步配置、補齊。各級機構現有的檢測設備與儀器多為食品專業與其他專業共用，并且部分基礎設備數量嚴重不足，部分檢測設備處于落后淘汰狀態。另外，參照《食品安全風險監測能力（設備配置）建設方案》（發改社會〔2013〕422號）要求，市級機構存在高端檢測設備缺如，例如凝膠滲透色譜裝置、氣相色譜-四級桿串聯質譜儀、液相色譜-電感耦合等離子體質譜儀、液相色譜-原子熒光光譜儀、加速溶劑萃取儀等。調查表明，實驗室儀器設備配置不完善已嚴重制約很多食品中有害污染物項目監測工作開展。3.4實驗室檢測能力調查顯示，全市10家機構已取得食品檢驗機構資質認定，其中市級能開展食品中理化、微生物項目檢測251項，縣級能開展理化、微生物檢測項目平均126項。項目雖多，但大部分為重金屬元素、食品質量指標、人工合成色素、亞硝酸鹽等常規檢測項目。依據國家食品安全風險監測工作需要，例如食品非食用物質、農藥殘留、稀土元素、獸藥殘留、真菌毒素、生物毒素、有機污染物等項目尚未列入資質檢測范圍。
3建議
《食品安全法》及其條例明確規定，食品安全風險監測是制定、修訂國家和地方食品安全標準、開展食品安全風險評估的技術依據，是食品安全監管的重要基礎。隨著政府對食品安全風險監測工作的重視，對疾控機構工作也提出了新的要求與挑戰。針對調查，提出以下建議：
（1）進一步明確、落實市食品安全風險監測工作職責，制訂工作發展規劃；
（2）加強專業人員培訓力度，吸引食品安全領域的高、精、尖人才，最終形成一支人員配備合理、專業技術過硬的食品安全風險監測隊伍，帶動整體工作持續發展。
關鍵詞：交通行業，GIS，視頻監控系統
1. 引言
城市交通視頻監控模型是行車組織和客運組織重要的輔助設備，是保證運輸安全、應對緊急事態的重要解決手段。目前主要采用兩種組網監控系統，即模擬視頻監控和數字視頻監控。前者技術發展已經非常成熟，并且在工程中也得到了廣泛的應用，但由于該視頻監控系統中信息流是模擬的視頻信號，系統的網絡結構采用單功能、單向、集總方式的信息采集網絡，介質專用，具有一定的局限性，要滿足更高的要求，須采用數字視頻監控系統。
與模擬視頻監控相比，數字視頻監控更加便于計算機進行視頻信息的壓縮、儲存、分析和顯示。通過各種視頻和圖像的算法分析，實現自動接警處理，達到無人值守；同時，借助網絡平臺實現遠距離監控，即使是數千公里外也能達到親臨現場的效果，并且能夠更加快速的了解現場情況。論文參考。
利用先進的軟件系統在幾分鐘內便可完成傳統視頻監控中大量的數據分析，獲得更為逼真、清晰的數字化圖像，提高監控效率。達到非常實用的監控管理和遠程維護。
2. 系統構成及功能
城市交通視頻監控模型采用純IP部署，配合網絡攝像機、編碼器及存儲設備，實現了網絡攝像機與編碼器直接寫存儲功能，且網絡攝像機與編碼器對中心存儲具備冗余備份功能，在實現網絡視頻接入、瀏覽、錄像、回放、管理和轉發等功能的同時，還能對系統進行二次應用開發，與其它圖像信息系統整合，提供頗具特色的增值業務，如車牌識別、人臉識別和人數統計等。
系統應用級采用基于GIS（Gographic Information Systems）可視化展現，并且利用空間分析與空間定位，借助高清卡口的監控信息，進行車輛路線分析，實現各種肇事車輛行駛路線的自動繪制。
在部署、應用、管理及安全等各方面都提供了全新的、創新的解決方案，擁有前所未有的網絡化優勢。其中，主干網設計采用FDDI，保障了網絡傳輸的可靠性和傳輸效率。論文參考。
整個交通行業視頻監控模型主要包括四部分：視頻存儲管理、監控中心、傳輸網絡以及前端系統。系統部署視圖如圖1所示：
圖1 交通行業視頻監控模型系統部署視圖
系統總體架構如下圖2所示：
圖2 交通行業視頻監控模型總體架構
視頻存儲管理平臺主要實現平臺管理、智能存儲管理和客戶端管理等。監控中心主要完成用戶管理、設備管理、系統管理、安全管理、增值業務管理和認證管理，從而實現對監控平臺中的各個站點和用戶的管理及用戶權限的分配。
監控中心通過接入認證請求，實現對前端視頻圖像的實時監控，對前端云臺的實時控制，以便快速響應異常情況。同時，支持對存儲的歷史圖像調用和查看等功能。由大屏幕顯示系統、軟/硬件解碼器、主控臺及監控管理軟件組成，供專業用戶使用。用戶在得到授權的情況下，可以通過前端系統完成各種系統功能的訪問。
傳輸網絡提供了可以通過任意支持TCP/IP的承載網絡（城域網、局域網以及各類接入網絡）進行視頻業務的傳輸。在行業市場，用戶更關注的是以太網、PON網絡、無線網絡以及ATM網絡。
前端系統主要包括視頻編碼器、攝像機及報警探頭等設備。其中，編碼器用于實現音視頻信號編碼、傳輸以及輔助設備的控制。目前交通行業視頻監控系統能兼容國內主流廠商的DVR、DVS和網絡攝像機產品，同時可以提供SDK支持二次開發，接入更多的前端廠家的設備。
3. 模型領域分析
自2000年的中國第一臺DVR（Digital Video Recorder）數字硬盤錄像機設備問世并進入安防領域以來，截至2009年已經占據了視頻監控領域接近65％的市場份額，其實現的主要功能是視頻和音頻信號采集以及本地數字化存儲，但由于其自身架構設計的原因，始終無法解決網絡遠程監控的長延時、無法多路同時監控、無法實現前端存儲、集中監控和建設維護成本高等問題。
隨著網絡化、數字化的發展，NVR（Network Video Recorder）技術頻繁被國內外廠商提及，在國外已經將此技術應用到某些高端安防領域了。交通行業視頻監控解決方案中的智能存儲管理設計基于NVR技術，提供視頻圖像存儲、回放、檢索和視頻圖像的轉發功能。前端編碼器或者網絡攝像機通過與智能存儲設備之間確定的協議，直接將前端的視頻圖像寫入智能存儲設備，而不需要再單獨提供存儲服務器。對于接收到的視頻圖像，可以回放給客戶端進行查看和調用。同時，與前端編碼器或網絡攝像機形成冗余備份保護方案，當編碼器與智能存儲設備間的網絡中斷后，編碼器或網絡攝像機啟動本地存儲；當網絡恢復通信后，智能存儲設備會自動將編碼器或網絡攝像機存儲在本地的錄像數據取到智能存儲設備上進行集中保存。通過智能存儲管理設備轉發時，訪問方只要訪問智能存儲管理單元并告知要訪問的前端設備，智能存儲管理設備可代為取到視頻流并轉發給該訪問方；通過智能存儲管理設備分發時，一路視頻通過存儲設備可以被復制成多路送達不同的訪問方。
4. 模型特點
交通行業視頻監控模型的特點如下：
Ø先進的網絡部署以及網絡的智能保護：采用前端系統直接將視頻信息寫入存儲單元，當網絡傳輸出現問題時，前端設備的本地存儲啟動；當網絡恢復后，系統會自動將前端設備存儲的錄像數據取到存儲設備上進行集中保存。同時主干網設計采用FDDI，提高主干網的可靠性和安全性；
Ø彈性組網更靈活：可實現分布式部署集中式管理，也可以通過系統設置實現分級部署和分級管理；
Ø開發兼容性更強：采用開放式的協議兼容國內主流廠商的前端設備；開放性結構設計，提供有豐富的API和SDK包，便于第三方程序的集成；
Ø高度智能效率更高：通過對存儲的視頻信息智能分析，提供多種檢索方式，快速準確進行圖像定位和調用；
Ø可視化監控標繪提供直觀分析：可以根據監控網絡在GIS上可視化的展現監控地點和監控圖像，并且對肇事車輛進行路線的自動繪制，便于更加直觀的分析其行駛路線；
Ø交通行業視頻監控系統為行業提供了一套標準的、開放的、智能的網絡視頻監控解決方案。
5. 結束語
隨著網絡通信和微電子技術的快速發展，視頻監控以其直觀、方便和內容豐富等特點，日益受到人們的青睞。論文參考?；诳臻g地理信息系統的可視化展現，在矢量地圖和影像地圖的雙重結合下可視化視頻節點展現使得該項應用逐漸成為城市交通視頻監控系統的發展趨勢，市場應用將會逐漸擴大，應用前景非常可觀。
參考文獻：
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[2] 李英紅，吳建，陳帆.基于C/S結構的分布式數字視頻監控系統的設計和實現 科學技術與工程
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[4] 石大立.分布式數字視頻監控系統的設計和實現 微電子學與計算機
[5] 王永慶,華竹軒.基于網絡的分布式數字視頻監控系統的設計與實現廣東自動化與信息工程
[6] 王永慶,殷惠莉,朱學峰.基于網絡的分布數字視頻監控系統的設計與實現 廣東自動化與信息工程
關鍵詞：S3C2410；網絡監控系統；Linux
中圖分類號：TP311.52
1 論文研究背景及意義
如今嵌入式系統在電子信息領域的發展已經越來越獲得了國內外各類廠商和用戶的一致關注，嵌入式系統已經越來越多的影響到人類的日常生活、工業自動化生產、高科技產業等諸多領域。嵌入式系統以其特有的專用性和便宜性大大沖擊了傳統以PC機位主導的電子信息產業，是的電子產業的發展出來了新的契機，在市場上獲得了普遍的認可和追捧，其價格低廉，操作個性化、簡易化，符合針對不同用戶不同的需求，而且由于嵌入式系統這些年來的不斷發展和成熟，尤其是微軟公司專門針對嵌入式系統開發的Windows CE系統和目前普遍使用的開源的嵌入式Linux系統都在對硬件的支持和圖形界面的應用方面取得豐厚的成果，使得嵌入式系統的競爭優勢越來越突顯出來。而本文之所以選擇嵌入式Linux系統作為開發的軟件系統平臺，也是從其開放性的角度考慮的，嵌入式Linux系統基本上是免費的，所以大大降低了開發成本，搭建了一個更為可靠的、實用的、高效的管理平臺，為后期的軟件開發奠定了堅實的基礎。
2 監控系統技術應用現狀
視頻監控系統在通信、醫療、金融、安保等諸多領域有著廣泛的使用。視頻監控系統在國內也獲得了廣泛的推廣，國家以及企業、個人的投入越來越多，視頻監控技術的發展對于金融安全、人身財產、社會治安等方面的貢獻也越來越大。隨著社會的發展視頻監控系統也越來越多的獲得廠商的青睞，在國內也出現很多具有國際競爭力的知名品牌，如海康威視、大華、天地偉業等，以其一流的技術占據著國內大部分市場。視頻監控系統一般有兩個部分組成，即視頻服務器和視頻客戶端，在研究的過程中必須對這兩部分進行軟件的開發和管理，建立好通信機制，設計好正好工作流程。按照視頻流的數模特性來劃分，模擬視頻監控系統和數字視頻監控系統構成了視頻監控系統目前最主要的兩個技術方向。視頻監控系統技術在未來的發展中得到更多功能方面的擴展，如無線視頻網絡、智能識別視頻系統等方向。
2.1 平臺選擇
本論文的硬件平臺選用s3c2410開發板，操作系統內核采用Linux2.6內核，本論文硬件平臺采用的主要硬件是s3c2410開發板。該板是韓國三星公司已經比較成熟的產品，在硬件配置方面基本滿足本文的需要。采用Linux2.6內核的主要原因是這個內核版本經過較長時間的推廣和完善，無論是對本文所需的視頻監控系統硬件驅動還是軟件系統的開發，都會有很好的支持，而且運行穩定，符合視頻監控系統的要求。
2.2 USB視頻設備驅動的實現
本論文的USB視頻設備驅動運行在嵌入式環境下，對視頻圖像處理能力有限，所以本驅動程序不支持V4L中VIDIOCGPICT和VIDIOCSPICT接口。原始的圖像格式與攝像頭采集到的格式是一致的。
2.2.1 USB視頻設備驅動實現待需解決的問題
USB視頻設備驅動的實現需要解決如下幾個問題：對USB視頻設備的端點類型和端點號、一副圖片的結束等具體數據的判定。
（1）確定USB視頻設備的端點類型和端點號
從開發板的硬件支持角度來分析，使用USB接口作為視頻監控系統的數據接口是比較合適的選擇，而Linux系統也為USB接口提供了強大的支持，通過視頻監控系統的USB驅動對USB設備的操作實際就是對某一端點的操作，而端點又進一步的被定義為控制、中斷、同步、塊四個種類，每一個USB設備都具有特定數日的端點、特定類型的端點以及端點號確定的特點。因此在進行USB視頻設備驅動開發之前，USB視頻設備的端點類型、端點數日以及端點號需要在設計時設置。
（2）判斷一副圖片的結束
圖像數據在于USB核心是連續的數據流，而一副圖像的開始和結束并沒有嚴格的界定出來，如果沒有對這些數據進行標識，那么在系統看來這些數據就是一些單純的數據流，是沒有意義的數據，對圖像就不能進行正確的識別和存儲，因此需要利用緩存技術，工作的原理就是USB視頻設備驅動從連續的數據流中獲取圖片信息，通過緩存保存起來。而保存在緩存中的數據流并沒有提供圖片信息的開始和結束的標識，這個時候攝像頭的數據格式有對圖像信息的開始和結束的定義和標識，雖然不同廠商的芯片對標志有不同的定義，導致沒有一定的規律可循，但是在沒有統一的標準的情況下，具體的定義可以由對應的驅動程序來代替，通過不同的數據格式的定義對標識過的圖像信息逐一提取，就獲得我們所需要的圖像，如使用JPEG格式的圖像，就可以從標示符Oxff Oxd8開始認定一副圖片的起始。
（3）提高USB的數據傳輸速度
在Linux系統中urb來實現USB的數據通信。通過擴大urb的緩沖，提高速度，提高有效數據的傳輸速度。
2.2.2 USB視頻設備驅動具體實現
視頻設備驅動層處于上層應用和USB子系統之間，不同的USB設備在軟件上的差異主要體現在該層。該層主要要完成兩個方面的工作：上層應用所需接口函的調用、接口函數供USB子系統回調。在本視頻設備驅動函數中，如open函數、read函數、close函數和ioctl函數，構成了USB子系統主要的數據傳輸，而probe函數和isoc irq函數實現了子系統的回調。上層應用和USB子系統的通過函數調用接口的關系如圖1所示。
圖1 接日函數的調用關系
圖2 接日函數關系圖
圖2是這幾個接口函數的關系圖，參數信息，如分辨率、幀速度、圖像格式等數據存在全局內存空間1中。而圖像數據的相關內存空間則保存在全局內存空間2中。同時以環形緩沖區的方式保存圖像的存儲空間，環大小為兩幀圖片大小。
2.3 網絡視頻監控系統的軟件設計
本文主要通過Linux的多線程機制和Socket機制實現了視頻服務器。視頻壓縮采用了H.263壓縮標準，壓縮以后的數據以AVI文件格式保存。視頻服務器主要向USB視頻驅動發出讀取數據的請求，數據發被服務器送給需要數據的客戶端。主要體現出處理多個客戶端的同步和共享的問題，而采用Linux的多線程機制就可以解決這兒問題，在Linux的多線程機制中一個主線程、一個讀取視頻數據子線程、其他客戶端通信子線程構成了視頻服務器主要組成部分。
2.3.1 主線程邏輯
首先通過主線程對攝像頭進行初始化，同時讀取視頻數據子線程將被啟動，進一步打開服務器端Socket，等待客戶端的連接，客戶端發送請求并由服務端接收，這樣客戶端通信子線程就生成了，用于和客戶通通信的線程就生成了。
2.3.2 兩類子線程序通信邏輯
視頻服務器包括了兩類子線程：讀取視頻數據子線程、客戶端通信子線程。就像正常的程序的讀寫功能一樣，視頻服務器對數據的讀寫分別依靠讀取視頻數據子線程和客戶端通信子線程，兩類子線程的通信邏輯是讀寫功能的擴展，讀取視頻數據子線程完成寫的功能，戶端通信子線程執行讀的功能，這樣在視頻服務器中就完整的體現了讀寫的邏輯功能。
2.3.3 讀取視頻數據的子線程
讀取視頻數據的子線程的主要功能是從設備驅動中用read方法讀取一幅圖片的數據，并把數據拷貝到環形共享緩沖區當中。
2.3.4 客戶端通信的子線程序
首先把視頻數據看作是一幅幅圖片數據的重復，為了在客戶端能夠定位一幅圖片的結束和下一幅圖片的開始，在每幅圖片數據的開始前插入定長的picwe header結構，其中的size字段告訴客戶端當前圖片數據的長度。從設計的角度來看我們希望客戶端能夠隨時、方便的控制服務器端，控制攝像頭的方位、攝像頭的焦距、圖片的分辨率等因素，只要在客戶端到服務器端的方向上定義一個數據流，負責兩端的通信和數據的控制，而從數據流的結構來看，我們可以認為這個數據流是message結構的重復。
2.4 視頻客戶端的實現
2.4.1 視頻客戶端功能需求
由于C/S架構的一些特性，如C/S架構管理模式更加規范和高效比較適合視屏監控系統的應用，所以本論文選擇了C/S架構作為客戶端的實現方法。視頻的播放、視頻的壓縮存儲的功能就是在采取C/S架構的客戶端下實現的。在windwos下有兩種類型的線程：窗口線程和工作線程。窗口線程有自己的消息隊列，而工作線程在系統看來就是調用執行函數的過程，系統為線程提供接口、緩存等系統資源，線程在執行函數的結束后就自動釋放占用的系統資源。
2.4.2 圖像的顯示
本論文選擇VFW作為客戶端的視頻開發技術，VFW在微軟公司的不斷開發下，已經成為一個很強大的軟件開發包，能為視頻監控系統提供一整套的功能服務，其功能模塊主要包括AVICAP，MCIAVI，MSVIDEO，AVIFILE，ICM，ACM等6個模塊，在VFW的支持下，包括視頻圖像的捕捉、播放、壓縮和存儲等功能都可以逐一實現。客戶端利用AVICAP模塊執行捕獲視頻的函數為AVI文件輸入輸出和視頻設備驅動程序提供一個編程接口，AVICAP模塊獲取到屏幕上的視頻操作以后需要通過MSVIDEO模塊來處理，而MSVIDEO模塊主要調用的函數是DrawDib函數，而MSVIDEO模塊把通過網絡接收到的圖像數據以特定格式進行顯示。MCIAVI包含對VFW的MCI命令的解釋器。AVI文件則通過AVIFILE支持標準多媒體I/O函數所提供的更高的命令來訪問。ICM管理用于視頻壓縮、解壓縮的編解碼器。ACM功能模塊用于波形音頻壓縮、解壓的編解碼器的管理。DrawDib可以把DIB畫在屏幕上，使用了BITMAPINFO數據結構。
2.4.3 圖像的壓縮
圖像的壓縮采用H.263標準，H.263壓縮算法的核心函數包括了對幀內壓縮的CodeOneIntra函數和對幀間壓縮的CodeOneOrTwo函數。CodeOneIntra函數實現了圖像像素宏塊的劃分。CodeOneOrTwo函數一首先定義了一個二維數組MV，其變量類型為MotionVecto：結構體，用來保存每一宏塊的運動矢量。
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關鍵詞：VPN網絡，視頻監控系統
背景需求分析
近年來，數字視頻監控系統以其控制靈活、信息容量大、存儲和檢索便利等優點逐步取代了傳統的模擬視頻監控系統，被廣泛應用于監控、安防、質檢等方面。隨著計算機及網絡技術的發展、普及和網絡帶寬的迅速擴大，視頻監控已經發展到了網絡多媒體監控系統，即將數字視頻監控技術與網絡技術相結合，在現場監控主機無人職守情況下，實現局域網或Internet遠程監控的功能。如此一來，將監控信息從監控中心釋放出來，從而提高了治理水平和效率。但假如遠程訪問視頻監控服務技術功能不足，則無法保證監控信息所需的保密性和速度性，這該怎樣解決呢？VPN?（VirtualPrivate Networking）技術的出現，正好解決了該問題，實現了遠程視頻監控信息安全便利的傳輸。
經調查發現，實現VPN遠程視頻監控系統較重視的需求為：
虛擬私有網絡VPN安全傳輸：完整的VPN網絡視頻監控系統，最重要的需求是要讓各分支外點及本地局域網的監控視頻能安全、實時的傳送到總公司監控中心的治理服務器，統一作企業安全防護及報警。視頻監控信息若不作加密處理就直接通過公眾互聯網進行傳送，可能會造成企業內部機密外露等問題。因此，需要建置完善的VPN傳輸，不僅可節約高昂的專線成本，還能得到安全穩定的傳輸質量。
穩定良好的寬帶接入服務：將視頻監控信息集成到VPN中，雖然可以確保得到安全穩定的聯機，但VPN線路還是建立在公眾互聯網上，一但接入的寬帶線路不穩定輕易掉線，也連帶影響到VPN的聯機質量。穩定良好的的寬帶接入服務或于運營商掉線斷網時可以實時提供備援的支持是必要的。
帶寬增級同時也能節省成本：多媒體視頻監控系統包括視頻、音頻及相關數據的傳送，若要得到實時、順暢的傳送質量，需要相當大的帶寬才可達成，因此首先就面臨到帶寬的增級。如此就會導致線路成本的增加及可能的線路添加，帶來成本及治理上的諸多問題。這時，兼顧成本的考慮下，適當的線路集成整合成為企業的需求。
網絡安全防攻擊防火墻：越來越多的攻擊及病毒，造成企業網絡安全的潛危機。一旦寬帶接入受到惡意攻擊影響網絡正常運作，輕則讓監控信息傳輸效率大減，嚴重時發生整個網絡斷網，造成視頻監控系統停擺的窘境。若是多購置防火墻，等于是增加成本，因此路由器中需要有適當的防火墻功能，以進行網絡安全的防護。
內部上網行為管控避免影響重要傳輸：多數員工在上班時間通過BT等下載音樂電影，或是聊QQ、MSN等實時交流工具，不僅影響工作效率，也很大可能會造成帶寬被占用、影響監控信息傳送速度降低影響監控實時反應，更嚴重是可能隨之而來的病毒、蠕蟲和木馬的威脅。有效而可靠的管制內網用戶使用特定軟件是很必要的。
方便的配置及治理：當今講求效率的時代，路由器也需要提供簡易配置好治理的配置接口設計，讓網管由繁復工作中解放。另外VPN客戶端大多不配備專業的網管，很多指令行的路由器給設置帶來了困擾，而想要對路由器進行任一個操作，都必須找來專業的人員，這又為實時反應帶來了變量。因此路由器的配置，最好使用直觀的配置接口及簡化的配置設計，即使不是是專門的網管人員經簡單的培訓后也可輕易上手，節省不必要的時間浪費。
VPN遠程視頻監控應用
依據企業遠程VPN視頻監控系統服務需求及以上組網分析，具有高度性價比優勢的多WAN VPN防火墻廠商俠諾科技，為遠程VPN視頻監控系統提出一完整的組網方案。
方案功能特點
多WAN端口接入匯聚帶寬：Qno俠諾多WAN產品支持帶寬匯聚、自動線路備援等功能，多WAN口接入方式，讓企業有更大和彈性配置空間。可支持多線路多ISP接入，不僅可以匯聚帶寬以節省成本，而且還可以實現線路備援、數據分流、負載均衡等效果。當一條線路掉線，會自動改用另一個WAN連接端口的線路連接，確保VPN聯機不掉線，避免掉線時造成無形的損失與傷害。
強效防火墻有效防病毒攻擊：VPN防火墻，具備主動式封包檢測功能，只需單向啟動各式黑客攻擊、蠕蟲病毒防護功能，即可簡易完成配置，有效防止內外網惡意攻擊，確保企業網絡安全，降低網絡受攻擊帶來的損失。具有內建的防制ARP功能，憑借自動檢視封包的機制，偵測過濾可疑的封包，做為防制ARP攻擊的第一道防線?？纱钆銲P /MAC雙向綁定，在路由器端以內網PC端進行IP/MAC綁定，即可達到防堵ARP無漏洞的效果。論文參考網。
QoS帶寬治理優化帶寬使用：視頻監控多媒體傳輸需要有穩定的帶寬，而少數BT下載等惡意占用帶寬造成網絡卡，經常會造成客戶抱怨。讓人寬慰的是俠諾二代多元QoS帶寬治理功能，支持一周七天、一天三個時段采取不同的帶寬治理政策，依據不同的網絡應用環境、時段，自由選擇管控方式，達到帶寬利用率最佳化的目的。該功能包含有傳統QoS帶寬管控及智能SmartQoS治理，可依據聯機數、要害字、最大或最小帶寬等方式進行管控，也可啟動動態智能治理，對于非凡的應用或用戶進行非凡限制。這個功能并不禁止特定的應用，只是加以限制，從而更彈性的提供帶寬服務。
輕松實現了中心管控：同時治理外點多條VPN接入聯機，對于大部分網管來說，是非常棘手的問題，尤其是必須反復留心查詢各點聯機狀況、帶寬使用率、視頻監控等信息，更是耗費許多時間。而Qno俠諾多WAN VPN防火墻則輕松解決了上述問題，其所具備的中心控管功能，可一次看清全部VPN聯機的情況，再也不必一一地檢查聯機的狀況。若需進一步協助設定或排解問題，網管也可直接進入分點的治理接口查看或進行設定治理，安全又有效率。
簡易又方便的系統治理：Qno俠諾多WAN VPN防火墻具有全中文化配置及治理界面，所有設定參數與組態清楚明確、簡單易懂，輕松完成網絡設置。還支持強大的系統日志功能，可通過對日志治理和查找，即時監控系統狀態及內外流量，進而作對應的配置，確保內網運作無誤。
支持多VPN協議外點靈活選擇：Qno俠諾高階產品系列，可支持PPTP、IPSec VPN、SmartLinkVPN、QnoKey IPSec客戶端密鑰等多種連機方式，可滿足外點多種VPN彈性配置需求，實現總部中心端與各分點建構實時、穩定、安全的互連VPN網絡系統。由此可見，多通道多協議的特點完全能勝任企業擴展及網絡視頻布點，而且外點可根據實際規劃與應用，靈活選擇適用的方式接入中心端。
SmartLink VPN快速設定：俠諾SmartLinkVPN快速聯機，簡化20多復雜設置步驟，將大部份的設定參數的工作交由VPN網關自動完成，用戶只需要輸中心端服務器IP地址、用戶名、密碼三個參數，即可完成超快速VPN連機設定。
策略路由解決VPN跨網瓶頸：由于國內長期存在電信、網通互連不互通的問題，許多企業建立VPN時會發生跨ISP網絡時帶寬不足，導致VPN不穩定或易于掉線。俠諾多WAN口的設計，可搭配策略路由的設定，讓不同ISP外點可直接連到對應VPN服務器入口，實現“電信走電信、網通走網通”，從而有效解決跨網受限問題。
指定路由強化網絡穩定性：另外一方面，多WAN口的設計，也提供了訪問網絡快速穩定的途徑。支持指定路由功能，可通過協議綁定，將特定的服務或應用綁定在指定的端口，如WEB走WAN1，MAIL走WAN2等等，加速訪問速度，進一步保障網絡的穩定性。也可將VPN綁定特定端口，保證VPN通道的穩定流暢。
總結
通過以上介紹，可以看出，Qno俠諾多WAN VPN防火墻產品多項功能，都體現了俠諾簡單、安全、快速的“3S”研發理念和貼近用戶需求的專心，幫助企業以較少的成本、時間與精力，達成高效、快速、安全的運營效能。非凡對于遠程VPN視頻監控服務來說，在帶寬、安全性穩定性等多方面都有較高要求，VPN遠程視頻監控解決方案，可有效保持企業總部和分支機構間的隧道暢通，進而保證其服務的穩定性和可靠度，提高安全監控的視頻質量，當異常事件發生時，可以在第一時間進行處理。論文參考網?？芍^是最省成本、且最方便的解決途徑。
春節假期，偶然在街上碰到大學同學小張。多年不見話題就多了，在了解到本人現在所從事的是網絡安全技術方面的工作后，他像是碰到了大救星，一個勁兒要請客吃飯。原來，他利用這幾年打工的儲蓄獨立創業，加盟了一家全國聞名的服裝連鎖店，連鎖總店要求必須部署VPN信息網絡。年前，他便按照要求進行了統一購買了VPN設備，但是由于其設置和應用過于復雜，對于作為網絡“外行”的人來說，實在是有點難以應付。此外，因為金融危機的影響，為了壓縮人力資源成本，他暫時還沒有聘請專業網管的計劃，正為這事上火。論文參考網。
其實，這種問題在國內數萬家中小連鎖企業的經營治理過程中絕不是首例。產生這種矛盾的原因有兩點：專業化的高端設備滿足了企業的應用需求，但是一般的兼職網管無法應付其治理和維護；平民化的低端設備，使用和治理倒是比較簡單，卻達不到企業信息化治理的全面需求。VPN網絡是未來企業發展的大勢所趨，但當務之急是為企業提供最為合適的設備，即要能兼具安全與簡便的基本特性。安全無須多說，簡便性就成了體現產品技術水平的最大差異化，也同樣彰顯了企業客戶在應用上的突出需求之一。事實證實，其簡便的應用特性非常貼近中小企業的需求現狀，得到了較好的市場效果。
作為在SMB寬帶接入和VPN應用領域耕耘多年的專業廠商，俠諾科技每年都會其創新的產品及應用功能。但是無論怎樣創新變化，簡單、安全、快速的“3S”研發理念都始終貫穿于其系列產品線。其中，簡便（即Simple）被放在首位——“俠諾極簡風，治理一鍵通”。 俠諾的極簡風格，是要求專心體察用戶的細致需求，將最復雜的技術以最簡單的方式呈現給用戶，讓企業的網管員用最少的時間與精力，達到較為復雜的配置與治理需求，幫助企業有效的增進運營效能。事實證實，其簡便的應用特性非常貼近中小企業的需求現狀，得到了較好的市場效果。
論文摘要：采用目前業內最先進的網絡視頻監控技術和周界報警技術來組建長距離輸油(氣)管道的安全監控系統。在各工藝站場內部布設網絡攝像機，在站場圍墻上布設紅外對射探頭，并實現紅外報警和視頻監控聯動，通過管道mstp光傳輸網將信號傳給調控中心，實現視頻圖像的同步調看和遠程控制。
1概述
為滿足長輸管線安全生產和 科學 系統化管理的需要，對意外情況能迅速做出準確判斷和處理，擬在管道沿線建設安全監控系統，及時地把生產設備運行狀況和險情圖像資料傳送到各站場控制室和管道調控中心，使險情或隱患被扼制在萌芽狀態，確保人員生命、財產安全。
2方案選擇
根據現場條件及工藝站場的實際需求，并充分考慮技術的實用性，管道安全監控系統主要采用視頻監近系統和周界報警系統來組網。
2．1視頻監控系統
視頻監控系統的應用目前主要有三種形式：模擬視頻監控、基于微機平臺／嵌入式系統的(半)數字視頻監控和基于網絡視頻服務器技術的數字化網絡視頻監控。
2．1．1模擬視頻監控系統(第1代監控技術)視頻信號采用同軸電纜進行傳輸，并由模擬矩陣主機進行信號處理。從攝像機到控制主機再到錄像機、監視器，全部以模擬視頻信號進行傳輸與圖像存儲。而控制信號以數字信號進行傳輸。
2．1．2半數字視頻監控系統(第2代監控技術)1)基于微機平臺的dvr(第2代監控技術)。dvr系統采用微機和windows平臺，在 計算 機中安裝視頻壓縮卡和相應的dvr軟件，支持實時視頻和音頻，是第一代模擬監控系統升級至數字化的可選方案。
視頻信號仍采用同軸電纜進行傳輸，控制信號以數字信號進行傳輸，由多媒體控制主機或硬盤錄像主機(dvr)進行數字處理與圖像存儲。從攝像機到控制主機和監視器以模擬視頻信號進行傳輸，而控制主機的處理、控制及存儲是以數字信號進行的，故準確的講應為"半數字監控"技術。
(2)嵌入式dvr(第2．5代監控技術)。嵌入式dvr指的是在傳統dvk的基礎上擴展了網絡功能的dvr產品，使得更多的用戶可以進行訪問。正是由于這種產品開發的理念，使得帶網絡功能的dvr產品還是傳統意義上的dvr，其主要功能仍然是dv存儲，這也決定了其市場定位是在小范圍的網絡環境中，監控點也有限。
2．1．3網絡視頻監控系統(第3代監控技術)網絡視頻監控系統是目前業內最先進的監控技術，視頻從前端圖像采集設備輸出時即為數字信號，并以網絡為傳輸媒介，基于tcp／ip協議，采用流媒體技術實現視頻在網上的多路復用傳輸，并通過網絡數字矩陣主機(ipm)來實現對整個監控系統的調度、存儲和控制等功能。此外，周界報警、門禁等設備輸出的數字信號也可采用多網合一的方式，通過網絡復用進行傳輸，并在同一平臺上進行管理與控制。
2．2監控方案比選
(1)第1代模擬監控技術，由于技術落后，正在逐漸退出 歷史 舞臺，因此不考慮用該技術組網。
(2)第2代dvr技術，由于前端還是模擬傳輸方式，而模擬視頻線和控制線的有效傳輸距離為300m以內，對于規模較大的工藝站場，有少量的監控點與控制室的距離較遠，必須再加線放才能滿足傳輸需求，增加了傳輸成本。
(3)第3代網絡監控技術，優勢就在于傳輸不受距離限制，組網方便靈活，更適宜于網絡傳輸和遠程控制。
根據監控系統的實時性、有效性和 經濟 性，并充分考慮到管道視頻圖像信號的遠傳需求，結合各站場的實際情況，推薦采用網絡視頻監控技術來實現管道工程監控圖像的采集、傳輸、實時監看、存儲和上傳。
2．3周界報警系統
周界防范報警系統作為視頻監控系統的一個有效補充，與監控系統共同構成統一的安防網絡。周界報警系統主要是在周界圍墻上安裝紅外探頭，類似于在圍墻上布設了一道看不見的 電子 墻，當有人非法穿越圍墻進入站場時，觸發報警并輸出信號進行報警聯動。
3方案設計
3．1監控系統
3．1．1圖像采集系統設計
前端攝像部分是整個監控系統的前沿部分，主要包括攝像機、鏡頭、云臺和防護罩等。前端的任務是對現場進行攝像，把攝得的光信號轉換成電信號，并進行數字壓縮處理。
在各工藝站場根據實際情況設計 網絡 攝像機若干臺。在站場的工藝裝置區安裝防爆型槍式攝像機和視頻服務器，在所有出入口、道路、圍墻和其他重點部位安裝網絡智能球型一體化攝像機(集成視頻服務器)，內置低照度彩轉黑多倍攝像機或寬動態低照度彩轉黑一體機，可根據需要遠程控制鏡頭拉伸，進行全方位多角度的監控。
3．1．2傳輸系統設計
傳輸部分就是系統圖像和控制信號的傳輸信道。把現場攝像機發出的電信號及報警信號(轉換后的數字信息)傳送到控制室，一般包括通訊線纜(雙絞線或光纖)和線路驅動設備(網絡交換機、光纖收發器)等。
為保證傳輸信號質量，前端網絡攝像機通過敷設光纜線路以及兩端配置光纖收發器將視頻、控制信號傳人站場控制室，再通過交換機連接主控 計算 機進行圖像監視和信號控制。
3．1．3控制系統設計
控制部分是實現整個系統功能的指揮中心?？刂撇糠种饕墓δ苡校孩僖曨l信號放大與分配；②圖像信號的校正與補償；③圖像信號的切換、分割、記錄和打印等；④對前端設備的攝像機、電動變焦鏡頭及全方位云臺等進行控制，以完成對現場全面詳細的監視。
擬在各站場監控室配置1～2臺監控計算機進行現場視頻的顯示和控制；并通過管道mstp光傳輸系統將圖像和報警信號傳給調控中心，在調控中心通過數字矩陣設備實現遠程控制。
管道傳輸網里的任何一臺計算機都可以經過授權進行現場圖象瀏覽，以及時準確地獲得現場信息。
3．1．4顯示及存儲系統設計
監控設備置于各站場及調控中心的控制室內，不需另建監控室。在監控室采用液晶顯示器和大屏幕液晶平板電視組合為電視墻，進行實時監視；錄像系統采用普通pc或數據服務器，設計整個錄像系統可以連續保存錄像資料半個月，并支持錄像與回放。
3．2周界報警系統
周界防范報警系統由前端的對射探頭(安裝于站場圍墻上)、報警主機(安裝于站場控制室)及一些輔助設備(電源、顯示地圖和警鈴等)構成。
系統采用在圍墻上安裝兩束或四束紅外對射探測器，對站場進行翻越防范。當發生非法翻越，有人闖入禁區時，探頭立即將報警信號傳送到站場控制室，實時顯示防區位置并記錄，方便值班人員第一時間進行準確處理，并可與站場錄像監控系統聯動，將非法越界事件進行實時錄像。
論文關鍵詞 視頻監控 居民小區 犯罪預防 犯罪發現
一、引言
當前隨著城市化的不斷推進，城鎮居民住宅小區大量興建，改善了城鎮居民的居住條件。但由于新建小區地域廣、面積大，人口高度密集，住戶成份復雜，安全防范設施不完善，已成為城市刑事案件的高發部位。
居民小區安全防范工作事關社會和諧安寧，而居民小區是入室盜竊、詐騙、故意傷害等違法犯罪行為多發的地方。加強城鎮居民小區安全技術防范系統，特別是視頻監控系統的建設，對于提高居民小區安全防范能力，保護人民群眾生命財產安全，推進平安城市建設具有十分重要的意義。
二、視頻監控系統在居民小區中的犯罪預防和發現功能
1.威懾違法犯罪分子。視頻監控探頭可以對監控區域進行全方位掃描和小范圍監視，在監視區域內不受時間、空間和天氣的影響，對案件高發區進行治安巡查，及時掌握監控區域內的情況。居民小區中，在視頻監控覆蓋的區域，被拍攝到的人或物都會通過視頻監控系統儲存到電腦之中，一旦有人在視頻監控范圍內進行違法犯罪，那么無論他將證據掩藏的多么好，他的行為都會有跡可循，這在無形中為企圖進行違法犯罪活動的犯罪分子增加了犯罪成本和風險。
2.有利于建立快速反應機制。運用視頻監控，我們能夠及時發現警情，有效掌握社會治安動態，實現視頻監控系統與應急處置力量的有機結合。2012年12月20日，北京市公安局海淀分局西山派出所就依靠視頻監控破獲了一起入室盜竊未遂案件。2012年12月20日凌晨2時許，西山派出所民警在居民小區附近例行巡邏時，所內的監控室發現三名男子在居民小區內的一所超市附近東張西望，行跡可疑。民警快速反應，前往現場，發現這三名男子已進入超市正在行竊，遂對三名男子進行抓捕，從而成功避免了一起入室盜竊既遂案件的發生，保護了公民的人身財產安全。
3.重現犯罪現場，提供犯罪證據與線索。通過視頻監控的合理運用，我們可以利用事后調取監控視頻的方式尋找線索。視頻監控系統，一方面可以對實時發現的可疑情況進行跟蹤拉近拍攝和錄像固定，清晰得記錄車輛特征和嫌疑人的體貌特征。另一方面可以通過倒查的方式，調取案發地點相關區域和犯罪嫌疑人可能來往的路線的視頻監控，發現犯罪線索，獲取相關證據，追蹤犯罪軌跡，鎖定目標，為偵查破案提供正確的方向。2012年的2月，北京市朝陽區發生一起搶劫殺人案件，犯罪人在實施犯罪后穿過被害人所居住的社區逃跑。警方通過調取社區內的所有監控視頻，發現了犯罪人的逃跑路線，并進行追蹤，最終在某網吧的監控視頻中獲取了犯罪人清晰的面部和體貌特征，由此鎖定并抓獲了犯罪嫌疑人。
三、視頻監控系統在當前我國居民小區中的功能發揮情況
（一）我國居民小區類型
當前我國城市居民小區從安全管理模式角度看，主要可以分為三類：開放式，半開放式和全封閉式。全封閉式小區是指四周有屏障，且小區出入口24小時有物業保安值守，非小區人員進出實行登記制度的小區。半開放式小區一般都有人力安全防范，以保安為主要力量，其他輔以義務巡邏隊，還有公安機關的路面巡邏警察力量。小區有屏障將住宅區與外界相隔離，但出入口較多，無專人全天候進行安全防范，安全力度低。開放式小區則是指沒有封閉圍墻作為屏障的住宅樓區，主要有兩種類型。一種是開放式老舊小區，另一種是采取視頻監控全覆蓋的開放式小區。開放式老舊小區主要是指90年代以前建成的小區，只有最簡單的物防措施，如在圍墻上用水泥固定玻璃片等，居民家中的安全防范主要依靠防盜窗和防盜網，房屋設施老舊、公共配套缺漏，處于無專人防范狀態。另一種是采取視頻監控全覆蓋的開放式小區，主要是指四周沒有圍墻將小區與外界隔開，但是采取了全方位覆蓋的視頻監控設備，輔以其他人防、物防設施對小區進行安全防范的小區。
（二）視頻監控系統在不同小區中的應用現狀
封閉型住宅小區在犯罪預防方面大量運用技防手段，電子監控設備遍布整個區域，視頻監控系統建設的規范化程度高，基本可以對整個小區的狀況進行實時監控，在發生違法犯罪案件后可以及時調取監控錄像，了解案發狀況，鎖定犯罪嫌疑人，有益于警方的深度偵查研判。
半開放式小區中視頻監控的普及率相對不高，安全性相對有所下降。而且在這類小區中，視頻監控設備常常只是擺設而已，對于視頻監控系統的操作并沒有專人來進行，沒有形成規范，物業、保安人員不知道如何操作系統，不知道如何調取監控視頻，有時甚至不清楚視頻監控設備是否正在正常運轉，視頻監控系統形同虛設。
開放式舊小區內居住的居民中流動人口比例較大，發案率也相對較高。由于建設時間較早，視頻監控的理念尚未普及，因此在這類開放式小區中，視頻監控設備基本是空白。采取視頻監控全覆蓋的開放式小區中，視頻監控系統的運用非常規范而全面，視頻監控室24小時有專人值守，建立起了快速反應機制，有效威懾了違法犯罪分子，遏制了治安案件的發生。
（三）視頻監控系統在城市居民小區現實運用中的不足
我國目前絕大部分的城鎮居住區在建造之初，規劃設計人員往往不了解環境設計對犯罪的影響，忽視了小區環境設計對于降低發案數，提升安全感的重要性，因此視頻監控系統的安全防范功能并沒有得到應有的發揮。有關統計顯示，涉及到視頻監控的案件的破案率不足百分之三十，這體現出我國目前的視頻監控系統仍存在許多不足之處。
1.設備分布不平衡，布局不科學。由于經濟發展水平的限制，視頻監控系統目前在我國的普及率仍然不是很高。不僅如此，視頻監控系統在布局上也存在著嚴重的不平衡現象。在黨政機關、企業、醫院、中心學校中，視頻監控密布，基本可以做到零盲區。而在一些老舊城區、城鄉結合部的小區，監控攝像頭的設置非常少，存在大片治安盲區。
2.技術落后，對光照條件要求高。目前我國的監控攝像頭雖然可以實現360度全方位的轉動，但是一個攝像頭一次只能監測一個方向，其余大部分的區域則是盲區，需要其他的攝像頭做為補充，存在死角。而且目前監控攝像頭的像素仍不夠高，民警調取查看時只能了解案發的全過程，很難判斷出當事人的面容特征。此外，早期的探頭還存在夜晚光線不足或是干擾光較多的問題，導致夜間監控視頻難以辨認使用。
3.視頻安裝位置不合理。許多安裝了視頻監控系統的地點往往安裝位置都比較高，容易被樹枝、樹葉所遮擋。且由于所處位置太高，視頻監控區域的標志太小導致人們很難注意到監控攝像頭的存在，造成一種此處沒有視頻監控的假象，這使得視頻監控設施本來具有的威懾力大打折扣。
4.監控視頻的傳輸效果與實時監控存在著一定差距。監控視頻通過網絡傳輸需要一定的傳輸速率，由于帶寬的限制，監控視頻從攝像頭傳輸到播放設備上有一定的時間差，這就造成反應時間的延遲，難以實現實時監控的效果。有的監控的系統時間和實際時間存在誤差，容易誤導偵查。
5.視頻資源整合度低。目前，我國城市市區內的大部分住宅小區都安裝了監控探頭，這對于發現案件是非常好的線索，但是，由于資源的不整合，公安民警在接到報案后不能馬上調取現場監控，而是要到案發現場通過物業部門才能調取監控，容易錯失寶貴的最佳辦案時間，降低辦案效率。
四、如何有效發揮視頻監控在居民小區預防和發現犯罪的作用
經調查了解到，居民小區的治安防范工作量大、面廣，為了維持居民小區治安的和諧穩定，我們必須將人防、物防、技防三者有機結合，尤其是要將技防和人防有機結合好。通過對各個派出所的犯罪案件數據的分析，發現凡是安全系數高的的居民小區，人防、物防、技防三者有機結合，尤其是技防方面，合理的布建不僅節約了成本，也充分發揮了視頻監控的震懾和監控作用，大大提高了小區的安全系數。
1.全面推廣視頻監控在小區中的應用。目前，在我國三種管理模式的小區中，由于經濟發展水平的限制，視頻監控系統總體來說分布不足，實現視頻監控全覆蓋的小區所占比例非常小，大部分小區在視頻監控系統的利用上都是非常不完備的，特別是開放式舊小區和半封閉式小區，視頻監控系統的利用基本是空白。在我國居民小區中，全面推廣視頻監控系統的使用是充分發揮視頻監控在預防和發現違法犯罪功能的前提和基本保障。
2.提高視頻技術水平，加強設備管理維護。通過對視頻監控設備技術的改進，可以降低使用視頻監控系統的成本，由此可以在各種類型的住宅小區中廣泛推廣，而且還能獲取清晰度更高的視頻，提高監控視頻的質量，更好地發揮發現犯罪線索的作用。在日常的工作中，要建立行之有效的設備管理維護制度，并選派專人負責管理和維修。
