本科毕设毕业论文视频监控与网络通信技术的应用研究论文.docx

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本科毕设毕业论文视频监控与网络通信技术的应用研究论文

大学

本科毕业论文（设计）

题目视频监控与网络通信技术的应用研究

姓名学号

专业年级通信工程

指导教师职称

视频监控与网络通信技术的应用研究

摘要

视频监控系统能在人无法直接观察的场合，清晰真实地反映被监视控制对象的画面。

视频监控系统已成为在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。

随着网络通信与多媒体技术的发展，视频监控技术逐渐步入了一个全新的数字化网络阶段，广泛运用于电信、银行、交通、电力、楼房建筑等诸多领域。

网络视频监控系统通常指的是安全监视和远程监控领域内用于特定应用的IP监视系统，该系统使用户能够通过局域网、无线网、互联网传输来实现视频监控及视频图像的录像、以及相关的报警管理。

目前，随着互联网的大范围普及，社会信息化的日益发展，信息技术、网络技术、通信技术以及多媒体技术逐渐融合，视频监控也从传统的安防监控向数字网络监控发展。

以网络为基础的视频监控突破了时间、地域的限制，只要有网络存在的地方就可以建立网络监控系统，省去了传统的布线和线路维护费用，降低了监控成本；用户能够在权限范围内不受环境因素的影响实时查看监控。

基于B/S架构的网络视频监控系统，主要包含了用户、设备、日志的管理以及远程控制视频播放等功能模块。

【关键词】网络视频监控系统B/S架构　　应用　　IP网络

Applicationofvideosurveillanceandnetworkcommunicationtechnology

Abstract

Videosurveillancesystemscannotbedirectlyobservedinthecaseofpeople,clearlyreflectthetruepictureoftheobjectbeingmonitoredcontrol.Videosurveillancesystemshavebecomethemosteffectivetoolinmodernmanagementobservedincontrols.Withthedevelopmentofnetworkcommunicationandmultimediatechnology,videosurveillancetechnologyisenteringanewphaseofdigitalnetworks,widelyusedintelecommunications,banking,transportation,electricity,smartbuildings,andmanyotherfields.NetworkvideosurveillancesystemsusuallyreferstosecuritysurveillanceandremotemonitoringinthefieldofIPsurveillanceforaspecificapplicationsystemthatenablesuserstoLAN,wirelessnetwork,Internetvideotransmissiontoachievevideosurveillanceandvideoimagesthrough,aswellasrelatedalarmmanagement.Now,withawiderangeofpopularityoftheInternet,theincreasingdevelopmentofinformationsociety,informationtechnology,networktechnology,communicationtechnologyandthegradualintegrationofmultimediatechnology,videosurveillance,securitymonitoringfromtraditionaltodigitalnetworkmonitoringdevelopments.Web-basedvideosurveillancebreakthroughtimeandgeographicalconstraints,aslongasthereexistsanetworkwhereyoucancreateanetworkmonitoringsystem,eliminatingtheneedfortraditionalcablingandlinemaintenancecosts,reducemonitoringcosts;undertheuserauthorization,withoutgeographicalrestrictionscanbemonitoredatanytimeondemand,toachieveplug,thatis,thatlook.BasedonB/Sstructureofthenetworkvideosurveillancesystem,includingusermanagement,devicemanagement,videosurveillance,remotedevicecontrol,logmanagementandotherfunctionalmodules.

【Keywords】VideosurveillancesystemsDigitalnetworkApplicationIPNetwork

目录

绪论

（1）

1网络视频监控系统

（2）

1.1视频监控系统的发展

（2）

1.2网络视频监控的组成与功能

（2）

1.2.1网络视频监控的组成

（2）

1.2.2网络视频监控系统的功能（3）

1.3网络视频监控的原理（3）

2国内外视频监控与网络通信技术应用现状（5）

2.1国外视频监控与网络通信技术应用现状（5）

2.2国内视频监控与网络通信技术应用现状（5）

2.2.1平安城市（5）

2.2.2交通监控（5）

2.2.3电力监控（6）

2.2.4环保监控（6）

2.2.5银行监控（6）

2.2.6教育监控（6）

2.2.7政府监控（7）

2.2.8工业监控（7）

3基于B/S构架网络视频监控平台的设计与实现（8）

3.1B/S结构介绍（8）

3.2系统设计（8）

3.2.1数据库设计（8）

3.2.2模块设计（10）

3.2.3系统功能的实现（10）

结论（14）

参考文献（15）

绪论

近年来，安全问题已成为了一个全球性的话题。

对于意外事故的防范，在个人或者国家的地位都是很重要的。

安防是安全问题中不可避及的一部分，因此，也取得了飞速的发展。

随着我国国民经济的发展和人们安全防范意识的提高，安防业在中国正方兴未艾。

视频监控系统是安防产业中的一个重要方面，在近几年的时间里，“平安城市”的工程建设以及奥运会和世博会的顺利举行，在很大程度上推动了中国视频监控市场的快速发展。

监控设施已经从早期的重点部门发展至公共地点、大型建筑、工业、交通、社区等多个领域，监控市场方面正在不断的扩展.随着科学技术的发展，从最原始的模拟监控发展到数字监控，再到如今热门的网络监控，已然在过去20年间发生了巨大而彻底的转变。

目前最常用的网络视频监控系统结合了图像的数字化处理以及视频信息处理技术、嵌入式技术、Internet传输技术、无人控制等多项技术，正是目前社会高速发展智能网络所需要的，它们能够应用与交通监控、电力监控、银行监控、社区安全监控、视频会议和视频点播、银行证劵操作与安全监控、网络教育、在线演示、新闻实况直播等多个方面，并且因为这个时代的高速发展，人们会更加方便和便宜的买到和使用它，它的应用包含了很多领域，涉及到方方面面，随着宽带网的普及和技术的发展，视频监控设备在不久的将来必会是网络视频监控的天下。

1网络视频监控系统

1.1视频监控系统的发展

在这发展的二十年间，在视频监控系统这部分的发展愈来愈快，纵观全程，视频监控系统的发展过程大概可以分为三个部分。

第一代为模拟视频监控时代。

视频监控模拟技术的发展起源于二十世纪九十年代，在初期的发展过程中，闭路电视监控是这一代监控系统中代表产品。

模拟视频监控系统一般由摄像机、视频矩阵、磁带录像机和监视器等构成。

像模拟摄像机，声光电示警系统和雨刷等都属于监控前端。

一般用于传输视频同轴电缆传输设备，远距离传输可以使用模拟光纤或使用光纤收发器的传输。

视频矩阵则是控制设备，同键盘控制开关来实现远程控制图像使其显示在制定的显示装配上。

该显示装置包括图像监控，报警指示等。

该监控系统主要用于小规模场景，如建筑、街道等，并且只能在监控中心查看获取的图像。

现在的模拟视频监控都是有线设备，不能连接互联网，只能实现单对单的监控，同样的，这也包含的庞大的布线工程。

第二代为数字视频监控时代。

20世纪90年代中期，在科技的高速发展和视频监控技术的不断完善中，计算机对数据的高效处理广泛的应用于对视频中图像的收集和处理，并且随着电脑分辨率的提高，能够使图像在多个画面中显示出来，使人们看的更清晰，类似于这种在电脑上实现多媒体多媒体操作的系统称为第二代数字视频监控系统。

DVR与DVS作为数字视频监控主要产物，它是利用改变传输介质为磁盘，把图像进行编码压缩之后再进行传输，从而使其读写的速度大大加快，而监控范围也从封闭式变为半封闭式。

虽然在加入了视频服务器之后仍然是模拟摄像机，但处理系统的主体是数字监控，所以它可以是数字视频监控系统。

随着近几年IP高清摄像机的成熟和规模应用，端到端的全数字视频监控系统应用越来越多。

第三代为网络视频监控时代。

21世纪的到来，网络技术的不断提高与完善，预示着视频监控进入一个全新的时代，一个拥有网络通信技术的视频监控系统，它就是第三代网络视频监控系统。

它集结了数字视频监控系统的图像处理方式及远程操控进行网络传输等最新的科技，不仅可以实现远距离信号的采集处理、远程控制，还可以使监控更加方便简单的同时，得到清晰的图像信息。

1.2网络视频监控的组成与功能

网络视频监控系统涉及信息采集、数字视频编码、数据传送、中心管理、视频解码、视频播放等过程，用到的设备主要有模拟摄像机、网络摄像机、视频服务器、监控平台以及监视器等，涉及的软件主要包括平台系统软件。

1.2.1网络视频监控的组成

网络视频监控系统一般可以划分为前端设备、中心管理平台、存储设备、用户访问以及电视墙显示这几个部分。

前端设备通过监视器对监控点监控，接收信号然后编码最后在利用网络连接到中心管理平台。

中心管理平台通过控制录像存储部分对监控视频进行查看，从而起到远程控制管理图像的信息。

解码单元在客户端的控制下，对平台转发的码流进行解码输出。

网络视频系统组成图：

用户访问中心平台/存储IP前端

图1.1网络视频的系统组成

（1）中心管理平台：

中心管理平台网络视频监控系统的中枢所在，逻辑要求所有设备的访问和管理的实施，用户身份验证和访问控制，各种资源管理，服务功能的控制和媒体转发功能。

在多级网络环境，中心管理平台需要支持多个级联功能。

中心管理平台可以通过嵌入式硬件也可以用“PC+平台软件”的方式实现管理。

其中，在安全和可靠方面，嵌入式硬件更有优势。

（2）录像存储：

录像存储设备主要是进行IP视频监控信号的存储，数字化转换以及检索和回放的功能和管理。

录像的处理及其存储是网络视频监控系统中不可或缺的部分，可分可合。

可以用存储设备作为外设部件接入中心服务平台来实现，也可以通过“服务器＋摄像机＋存储设备”的方式。

（3）电视墙解码：

电视墙解码单元通过单个或多个视频解码器，主要负责客户的控制和管理，实现解码输出控制信号，模拟视频信号输出可直接发送到显示器，电视图像显示装置。

（4）IP前端：

IP前端包含有各类的视频编码设备、网络摄像机等，用来完成对监控地点的音频信号和示警信号进行收集、编译、传送和对摄像机等的远程控制，并且通过网络设备接入中心管理平台。

（5）用户访问：

用户访问可以通过电脑、手机等网络客户端，也可以利用B/S或C/S架构来实现一系列功能，例如，用户登录、浏览图像、视频播放、辅助设备的控制以及企业管理。

1.2.2网络视频监控系统的功能

网络视频监控系统的功能如下：

（1）实时视频浏览可以使多个人同时对某一个监控点进行访问，实时视频浏览支持多画面分割、多画面轮询、字幕叠加、截图、电子地图显示等基本浏览功能，并能在电视墙上显示。

（2）视频存储回放。

前端或平台的视频录像提供存储、查询、回放和下载功能，实现多路存储视频的回放功能以满足用户的查询需求。

（3）报警联动。

（4）语音对讲与广播。

（5）系统管理。

它主要是进行管理用户权限、参数设置、设备管理和日志管理。

1.3网络视频监控的原理

网络视频监控系统的主体部分工作原理是：

网络视频服务器通过对前端摄像机收集到的视频信号和录音设备收集到的声音信号进行数字化转换、MPEG-4/H.264压缩等数字化处理，再发布到网络；监控中心系统接入网络后对视频进行转发、录像；通过计算机终端的所有管理人员可以访问网络，方便查看视频图像，还可以通过手机客户端软件解码，在手机上在线查看，也可以发送到监控中心，进行解码然后在监控中心的电视墙上显示。

2国内外视频监控与网络通信技术应用现状

2.1国外视频监控与网络通信技术应用现状

上个世纪九十年代初视频监控技术发展之初，美国、日本等地的网络视频监控技术始终走在世界的前沿。

美国在1997年之后开始涌现大量从事智能网络监控的公司。

卡内基梅隆大学机器人研究所和Sarnoff公司在美国国防部远景研究规划局和海军研究局的资助下联合开发了视频监视与监控系统，堪称智能视频监控系统的典范。

该系统主要应用于城市建设与军事系统。

据IMSResearch公布的报告可以看出，世界范围内IntelligentVideoSystem占据了35%左右的市场，其中美国的OV就占9%左右。

总体看来，长期的发展与应用，国外的网络视频监控依然发生了重大的转变，成为一种新兴的产业。

2.2国内视频监控与网络通信技术应用现状

2.2.1平安城市

平安城市建设的大规划始于2005年。

“城市报警与监控系统”的基本框架是：

以城市为单位，在关键部门、重点地区、公共场所、十字路口等位置安放摄像机前端监控设备；以网络为媒介把实时拍摄的监控图像发送到公安机关，使其可以对重点辖区实施全方位实时监控；在相关场所安装示警设施，社会各部门和人民群众在遇到危急时能够立刻报警，使公安人员能够通过监控系统更快更便捷的了解案发的过程与现状；有效地监控图像存储可以协助提供案件的蛛丝马迹，并且可以成为后续事件处理的证据。

城市报警与监控系统主要由非公共安全和公共安全两大部分组成。

公共监控资源系统部分是指在城市内的各级党政机关、重点路段、主要干道、出城卡口、案件高发区域、社区等地安装报警点，并且全市联网组成的系统。

非公共监控资源系统部分是指分布在城市内的金融系统、娱乐场所、网吧、大型场馆和其他单位（宾馆、加油站、企业、商业大楼等）的报警和监控系统，并要求各单位按照统一规划、统一技术标准进行建设并接入到“城市报警与监控系统”。

2.2.2交通监控

随着科学技术的快速发展，经济的进步，城市人口越来越多，造成汽车数量急剧增加，公路交通的通行量早已满足不了人们的需求，因此，交通堵塞和梗塞现象越来越严重。

网络视频监控在交通行业的运用正好提高了交通系统的信息化、智能化、集成化和网络化程度，进而保证了人们与路况的信息交换，以此来提升交通系统的应用有效性、灵活性、安全、方便、经济，达到保护环境，减少能源消耗的的作用。

交通行业在视频监控方面的应用有以下几个方面：

（1）车道监控。

对事故频发地区或交通盲区，主要监控车辆是否超速、违章停车等情况或者事故取证等，监控点主要布放在城市各个干道及路口，配备相应的图像监视设备与软件，车辆运行状况实时传送到调度中心，以便监控人员对道路车辆运行状况进行监控。

（2）桥梁监控。

对桥梁的路况、是否拥堵等情况进行监控，便于实时疏导，避免交通事故和保证桥梁的正常运行于安全。

（3）公交监控。

公交监控包括车辆定位、公交车内部监控和公交站台监控。

（4）城市轨道交通监控。

城市轨道交通监控包括两个部分，即站台监控和列车监控。

目前我国城市轨道交通站台监控已经非常成熟，而在城市轨道交通列车内安装视频监控设备才刚刚起步，国内仅有少数几个城市涉及，且大多是基于模拟的本地视频监控，不支持远程管理和图像远程的远程调阅。

2.2.3电力监控

电力系统是一个国家建设是否完善的依据，是国民经济是否正常发展的根本。

国家经济的高速发展，意味着人民生活水品的正在不断提高，对于电力的需求也会大大增加，从而需要更多的发电厂等电力设施。

现在的电力监控设备大多是变电站监控设备，它的系统功能主要包括远程检测、远程调制、遥视、遥信、远程控制功能，主要用图像视频进行监控，综合电力系统监测数据辅助监测，适应电力系统建设的需要。

2.2.4环保监控

国民经济不断发展与提高，对环境的监测也在进行翻天覆地般的改革，从被动到主动，再到自动检测。

环保监控的应用：

（1）烟尘监控。

烟尘排放直接决定居民生活环境质量。

烟尘监控点主要布放在有烟尘排放的工业企业区域，与污染源烟气自动检测系统一同可以实现对烟尘排放的监管，并可24小时不间断的监控一定范围内的烟尘排放情况，并自动拍照取证。

（2）污水排放监控。

污水排放的监管直接决定水源的质量。

污水排放监控点主要布放在排污企业的污水排放口，环保部门通过水质检测系统可以实现对污水排放的监管，并可24小时不间断的监控企业污水的排放情况，并自动拍照取证。

2.2.5银行监控

自2006年以来，中国银行首先进行金融联网监控的实行，各大银行也已经开始建设金融联网监控，实行较早的银行已经可以使用多级监控网络。

主要监控一下方面：

（1）银行营业厅监控。

主要用于对出入口、营业大厅、周边要道等区域进行安全防范。

（2）营业网点柜台监控。

主要对营业柜员的合规监控和对营业厅的环境监控。

（3）金库监控。

主要对金库入口、警卫室、周围设施、内部通道等区域进行监控。

（4）24h自动银行和离行式ATM机。

主要用于日常监控、控制、报警处理和异常处理，由分行监控中心通过网络进行。

2.2.6教育监控

如今，国家对人才的需求越来越高，相应的教育考试类别也越来越多，各种考试对人才的甄选涉及到广大人民的基本利益，社会关注度高，从而引起了教务系统对考试安全的高度重视。

因此，国家采用了人工监考辅以电子监控的全新的监考模式。

它可以实现实时视频监控，视频存储，视频查询之后，排除了人为因素的干扰。

他主要应用于：

（1）电子考场。

这几年，在各类考试中，随着越来越多的电子设备以及小抄等使考生的舞弊行为越来越隐蔽不易发现，其隐蔽性让老师无法顾及。

但电子考场网络监控系统则可以轻松解决这些盲点，对考试进行全过程监控。

（2）校园安全监控。

主要对校园大门、操场、教学楼出入口、教学楼楼梯等，确保覆盖全校教学区，提供24h监控，实时查看校园的安全情况，保证学生的安全状况。

（3）宝宝在线。

使家长能够通过室内监控系统查看室内的情况和孩子的学习生活状况。

2.2.7政府监控

政府办事处安装监控系统能与单位里的网络中心联网，实现信息共享，节省建设成本，使个部门成员能够方便、快捷的通过电脑客户端查看各个区域的情况；采用先进的监控设备，使办公区的网络视频监控系统更加的方便操作，全面管理、经济实惠及更符合现阶段的实际需求。

2.2.8工业监控

对工厂的仓库，产品生产区，后勤区域等地实施监控，保障产品的质量以及厂区的安全。

企业工厂远程视频管理是发展的趋势，特别是含有国有资源的管理，比如，煤矿、码头、电厂。

在生产管理过程中，采用网络视频监控系统，实现监控数据的智能网络化处理，必然是监控系统在工业上未来的只要发展方向。

3基于B/S构架网络视频监控平台的设计与实现

3.1B/S结构介绍

在这个高速发展的时代，网络视频技术正在迅速的发展，人们已经不再满足于C/S架构模式的没有交互能力的静态网页浏览模式，而且动态信息发布实现起来较为不便。

B/S架构模式就可以满足人们的需求应运而生，它能够把数据库同网络服务器相连，实现实时在线查看和更新信息的功能，而且只需要改动部分数据库中的一些记录和字段就可以发布动态信息。

这样的模式使B/S更广泛的运用于管理信息系统中。

B／S结构，即Browser浏览器／Server服务器结构．在网络技术的高速发展应用下，它是C/S架构的进化体。

网页浏览器技术正在飞速发展与成熟，B/S结构利用它的ActiveX技术和Script语言使其主干部分在服务端完成，另一部分在前端完成。

在以前只有在繁杂的专用软件上才能实现的功能就可以轻松的用WEB浏览器完成。

在这种架构下用户通过访问网页客户端上的信息同数据库进行交互，然后从其中获取新的信息并且把它转换成图像、文本等形式显示在网页客户端上。

从当前的网络技术发展可以看出，在局域网中建立B/S结构，与网络数据库连接应用，更加有宜与掌握，而且节约了开支。

它能够使多个用户在多个地点，多种访问方式在同一个数据库中进行操作，一次性的快速有效的保障数据平台和数据权限的管理，服务器数据库也很安全。

特别是在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B／S架构管理软件更是方便、快捷、高效。

下图是典型的b／s软件构架图：

图3.1典型B/S构架图

使用B/S构架来开发实现实现信息共享、远程监控和管理的目的，使得连入内部局域网上任意一台终端都可以实时调用视频监控并实现远程控制。

3.2系统设计

3.2.1数据库设计

通过对平台整体功能的分析和设计以及各个功能模块的划分，设计了本平台的数据库信息表。

数据库中共分为4个信息表（菜单表、用户表、设备表、日志表），它包括了数据库中每个表的名称及含义：

表3.1菜单表

表3.2用户表

表3.3设备表

表3.4日志表

数据表之间的关系如图：

图3.2数据表关系图

3.2.2模块设计

网络视频监控是在局域网中使用户可以通过远程操控，达到对权限内的监控地点进行远程监控，而且管理起来更加方便快捷，平台应该提供简洁方便的操作界面，使用起来更加安全、有效。

以此来达到人力物力资源的合理运用。

一般的系统模块功能如下图所示：

图3.3系统模块图

3.2.3系统功能的实现

（1）用户管理模块的实现

用户管理主要管理用户在网络服务器中的操作记录以及用户的登录、修改、删除等认证信息。

用户管理模块主界而显示用户列表，每行数据就是