基于Web的智能视频监控系统设计与实现

关键词：智能建筑
BACnet 协议
视频监控
视频采集
JPEG 压缩
I
Abstract
There are equipments from different manufacturers in the system integration of intelligent buildings. It is not convenient for integration and management to use all kinds of application software and communication protocols. So it is an insistent problem to establish a uniform communication protocol stood by all manufacturers to get a standard integration of sub-systems in buildings. BACnet is a data communication protocol for building automation control networks. The prime purpose of BACnet is to provide an interoperation method for building automation control system. Under the rapid development of network and communication technology，more information and automatic control are demanded at home. All these are based on intelligent home network. BACnet is an open protocol， which is a standard data communication protocol about the building automatically controlled network. It has already been the ISO standard，and used widely in many countries At the same time，the video surveillance system is an important part of intelligent building security system. Therefore， BACnet based intelligent home system which adopts the video surveillance system has many potential applications. First，the structure of intelligent home system based on BACnet is analyzed. After the brief introduction of video surveillance system history，the importance of video surveillance system in BACnet intelligent home system is explained. Then， introduced the conception of home information center HIC， HIC is the core of the whole intelligent building system，video surveillance system is a part of it. On the basis of these， the structure of the video surveillance system is analyzed. The whole system design and each sub-system software design are presented in this thesis. Secondly，the video capture，motion detection and JPEG compress is studied and analyzed， which is the fundamental component of video surveillance system. After this， some key technologies in system software implementation are analyzed，and given the video surveillance system an all-round test. Finally，conclusions of the system are presented，and some propositions about the direction and contents of further research are suggested at the end of this thesis. Key words：Itelligent Building Video Capture BACnet Protocol JPEG Compress
II
Video Surveillance
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
华中科技大学 硕士学位论文 基于Web的智能视频监控系统设计与实现 姓名：林勇 申请学位级别：硕士 专业：光学工程 指导教师：刘贤德 20060429
摘
要
在智能建筑的系统集成中，会采用不同厂家的设备，而各设备厂商采用多种多样的 应用软件及通讯协议给用户系统集成及管理使用带来诸多不便。所以制定一个统一的、 各厂家共同遵守的通讯协议标准，使建筑物内的各子系统更加标准化地集成，就成为十 分迫切、急需解决的问题。BACnet 是一种为楼宇自动控制网络所制定的数据通信协议， BACnet 标准最根本目的是要给楼宇自动控制系统提供实现互操作的方法。随着网络技 术和通信技术的迅速发展，人们对家居的自动化和信息化程度的要求越来越高，这些要 求的实现都依赖于智能家庭网络的建立。BACnet 楼宇控制网络协议是当前智能建筑发 展的重要技术，已经成为楼宇自控的国际标准，并在多个国家得到广泛应用。视频监控 系统作为智能家居传统安防系统的重要组成部分，将其引入到基于 BACnet 的智能家居 系统中是一项很有意义的工作。 本文首先分析了基于 BACnet 的智能家居原理结构，结合视频监控系统发展历史， 阐述了将视频监控系统引入到 BACnet 智能家居中的重要意义。 接着介绍了家庭信息中心 HIC，HIC 是整个智能家居系统的核心，视频监控系统只 是家庭信息中心上的一个部分。论述了基于 Web 的视频监控系统的框架结构和工作原 理，给出了系统总体设计、采集检测系统、视频服务器以及 Web 客户端的系统软件设 计方案。 其次，论文分析了视频数据采集，图像序列运动检测，压缩以及传输的具体方法和 实现。详述了 Linux 下利用 Vedio4Linux 进行视频采集和 Socket 数据通信，以及运动图 像的检测和报警，利用联合图像小组的 Libjpeg 库实现 JPEG 压缩的过程。深入分析了 系统软件实现中的关键技术， 以及用 Java Applet 实现 Web 客户端监控软件的相关技术。 最后， 论文对系统进行了总结， 并就今后研究工作的方向和内容提出了想法和建议。
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。 智能建筑的建设是一项复杂的系统工程，有许多理论问题、技术问题、建设规范、
管理体制、规章法规等尚待进一步研究、制定和推出。智能建筑是个新事物，它的设计 成为对建筑设计人员与信息技术、光机电一体化技术人员的新的挑战。由于它的建设涉 及太多门类的专业技术，所以需要多个专业的设计单位参与。 智能家居是计算机技术、 网络技术、 控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。 从社会背景的层面来看，近年来信息化的高度发展，通信的自由化与高层次化，业务量 的急速增加与人们对工作环境的节能性、安全性、舒适性、效率性等要求的提高，造成 家居智能化需求的迅速增长，在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息 通信技术的成长，也促进了智能家居的诞生。智能家居是一个多功能的技术系统，包括 可视对讲、家庭内部的安全防范、家庭节能系统、家居综合布线系统、照明控制、家电 控制、室内环境状况监测和设备控制、远程的视频监控、声音监听、家庭的影音系统， 还有包括远程医疗、远程教学等。随着对智能家居的认识越来越深入，人们逐渐意识到 智能化的真正主体是家居的智能化，更多的体现在家庭内部自动化。所以上个世纪 90
同时嵌入式操作系统的相应发展也使得嵌入式技术在视频监控系统中的应用由原来较为单一的视频采集和镜头控制向综合处理的复杂系统发展包括更多的图像处理工作也可以在嵌入式设备中完成18综上所述网络技术和嵌入式系统技术催生了基于网络的嵌入式监控系统而同时智能技术的结合进来也使视频监控系统朝着网络化智能化面向嵌入式统一结合的方向前进着

年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广，还有一些大的集 团公司也看好该领域，通过各种途径纷纷介入，促进整个行业迅速发展。虽然智能家居 每年都以高于 20%的比例在迅速增长，但是目前相对于其它产业来说，还属于一个比较 小的行业。由于属于新兴的高科技行业，行业的繁荣还更多的集中在行业内部。但是真 正有消费需求的是消费者，对智能家居的概念还不是很了解，虽然最终消费者有相应需 求，但是由于目前行业内部的公司受各自实力和渠道的限制，加上和消费者真正接触的 装饰公司对智能家居的理解还不够深刻，还没有能力提供智能家居的设计和服务，导致 最终消费者的需求得不到满足。 智能家居是在智能建筑的基础上更深层次细化的应用。 它是以家庭智能化控制为目 标，以家庭设备为基本控制单元，以家庭设备控制的自动化与简单化为最终目的，在此 基础上提出的家庭设备的整合解决方案。智能家居作为 21 世纪人们对居住环境提出的 新要求，其实现不但会在最大程度上满足大众的需求，而且在宏观上还可以把智能建筑 推上更高的层次。
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1.1 智能建筑与智能家居
绪论
智能建筑是配置具备内外通信与信息处理的功能强大的计算机网络系统和其它通 信设施，以及集成到这个计算机通信系统中去的保安、消防、环境控制等先进的自动化 系统，通过运行在计算机系统上的信息管理系统实现建筑内各系统智能管理的空间环 境。它随着科学技术的进步和人们对其功能要求的变化而不断更新、补充内容。美国智 能大厦协会对智能建筑的定义为：智能建筑通过对建筑物的四个基本要素，即结构、系 统、 服务、 管理以及它们之间的内在联系的最优化考虑， 来提供一个投资合理而又高效、 舒适、温馨、便利的环境。帮助大楼的业主、物业管理人员、租用人等注重费用、舒适、 便利及安全等方面的目标，当然还要考虑到长远的系统灵活性及市场的适应能力。智能 建筑由三大部分组成，分别是：楼宇自动化系统 BAS(Building Automation System)、办 公自动化系统 OAS(Office Automation System)、通信自动化系统 CAS(Communication Automation System)，以及在上述三个系统之间传输话音、数据、图像和控制信号的建 筑物综合布线系统 PDS(Primes Distribution System)，因此智能建筑又简称为 3Ａ建筑