基于光纤局域网的远距离多路视频监控系统的研究

ｌ 监 控 系统 总体 设 计
１ １ 基于 光纤 局域 网 的远距 离传 输 系统设 计 ．
系 统 主要 由视 频 监控 前端 多 路摄 像 机 、 监控 中心 服 务 器 Ｐ 以及 连 接 这 两 部 分 的光 纤 局 域 网组 成 。 Ｃ 系 统框 图如 图 １ 示 。 所
监控中心与前端监控设备距离较远时 ， 一般的网络线缆达不到所要求的距离 ， 息传输衰减严重并 信 且不 能满 足 实时 ｌ 生的要求 。现 提 出组 建 光 纤 网络 ， 即利 用 光 纤 配合 光 端 机 进行 较 远 距 离 的 局域 网设 计 。 光纤具有低重量 、 高带宽、 长距离等优点 ， 单模光纤的传输距离可 以达到 ８ｋ ， ０ ｉ 并且可以同时传输十几路 ｎ 甚 至几 十路 视频 数据 Ｌ 。如 图 １ 示 ， ３ ］ 所 多路 摄像 机通 过其 各 自的百 兆 以太 网接 口连 接至 一个 １ ６口的千兆
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现提 出一种 基 于光纤 局 域 网的视 频传 输 方 案 ， 大 了视 频 采集 设 备 到 监 控 中心 的数 据 传 输距 离 ， 扩 结 合 基 于第 三方 Ｓ Ｋ 进行 二次 开 发 的视 频 采 集技 术 ， Ｄ 当现 场 环 境变 化 时 ， 根 据 需求 在 应 用 程 序 中灵 活 、 可 实 时地 设 置相机 的各 种参 数 。并采 用 多路相 机进 行全 面 且 清晰 的拍 摄 ， 利用 视 频 叠加 技术 视 频 画面 上叠 加 了系统 时 间 ， 方便 了监 控人 员后 续可 根据 时 间节点进 行 视频 的查 找 、 处理 。
引 言
数字 视频监控 系统 已经在很多领域 中得到 了应用 ， 但是 现有 的系统 普遍存在 两大 不足 ： 是对 于某些 一 特殊 场合 的要求 ， 比如在 武器试验 的安全监控 中， 受到 目标状 态 以及 环境 变化 的影 响 ， 常捕 获 的 图像 模 常
不 清 ， 比度较 低 。其 主要原 因在 于摄像 系统无 法对外 界环境 的变化作 自适 应调 整 。因此 ， 多状态 参数 对 在 息万 变的武器试 验 中 ， 根据应用需 求实 时对摄 像机 的各 种参 数进 行设 置 。二是 现有 的视 频监 控 系统 需要 针对监控 中心与 所监控 的现场距离较 近的情况 ， 不适 于 武器 试验 等危 险场 合 。武 器试 验 中一般 要 求监 控 中 心距 离试验现 场至少要在 公里级 引。上述 问题 ， 重制约 了数 字视频监 控系统 的推广与应 用 。 严
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（ ｃ ｏ ｌｏ Ｓ ｈ ｏ ｆＯｐｔ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ，Ｘｉａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｘｉａ １ ０ ２，Ｃｈ ｎ ｏｅｅ ｔ ｏ ｉ ｇ ｎｅ ｒ ｎ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｉ ｅ ｓ ｔ ｎ７０ ３ ｉ ａ）
双工 自适应 ， 以满 足实 时性 的要 求 。 可
１ ２ 视频 监控 中心服 务器 的软 件结构 设计 ．
视 频 服务器 是 整个 系统 的核 心 。它负 责视 频 的采 集 、 缩 、 压 回放 、 储 等 功 能 ， 这 些 功能 采 用 模 块 存 对 化 的软 件结 构 设 计 ， 块 问通 过 接 口 （ 模 函数 调 用 ） 递 数 据 。在 服 务 器 端 软 件 的 设 计 开 发 过 程 中 ， 传 以
摄像机ｎ
图 １ 监 控 系 统 总 体 框 图
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一
图 ２ 视频服务器 的软件结 构设计
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交换 机 ， 通过 千兆 交换 机 的整 合输 出至 千兆光 端 机 １ 再通 过单 模光 纤 、 兆光 端机 ２千 兆 网卡连 接 到服 ， 千 、 务器 Ｐ 。光端 机 １的作用 是将 摄像 机输 出的数 字信号 转换 为光 信号 以供 光纤 传输 ， Ｃ 光端 机 ２的作用 是将 光信 号再 转换 为数 字信 号传 输 给计算 机 。 系统 采用 千兆 交换 机将 多路 视频 进 行整 合 ， 至 光纤 网络 进 行 传输 ， 送 摄像 机 的输 出数 据 量 与环 境 的 变化 有关 ， 利用 摄像 机 的最 高帧 率 ３ ｆａ ／ 模 式拍 摄 时 ， 最 大 数 据 量最 多 不 超 过 １０ ｉ ｓ若 以最 ２ｒｍｅｓ 其 ０Ｍｂｔ ， ／ 多 的 ９台摄 像 机来 计算 ， 的最 大数据 量最 多 为 ９０ ｉ ｓ 总 ０Ｍｂｔ 。千兆交换 机 的传输 速率 为 １０ Ｍｂ ｓ全 ／ ／ ０ ０ ｐ ， 半
基 于 光纤 局域 网的远 距离 多路视 频监 控 系统的研 究
＊
侯 宏录 ， 刘迪迪 ， 杰 ， 陈 李宁鸟
（ 西安工业大学 光 电工程学 院， 陕西 西安 ７０ ３ ） １ ０ ２
摘 要 ： 武 器试验 的安 全监 控 中， 了解决数 字视 频 监 控 系统 的远 距 离视 频 采 集 和 实时设 置视 在 为 频设备 各 种参 数 的 问题 ， 出了一 种基 于光 纤局 域 网 （ ＡＮ） 提 Ｌ 的远 距 离 多路 视 频 监控 系统 ， 利 并
中图分 类 号 ： ９ 文献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ ０ ３６ ／．ｓｒ １ ０—６ ０ ２ １ ． ６ ０ ６ ＴＰ ３ ３ ｏ ：１． ９９ ｊｉ Ｌ ０ ５５３ ． ０ １ ０ ． ０ ｓ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｏ ｅ ａ ｕ ｔ— ｈａ ｅ ｉ ｅ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ｔ ｄ ｎ ｒ ｍ ｔ ｎｄ ｍ ｌｉｃ ｎｎ ｌｖ ｄ ｏ ｍ ｎ ｔ ｒ ｎ ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ ｏ ｉ ａ ｉ ｅ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ ｏ ｐｔｃ ｌｆｂ ｒ ＬＡＮ
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、
文 中 主要是 对 视频 采集 模 块 的设计 与 开发 ， 同时 实现 了视 频 的压缩 、 理 和存储 ， 为 后续 的远 程监 管 并 控提 供 了 网络通 信 的功能 。
２ 基于 Ｓ ＤＫ 的 视 频 采 集
Ｓ Ｋ（ｏｔ ｒ ｅｅｏｍｅｔｋｔ的意思是 软件 开发 工具 包 ， 三方 Ｓ Ｄ ｓｆ ｅｄｖｌｐ ｎ ｉ ｗａ ） 第 ＤＫ是 由视频 设备 提供 商提 供 的 针对 某 特定设 备 的开发 套 件 ， 里 面包含 了操 作该 设备 的所有 功 能 函数 的 ＡＰ 、 它 Ｉ动态 链 接库 导 入 库 等文 件 。这 种方 法最 主要 的优 点是 可 以在程序 里 面根据 应 用需 求 灵 活地 设置 相 机 的各 种参 数 这 是 利用 软
．
ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｉ ｅ ｐ ｒ ｅ ｔ ｌ ｅ ｔ ｄ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｌ ｔ ｓ ｅ ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｒ ｐ ｓ ｌ ｓ ｍ ｙ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｙ ｔ ｍ ｐ ｏ ｏ ａ ｒ ｉ ｒ ｔｏ ａ ｎ ｅ ｉ ｂ ｅ ｎ ｔ ｈ ｓ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｌ ｗｅ ｅ ｗｏ ｋ ｂ ｒ ｅ ａ ｉ ｎ ｌ ｄ ｒ ｌ ｌ ，ａ ｄ ｉ ａ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｏ ｒ ｎ ｔ ｒ ｕ ｄ ｎ， ｆｉ ｎ ｌ ｎ ｅ ｆ ｃ ， ａ ａ ｒｅ ｄ ｙ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｆｅ ｉ ｌ ａ ａ ｅ ｅ ｓ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｄ ｅ ｓｌ ｓｎ ｎ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｌ ｘ ｂ ｅ ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｅ ｔｎ ｎ ａ ｉ ｕ ｉ ｇ ａ ｄ ｍａ ｎ ｅ ａ ｃ ． ｙ Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｉａ ｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｏ ｔｃ １ｆ ｒＬＡＮ ；ｖ ｄ ｏ ｃ ｐ ｕ ｅ ａ ａ ｅ ｅ ｅ ｔｎ ；ｖ ｄ ｏ ｍｏ ｉｏ ｉ ｇ ｂ ｉ ｅ ａ ｔ ｒ ；ｐ ｒ ｍ ｔ ｒｓ ｔｉ ｇ ｉ ｅ ｎ ｔ ｒｎ
第 ３ ３卷
第 ６期
光
学
仪
器
Ｖｏ ． ３ １ ３ ，Ｎｏ ６ ．
２１年 １ ０１ ２月
ＯＰＴＩ ＣＡＬ ＮＳ Ｉ ＴＲＵ Ｍ ＥＮＴＳ
Ｄｅ ｅ来自百度文库ｅ ，２ １ ｃ ｍｂ ｒ ０ １
文 章编 号 ：１ ０ —６ ０ ２ １ ） ６０ ２— ５ ０ ５５ ３ （ ０ １ ０ —０ ２０
ＷＩ ＮＤＯＷＳ操 作 系统为 平 台 ， ｓ ａ Ｃ＋＋６ ０为开 发工 具 。图 ２是 服务 器 端 的软 件结 构 框 图 ， Ｖｉｕ ｌ ． 服务 器 端
软 件从 功能 上来 说 ， 主要 由视 频采集 模 块 、 频压 缩模 块 、 视 视频信 息 管理模 块 和 网络 通信模 块 组成 。
用第三方 Ｓ Ｋ软件 包的二次开发 实现视频采集和相机参数控制 ， Ｄ 最后进行 了实验测试。结果 表 明： 系统具有网络 负 小、 该 担 界面友好、 参数设置灵活、 用维护方便等优点 ， 而验证 了系统 使 从 的合理 性 与可 靠性 。
关 键词 ：光纤局 域 网；视频 采 集 ；参数 设置 ； 频监 控 视
作暑：１。ｏ男 西风， ， ， 从光测、 融、 系建、 与战能估面研。 者 侯 （ 一 ， 扶人 授 士 要事电试 息合 杂统模 真作效 方的究 简 ２ Ｉ ）陕 介０ １ ， ｌ ￣ １９ ６ 教博 主 信 复 梗 具 双评万删咒 仍 仿 日佰回计 Ｅ
第 ６ 期
侯宏录 ， ： 等 基于光纤局域 网的远距离多路视频监控 系统 的研究
ｍ ｏ ｉ ｒｓ ｓｅ ｊ ｔｏ ｕ ｅ ｐ ｉａ ｉｅ ｏ ａ ｒ ａｎ ｔ ｒ （ ｎ ｔ ｙ ｔｍ ｎ ｒ ｄ ｅ ｄ ｏ ｔｃ ｌ ｂ ｒｌ ｃ ｌ ｅ ｅｗｏ ｋ ＬＡＮ） ｆｒｌｎ － ｉｔｎ ｅａ ｄ ｍ ｕ ｔ ｏ ｆ ａ ｏ ｏ ｇ ｄｓａ ｃ ｎ ｌｉ — ｃ ａ ｎ ｌ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ，ｗｈ ｃ ｓ ｄ ｔ ｅｓ ｃ ｎ ａ ｙ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ａ ｅ ｎ ｔ ｉｄ ｐ ｒｙ ｔ ｉｈ ｕ ｅ ｈ ｅ ｏ ｄ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ － ａ ｔ