物流企业网络视频监控系统设计

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摘要：物流企业利用现代的网络监控录像技术及数字监控控制技术等先进的技术手段，可延伸管理人员的视觉，帮助管理人员对公司的办公、仓库、货物搬运情况，以及人员活动和设备情况进行监控。本文设计了基于C/S模型的网络数字视频监控系统并对其关键技术作了分析。最后，给出了有效的网络视频监控系统实现方案。

关键词：视频监控系统；C/S模型；网络视频监控系统

随着全球一体化进程的加快和国际经济活动的日趋频繁以及供应链管理思想的兴起，现代物流的地位越来越突出，物流企业的运作和管理逐渐与整个交通运输和仓储配送的大链条融合在一起。作为开展现代物流服务的推进器与连接器，全方位系统跟踪管理已成为物流企业的主要服务内容，涉及到多式联运功能，监管进出的运输工具、货物、行李物品、邮递物品和其他物品，；货物集散、中转、仓储功能，货代和船代功能，集装箱CY和CFS功能，管理信息系统及EDI应用功能，生产、生活辅助服务功能等等。

按照物流企业数字化视频网系统的总体规划和设计要求，建立和完善港区各作业区域，锚地、航道、泊位、堆场、门卫、公安交通、环境监测等数字化视频监控系统。在物流企业各作业区域建立视频监控系统的基础上，建立统一和共享的视频监控网络，逐步完成物流企业的数字化视频网建设。

一、视频监控技术的发展现状及应用领域

1．模拟视频监控技术

当黑白摄像机、黑白电视机出现时，初期的黑白图像电视监控系统也诞生了。当时的监控系统大多采用模拟方式传输，最简单的是将图像基带信息直接送入视频传输电缆进行传送。每一监控点的视频信息都通过一条电缆线直接连接到中心控制室的多路切换控制台上，通过手动切换的方式选择控制点图像使之显示在电视上。

2．基于PC的多媒体视频监控技术

20世纪90年代中期，基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或者多个监控中心。监控终端机是一台PC机，也可以是专用的工业控制机。

3．基于Web服务器的远程视频监控技术

20世纪90年代末，随着网络技术的发展，出现了基于嵌入式Web服务器技术的远程网络数字视频监控系统，其关键设备是内置嵌入式Web服务器的视频服务器。

4．视频监控系统的应用领域

目前，视频监控系统主要应用于公安消防部门、银行、交通、楼宇大厦等需要远程实时监控的区域，物流企业对于这种要求也是迫切的。

二、系统模型设计与关键技术分析

1．系统模型设计：整个系统基于C/S（客户机/服务器）模式，如图1所示。

系统功能描述：远程客户端是监控中心，服务器端是监控前端。摄像头和麦克将采集的模拟音视频信号送入网络视频服务器；模拟信号被分成两路，一路直接送入本地监视器进行本地回放，另一路被送入编码器编码成视频流和音频流，从编码器出来的音视频流再被分为两路，一路送入本地硬盘存储，另一路通过网络发送到客户端。客户机端用户根据分配的用户名和密码访问服务器主机，接收网络数据包，经过解码还原成原来的视频图像，就可以实时察看监控录像，并发送相应的控制信息对云台、摄像头进行远程控制，实现远程监控。

2．远程网络视频监控系统中的关键技术

(1)视频编解码技术

网络视频监控要处理传输的主要数据就是图像语音数据。一幅640×480中等分辨彩色图像，采用24位比特量化的数据量约为7Mbit，如果按每秒30帧的速率播放，则需要传输的码率高达221Mbit/s，要在有限的带宽上传输如此之高的码流是不现实的，在这样的情况下，视频编解码技术显得尤为重要。

在我们的系统中采用的是H.264的编码格式，它是一种比已存标准性能更高的视频编码标准，主要体现为较高的编码效率、友好的网络交互性和精简的语法表示。

图2是H.263,MPEG-2,MPEG-4和H.264压缩性能的一个比较。

(2)网络传输技术

①传输协议

视频图像的传输质量直接影响系统的监控质量，数字视频信号虽然已经过压缩，但数据量还是很大，特别是当几路视频信号同时在网络上传输时，大量的数据传输会使得传输网络变得拥挤，这会造成数据的延迟及丢失，因此良好的网络通信通道和通信协议的选择至关重要，本系统采用RTP/RTCP与UDP相结合的传输协议。

②C/S端动态IP地址的解析

当需要远程视频监控操作并通过ADSL拨号连接Internet时，ISP通常会分配给用户一个公共IP地址，这时候Internet上的其他用户就可以通过这个IP地址访问该计算机。但是，因为这个IP地址是动态的，也就是说一旦断线，下次再连接Internet的时候，ISP将会分配另一个不同的公共IP地址。

如果仅仅是服务器端或者客户端的一方采用了动态IP接入方式，问题比较容易解决。在点对点通信的时候，只要有一方能够预先知道IP地址，就能够在双方之间建立握手，并获取对方的IP地址，进行通信。但是如果双方都采用动态IP接入方式，就麻烦了。一个用户拨号连接后，不知道客户端的IP地址，也就无法通知对方自己的IP地址，后续操作根本无法进行。这里我们采用动态域名解析的方式，就是把一个固定的Internet域名和动态地址IP实时对应起来。这样，不管什么时候上线，分配的IP地址是多少，其他用户总是可以通过Internet域名访问相应的计算机。

三、物流企业网络数字视频监控系统设计

1．系统硬件:

网络视频监控系统结构如图三所示：该系统由前端设备、传输设备、多路视频分配器、网络视频服务器、本地显示器、终端客户机等部分组成。前端包括：摄像机、镜头、云台、防护罩等设备。传输部分由视频线缆、电源线缆、控制线缆和传输线缆等组成。Web嵌入式视频服务器连接多路视频输入，集监视、录像、多种画面分割、画面切换、回放检索、打印、等功能于一体。终端客户机实现远程视频回放和对云台的监控。

2．系统软件（客户端）：

采用VC++6.0开发完成视频采集、存储、磁盘管理和对云台、摄像机的控制，用户权限管理等功能。VisualC++支持面向对象的编程方法，提供了简单高效的方法来操作应用程序类。

系统综述：物流企业在对人员、物资、材料的监管上有着特殊的要求，而网络视频监控系统突显了在这些方面的优势。首先，在所设监控区域（如：保密室）布置监控点，采用摄像头对射方式保证监控无盲点，也可加入报警装置；其次，设立监控中心并授予监管人员权限；最后，各级监管人员可在局域网或广域网对监控点进行不定时访问，这样就做到了真正意义上的人员保密、物资安全。

结束语

视频监控同其他技术相结合产生了许多新的应用，在各行各业起着举足轻重的作用，而智能化是视频监控技术发展的趋势。由于视频监控的数据量非常大，而用户真正需要的信息只是少部分，或者说真正需要监视的只是发生概率很少的某些事件，如何通过海量数据获取有价值的信息或者说如何从目视解释变为机器自动解释是视频监控技术发展的一个新方向。

作者单位：王鸿雁唐山工业职业技术学院

邓乃灏河北理工大学机械工程学院

参考文献:

[1]EvelynRedtree.WhyDigitalSurveilanceSystemsAreReplacingAnalogsystems[J].SecurityWorld,2000.12.

[2]钟乐海.多功能网络实时监控系统的实现[J].计算机应用，2003，1:126—128.