一種家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盛立軍

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江紹興 312000）

一種家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盛立軍

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江紹興 312000）

為實(shí)現(xiàn)無PC支持下進(jìn)行無線視頻數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，給出了一種家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)驗(yàn)證該方案的設(shè)計(jì)使無線視頻監(jiān)控設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)更容易通過Internet進(jìn)行傳輸和控制，為進(jìn)一步提高嵌入式技術(shù)在無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供借鑒。

Web服務(wù)器；CGI；無線視頻監(jiān)控；嵌入式

得益于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，人們可以在繁忙工作同時，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭的概況。研究家用視頻監(jiān)控的學(xué)者很多，如苑東朝等設(shè)計(jì)的家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成向特定用戶發(fā)送即時郵件，不能滿足普通家庭對遠(yuǎn)程環(huán)境實(shí)時監(jiān)控的需求。王奇等設(shè)計(jì)的家庭無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)基本的監(jiān)控和管理功能，但使用的設(shè)備較復(fù)雜，不利于成本的控制。史文崇等研究的家居安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)，利用短距離無線通信技術(shù)、3G模塊和3G手機(jī)實(shí)現(xiàn)無線視頻數(shù)據(jù)的傳輸，但系統(tǒng)只能用于實(shí)驗(yàn)環(huán)境。馬資道等設(shè)計(jì)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了家庭視頻數(shù)據(jù)的無線傳輸，但傳輸功耗較大，且需有PC的輔助。從對上述學(xué)者設(shè)計(jì)的系統(tǒng)看，大部分都需要PC的支持，才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端的控制，文章提出了一種家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以期能改善監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜性，使無線視頻監(jiān)控設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)更容易通過Internet進(jìn)行傳輸和控制。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

在攝像機(jī)內(nèi)部設(shè)置一個Web服務(wù)器，采用嵌入式實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像機(jī)傳輸過來的視頻信號數(shù)字化后由高效的芯片壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上攝像機(jī)的圖像，授權(quán)的用戶可以控制攝像機(jī)、云臺、鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作處理。由于視頻壓縮和Web功能都集中到一個體積較小的設(shè)備內(nèi)，所以設(shè)備可以直接無縫接入LAN，用戶也無需安裝任何輔助硬件設(shè)備，利用瀏覽器就可觀看。

二、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要完成客戶端瀏覽器和Web服務(wù)器間的通信以及視頻數(shù)據(jù)的采集和控制等功能。為保證工作時路由速度，系統(tǒng)硬件核心CPU采用RT3052芯片。在嵌入式系統(tǒng)中，只有完善的硬件平臺，才能在此基礎(chǔ)上構(gòu)建軟件和用戶應(yīng)用程序的編寫。硬件設(shè)計(jì)方案主要解決實(shí)現(xiàn)對多路無線視頻數(shù)據(jù)采集，并將采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲或通過Internet傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的硬件資源有限，軟件系統(tǒng)編譯通常都被放在性能高的外存儲芯片中執(zhí)行，系統(tǒng)使用SST39VF040芯片存儲Bootloader啟動代碼，linux映像文件。利用系統(tǒng)硬件資源以及交叉編譯工具將代碼編譯成二進(jìn)制代碼，從而實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用功能。

三、視頻應(yīng)用程序的搭建

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過B/S模式實(shí)現(xiàn)對視頻流數(shù)據(jù)的傳輸，無線攝像機(jī)平臺作為服務(wù)器運(yùn)行一個圖像實(shí)時采集程序，在監(jiān)控平臺上運(yùn)行的客戶端程序負(fù)責(zé)處理服務(wù)器端傳來的視頻流數(shù)據(jù)。

1.Web服務(wù)件平臺的搭建

系統(tǒng)平臺中的視頻監(jiān)控頁面由表單組成，表單可以將用戶輸入的控制信息傳遞給攝像機(jī)服務(wù)器的CGI程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在客戶端，用戶只需單擊“新增攝像頭”按鈕，則瀏覽器就會把信息送到攝像機(jī)服務(wù)器端，并請求服務(wù)器調(diào)用control.cgi程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。CGI程序首先使用getenv函數(shù)從服務(wù)器獲取瀏覽器處傳遞過來的環(huán)境變量，并把得到的環(huán)境變量信息保存于嵌入式服務(wù)器的control.txt文件內(nèi)。然后攝像機(jī)應(yīng)用程序?qū){(diào)用control.txt文件中的控制信息，具體控制視頻監(jiān)控設(shè)備。隨后監(jiān)控平臺將查詢到的硬件信息通過服務(wù)器反饋給瀏覽器。

2.客戶端平臺的搭建

2.1 瀏覽器、服務(wù)器和CGI程序的關(guān)系

客戶端通過HTTP協(xié)議向攝像機(jī)服務(wù)器發(fā)送H2.64碼流請求。服務(wù)器收到請求后，將客戶端信息導(dǎo)入到CGI程序腳本。CGI程序?qū)π畔⑦M(jìn)行必要的身份驗(yàn)證后，向客戶端輸出具體設(shè)置界面。客戶端設(shè)置相應(yīng)頁面信息并提交到服務(wù)器。CGI程序?qū)魉瓦^來的信息進(jìn)行解析，根據(jù)解析結(jié)果對具體執(zhí)行硬件輸出相應(yīng)的控制信息，控制攝像頭硬件傳感部分。CGI程序?qū)⒂布顟B(tài)信息的分析結(jié)果發(fā)送給Web服務(wù)器，再由服務(wù)器發(fā)送到視頻監(jiān)控平臺端作為用戶的設(shè)置結(jié)果。

2.2 客戶端數(shù)據(jù)接收的實(shí)現(xiàn)

客戶端在接收數(shù)據(jù)前首先對攝像頭參數(shù)進(jìn)行初始化操作并根據(jù)和服務(wù)器數(shù)據(jù)交流獲取攝像頭各信息。其次檢查USB準(zhǔn)備狀況并自動創(chuàng)建視頻數(shù)據(jù)存儲目錄，客戶端創(chuàng)建和攝像機(jī)Socket連接，連接成功開始從服務(wù)器端獲取H.264視頻數(shù)據(jù)流，并將視頻數(shù)據(jù)流文件寫入到USB硬盤，在數(shù)據(jù)寫入過程中判斷有無到達(dá)一小時錄制時間，最后判斷錄制時間是否到以結(jié)束視頻錄制的過程。

四、結(jié)論

主要介紹了一種家用的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。首先簡要介紹了系統(tǒng)硬件和軟件的支持環(huán)境，在此基礎(chǔ)上分析了瀏覽器、服務(wù)器和CGI程序三者關(guān)系并提出客戶端數(shù)據(jù)接收實(shí)現(xiàn)方案了。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，適合遠(yuǎn)程無人監(jiān)守的監(jiān)控環(huán)境，且使無線視頻監(jiān)控設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)更容易通過Internet進(jìn)行傳輸和控制。

[1]苑東朝,李德華.基于ARM的嵌入式家用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2011,19(21):146-148.

[2]王奇,楊婉.家庭無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,28(1):38-40.

[3]史文崇,劉茂華,楊大志.一種家居安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù),2012,3:4-7.

[4]馬資道,張正炳.基于ARM-Linux的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,7(3):605-607.

[5]劉雍.基于S3C6410的嵌入式Web視頻仿真門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].軟件,2013,34(2):4-6.

The design of wireless video monitoring system

Sheng Li-jun

（Shaoxing Vocational & Technology College,Shaoxing Zhejiang,312000, China）

In order to achieve in the absence of remote wireless transmission of video data under the support of PC, a design scheme of the embedded home wireless video monitoring system based on.The scheme of the design makes it easier for wireless video monitoring equipment to get the data transmitted through the Internet and control, in order to further improve the embedded technology application in the field of wireless video monitoring system for reference.

Web server;CGI;wireless video monitoring; embedded

TP368.11

A

1000-9795（2014）06-0452-01

［責(zé)任編輯：陳懷民］

2014-03-02

盛立軍（1977-），男，浙江紹興人，講師，從事信息技術(shù)和光電子技術(shù)研究。