毕业设计视频监控系统的客户端设计毕业设计.doc
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1、毕业设计视频监控系统的客户端设计摘 要 随着人们对安全的需求日益强烈,视频监控系统作为一种安全防范的有效手段,越来越受到各界的广泛关注。且随着信息、网络、通信及多媒体等技术渗透到人类生活的各个领域的同时,视频监控也开始走进人们的生活,对视频监控的研究由此成为热点。基于嵌入式的网络数字视频监控技术与互联网有机结合,且融合了信息技术、计算机技术、网络技术以及流媒体技术,己成为监控领域的一个发展趋势。因此嵌入式网络数字视频监控软件的研究将有着广阔的应用前景和巨大的社会效益及经济效益。文章的核心内容是客户端软件系统的设计与实现。本文基于面向对象的设计思想和模块化的软件设计思想对客户端软件系统进行了模块
2、的划分和细化,依次介绍了各子系统的设计和主要功能函数的设计,其中包括以下重要内容:网络客户端登陆;网络客户端视频预览;网络客户端视频下载;网络客户端视频播放。文章中的视频监控系统客户端的编程实现使用VC+语言开发,结合视频标准的相关知识,并且采用海康威视的采集卡和开发包。本文涉及的工作是对监控中心的实现进行研究和实践,它提出的设计思想和实现方式有一定代表性,对相关领域的设计是具有一定借鉴意义的。关键词:视频监控,客户端,视频预览,视频下载 AbstractAs people increasingly strong demand for security, Video Surveillance
3、as a safe and effective means of prevention is becoming more and more public attention. With the information, network, communications and multimedia technologies permeate all areas of human life, video surveillance has also begun into peoples lives。 Video Surveillance is becoming a hot spot.Based on
4、 embedded digital and network , video surveillance technology combine the Internet and the advanced information technology, computer technology, network technology and streaming media technology. Video surveillance has been becoming a trend in the monitoring field. Therefore, digital video surveilla
5、nce software embedded network research will have broad application prospects and enormous social and economic benefits.The core content of the article is the client software system design and implementation. Based on object-oriented design and modular software design software on the client system an
6、d refining division of the module, in turn, introduced the various subsystems of the design and main functions of the design function, including the following key elements: Network Client Login; Network Client main interface design; main interface of the system settings; video file playback; video f
7、ile retrieval.The video surveillance system client programming use VC+ means. Combined with knowledge of video standards, skilled use of DirectX, and using Hikvision capture card and Development Kit.This work involved monitoring center is the realization of research and practice, it raises the desig
8、n and implementation methods have some representation on the design of related fields is a certain reference significance.Keywords: Video Surveillance, Client ,Video Preview,Video Download目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1课题背景及意义11.2监控系统的发展历程11.3视频监控系统的现状和发展方向31.4论文内容42视频监控系统介绍52.1视频监控系统的开发环境52.1.1视频监控系统播放器开
9、发硬件环境52.1.2视频监控系统播放器开发操作系统选择52.1.3视频监控系统播放器开发工具选择62.2视频监控系统简介62.3视频监控系统客户端介绍72.3.1用户登录功能82.3.2视频预览(实时监控)功能82.3.3视频下载功能82.3.4视频播放功能93视频监控系统客户端分析与设计103.1系统总体功能需求103.2系统客户端函数设计103.2.1客户端函数说明113.2.2客户端函数调用顺序说明133.3客户端关键技术143.3.1基类CVideoCaptureCard的设计143.3.2关键类DownloadThread的设计154视频监控系统客户端的开发实现174.1客户端登录
10、174.2视频预览184.3视频文件的下载204.4视频文件播放265全文总结和展望285.1全文总结285.2下一步工作展望29参考文献30致谢311 绪论1.1课题背景及意义随着国民经济和科学技术的发展以及人民生活水平的提高,人们对日常工作的条件和环境的要求也在不断增加。这种情况下,对于以往一些工作环境恶劣,地理位置较远或者有可能危及人身健康甚至生命的场合,采用无人职守作业的需求就日益突出了。无人职守作业已经成为许多行业的迫切需要。鉴于现今各行业的安全要求,如果每天二十四小时派人去进行现场值班工作既浪费人力物力财力,也不便于管理和处理突发情况,所以用于远程的视频监控系统的设计就被提出。通过
11、公用或者专用网络,将远程现场展现在远端控制中心值班人员面前或者对远程现场情况进行实时录像。开发具有这样功能的一个监控系统,可以大大提高系统的工作效率,减少开销,确保安全。将系统稍作改动,也可用于其它远程监控现场的应用。这些年,随着国民经济的发展,视频监控系统的应用已经越来越广泛。视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富等特征而被广泛应用于工业生产、交通等场所。它正从传统的安防监控向管理、生产监控发展,并逐步与管理信息系统相结合,达到资源共享,为管理者提供更直观、更有效的决策信息。课题主要目的是开发出一套可靠性高、价格较低、使用简便的网络视频监控系统,适用于中小型企业应用。1.2监控系统的发展历
12、程视频监控的发展经历了三个不同阶段,即第一代模拟图像监控,第二代基于PC机的多媒体监控,第三代基于嵌入式网络视频服务器技术的网络视频监控。20世纪90年代初及其以前,主要是以模拟设备为主的闭路系统,称为第一代视频监控系统,即模拟图像监控系统。典型的模拟监控系统一般由图像摄影部分(模拟摄像机、镜头,云台、麦克风等)、图像传输部分(电缆、光缆、射频)、视频控制部分(操作键盘、视频分配器、视频矩阵切换器、云台控制器、字符叠加器等)和显示记录部分(视频矩阵,监控器,录像机等组成)组成。最简单的监控系统是由一架摄像机和一台监视器组成,中间用传输线连接。第一代系统的主要优点是实现方法简单。但是,其缺点非常
13、明显3:它采用同轴电缆传输,传输距离近,布线复杂,设备、材料费用高,施工困难;另外,由于视频图像是模拟的,图像数据量大,录像时间短,而长时间录像时录像机存储丢失的信息多、由于模拟信号很容易受到干扰,导致图像质量差;其顺序存储的方式又使得查询速度慢;扩展能力差,如果要新增监控点,往往是牵一发而动全身,新的设备很难添加到原有的系统中。20世纪90年代中期,计算机处理能力的提高和视频技术的发展尤其是视频压缩编解码技术的出现和发展,使数字视频的存储和传输成为可能。人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集、显示、压缩等处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,采用大容量的计算机硬盘存储视频数
14、据,从而大大提高了图像质量,增强了视频监控的功能。这类系统即第二代基于PC机的多媒体监控系统。第二代系统由于需要利用专用压缩/解压卡对视频信号进行压缩和解压处理4,所以使监控系统体积较大,功耗较高;监控现场需要专人职守,维护烦琐;实时性不高和稳定性差;成本较高;可扩展性差,采用专用的压缩卡和解压缩卡对视频数据进行压缩和解压缩,只能支持一种编码格式,无法提供对其他编码方式的支持。随着芯片、网络技术的进步,现在出现了一种新型的网络视频监控系统,即第三代基于嵌入式网络视频服务器技术的网络视频监控系统。基于嵌入式网络视频服务器技术的网络监控系统主要的原理是:采用嵌入式实时多任务操作系统,高效压缩芯片和
15、功能强大的CPU,将视频压缩与传输处理工作全部内置到芯片上。网络上用户可以通过专用软件或者直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像,授权用户可以控制摄像机云台镜头的动作和对系统配置进行操作。采用嵌入式操作系统,大大提高了系统的稳定性和实时性。由于这种系统的硬件是一个同处理器和操作系统捆绑较为紧密、功能专一、设计专门的独立的设备,不像插卡系统那样受通用计算机系统中其它软硬件的影响,因此性能上更稳定,且便于安装、维护,易于实现系统的模块化设计,便于管理维护。硬盘录像和回放基本上可以达到实时的效果且录像清晰度较高。把视频压缩和网络传输功能集成到一个体积很小的设备内,可以直接连入以太网,达到即插即用
16、,省掉各种复杂的电缆,安装方便,无需专人职守。在监控终端,远程监控人员只需要拥有一台安装了监控软件的PC机,无需安装特殊的硬件设备,就可以在世界任何一个可以接入Internet的地方,对监控现场进行实时远程监控。大大降低了系统成本,极大地方便了整个监控系统的操作和维护。这种架构发展较晚,但由于其显著的优点即将在市场上取得大规模的应用。1.3视频监控系统的现状和发展方向在国内外市场上,主要推出数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者经过几十年的发展,技术已经非常成熟,其性能稳定,在实际工程中有十分广泛的应用,特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛。但是由于对图像的处理和传送均采用
17、模拟技术,不仅图象质量低,而且系统资源浪费严重,不易组成复杂的网络结构,监控功能可扩展性差。随着数字技术的迅猛发展,网络技术的不断发展和进步,图像信息的数字编码处理模式的不断增加,使新一代数字视频监控系统日益显示出其独特的魅力。近年来国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)为数字图像的处理和传输建立了一套国际统一的相关标准,如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等数字视频编解码标准,为数字视频监控建立了国际统一的技术规范,更加促进了该类系统的产业化发展。数字视频监控系统解决了模拟系统部分弊端,但仍需进一步完善和发展。目前,视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向
18、数字系统过渡的阶段。 前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向,而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。数字化:数字化是21 世纪的特征,是以信息术发展的必然,数字化是迈向成长的通行证,随着时代的发展,我们的生存环境将变得越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态,这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。网络化:视频监控系统的网络化将意
19、味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统,以实现抢先任务调度算法的快速响应。视频监控系统的网络化是远程视频监控系统今后发展的主要目标之一,系统网络化将实现整个网络系统硬件和软件资源共享以及任务和负载共享。提高网络的利用效率,这也促使视频监控系统成为新的网络应用热点。1.4论文内容本文内容安排如下: 第一章 绪论。了解课题开发背景及意义,并介绍了视频监控的发展历程及趋势。 第二章 视频监控系统系统介绍。首先了解课题的开发环境,随后介绍课题开发的视频监控系统,并详细介绍论文有关的客户端设计。 第三章 视频监控系统
20、客户端分析与设计。给出了系统的结构方案设计,重点介绍了系统的基本设计思想以及视频播放解码CVideoCaptureCard类的设计;第四章 视频监控系统客户端的开发实现。编程实现客户段用户登录、视频预览、视频下载播放三个功能;第五章 论文最后对课题进行了总结,并作了展望。2视频监控系统介绍视频监控中心配备一台视频监控平台,可同时支持多个远端编码器,在视频监控平台中集成了多路视频解码单元,直接把管理员选择的线路图像传递到电视墙。配备一台或多台数字录像服务器,作为整个监控系统的录像及点播服务器。配置一台网管服务器,提供全程网管服务,同时提供WEB服务,桌面终端可以通过以太网访问任意线路的监控图像,
21、并可通过授权进行远程遥控。2.1视频监控系统的开发环境2.1.1视频监控系统播放器开发硬件环境表 21 开发环境基本配置类别标准配置计算机硬件CPU 英特尔酷睿双核 2.0G内存 2G显卡 支持 HDMI高清宽屏液晶显示视频采集卡 支持多路(16-64)视频信号的同时采集显示器 支持高清的液晶电视标准输入输出设备,如键盘、鼠标CD-ROM或DVD-ROM驱动器软件操作系统:Windows 2000/XP及以上版本网络通信TCP/IP网络其它视频监控系统具体配置取决与实际应用的需要。视频监控录像系统通常均为多路输入系统,视频采集卡可采用多卡方式,也可采用单卡方式。一般说,单卡方式集成度高,稳定性
22、会优于多卡方式。目前市场上也有为追求高帧数而设计采用多卡进行迭加的多路单卡设备,但其仍在计算机的总线上进行传输、处理,不可能会有质的飞跃。2.1.2视频监控系统播放器开发操作系统选择视频监控系统应采用Windows 2000/XP及以上版本,该系统是一个32位的操作系统,具有强大的多媒体处理能力,并且能够很好地支持各种网络协议以及硬件的即插即用、抢占式多任务功能。Windows 2000系统经过微软公司地不断改进和完善,现在已经是一个比较完善和稳定的操作系统,在PC市场上有广泛的应用。2.1.3视频监控系统播放器开发工具选择目前软件开发工具种类有很多,我们选择Microsoft的Visual
23、C+6.0作为开发工具。因为这种开发工具和操作系统都出自同一家软件公司,有利于系统集成,有利于系统的稳定;同时Visual C+具有很好的执行效率,支持多线程,对多媒体有很强的支持能力,并能够很好地对硬件进行各种操作。选用Visual C+一个很重要的原因就是其具备面向对象开发特征,面向对象的设计方法是近年来发展起来的一种新的程序设计技术,其基本思想是将软件系统所面对的问题,按其自然属性进行分割,按人们通常的思维方式进行描述,建立每个对象的模型和联系,设计尽可能直接、自然地表现问题求解的软件,整个软件系统只由对象组成,对象间联系通过消息进行。用类和继承描述对象,并建立求解模型,描述软件系统。对
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