一种基于广域技术的城市安防监控系统的开发与实现

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  摘 要: 在现代化城市建设中,安防是城市安全中一个重要组成部分,单位式的安防监控系统无法满足平安城市建设的需要,提出一种基于广域技术的城市安防监控系统。系统采用B/S模式,划分为系统监控服务端、广域连接、客户端Browser三大模块,选择C#为编程语言进行开发与实现。系统通过广域技术将不同区域的监控设备互联起来,有效解决孤立式单位监控系统不能远距离对监控进行集中管理的缺陷。系统的实现丰富软件开发架构周期理论,同时也提高安防监控系统的科技应用水平。
  关键词: 广域技术;C#;安防;监控
  中图分类号:F416.6 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0810116-02
  
  当前,大多数安防监控都是C/S结构的单位孤立式系统,主要通过单位局域网连接各种监控设备实现实时监控。这种监控方式对于一个覆盖面积不大的单位来多,是一种较好选择。然而,对于一座城市来说,自建一套安防监控网络线路,然后把各种监控设备连接起来实现实时监控,建设费用十分可观。另外,传统的C/S结构监控系统存在当监控人员距离监控场所较远时,无法对监控设备与监控数据进行集中管理。因此,提出一种基于广域技术的C#城市安防监控系统。这种系统采用B/S工作模式,客户端使用通用的IE浏览器即可以将远离监控人员的多个监控场所的监控设备与监控数据通过Internet连接起来实现集中管理。
  1 系统框架
  系统分为监控服务端、广域网连接与客户端Browser三大部分组成。因此,基于广域技术的C#城市安防监控系统的平台框架如图1所示。
  系统平台框架图描述的是基于广域技术的安防视频监控系统的硬件环境。具体完成这样的网络系统最重要的是其软件环境,为了减轻用户的负担,构成这样的系统将采用B/S工作模式。监控服务端作为监控信息的产生者,主要包括云台控制、方向控制与自动控制等模块。客户端Browser作为用户监控操作端,主要包括视频监控操作与监控管理等模块。客户端Browser的用户监控操作通过Internet连接监控服务端,实现监控数据Internet传输与远程监控设备操作管理。这样可以防止某个探测器发生误报,引起不必要的动作,同时城市安防监控中心也可根据监控情况程度对于重点区域加以重点监控,例如当监控到某个单位某一区域产生可疑情况,监控者可以操作云台控制进行快照或者录制录像等。该系统各模块实现比较复杂,在软件设计时,按自顶向下、逐步细化的方法将整体功能模块化划分为多个小功能模块。系统的功能结构总体框架设计为如图2所示。
  2.2 系统监控服务端设计
  系统监控服务端的关键技术有两个方面:一是实现场所的监控,核心技术是云台控制技术的实现;二是通过广域网技术互联各单位孤立式的监控小孤岛,实现Internet传输监控数据与远程监控管理。
  云台是通过云台解码器与计算机串口或并口相连,云台控制程序是通过向云台解码器发送指令来实现云台控制。这里的指令是由云台控制协议确定的,不同的监控设备的云台控制协议是不同的,相应的指令也不相同。云台控制协议通常称为PTZ协议,可作为应用软件与云台设备的协议接口。PTZ协议软件控制监控摄影机的云台上、下、左、右方向移动,实现对不同距离的监控位置的监控,也可以实现控制摄影机焦距、倍距的放大或缩小,辅助灯光和雨刷调整功能以达到监控无死角。本系统PTZ控制协议采用派尔高公司的Pelco_D。云台上、下、左、右方向控制在实现上是相似的,由于篇幅关系,在这里仅以上下控制为例给出主要部分实现如下:
  class PTZControlPelco_D{
  private statics readonly byte STX=A0H; //同步字节
  private const byte TiltUp=0x08; //向上
  private const byte TiltDown=0x10; //向下
  #region //镜头上下移动的速度
  private const byte TiltSpeedMin=0x00; //停止移动
  private const byte TiltSpeedMax=0x3F; //最高速度
  #endregion
  #region //枚举云台控制光圈控制与上下移动控制
  public enum Iris {Open=IrisOpen,close=IrisClose}
  public enum Tilt {Up=TiltUp,Down=TiltDown}
  #endregion
  //云台控制光圈控制
  public byte[]ptzIrisSwitch(unit deviceAddress,Iris Action )
  {
  return Message.GetMessage(deviceAddress,(byte)action,0x
  00,0x00,0x00);
  }
  //云台控制的上下控制
  public byte[] ptzTilt(unit deviceAddress,Tilt action,unit speed){
  if(speed  if(speed>TiltSpeedMax) speed=TiltSpeedMax;
  return Message.GetMessage(deviceAddress,0x00,(byte)acti
  On,0x00,(byte)speed);
  }
  }
  广域网连接实现各监控单位的监控数据通过Internet传输与存储,把远端的监控设备与广域网上的客户端Browser连接起来,核心技术是监控数据存储与转发。监控数据存储主要是存储监控设备产生的监控录像移动帧以及设备信息、用户信息等。为保证监控数据可靠的转发到Internet上传输,在系统监控服务端设计一个控制台程序,下载安装了该程序后开机自动运行。当有用户请求时,监控录像移动帧通过缓冲区实现数据转发。
  2.3 客户端设计
  客户端的主要功能是视频监控和监控管理,视频监控包括录像、快照与回放等,监控管理包括监控设备的管理、用户信息管理、监控操作管理以及监控录像文件管理等。这些功能通过客户端Browser实现。监控客户端Browser位于广域网中,主要是为用户提供一个实现远距离监控操作与管理监控的人机交互界面。核心技术是开发一个实现远距离监控操作与管理监控的组件嵌入到IE浏览器当中去。在本系统中,该组件主要利用MFC模板库开发COM组件,把所有的Browser端的软件功能模块全部封装在一个DLL里,当用户下载并安装后就可以直接通过IE浏览界面访问到监控服务端,并可以通过Internet实现对远程的监控设备进行访问。用户可以在任何位置通过广域网对受控场所进行实时监控,而不需要受到空间距离的限制。
  3 系统实现
  3.1 系统监控服务端的实现
  系统监控服务端需要实现一个供操作人员实时观测整个系统的运行状态的管理界面,该界面主要功能包括云台控制、方向控制、自动控制、监控设备工作状态、用户的连接情况以及监控日志等。系统监控服务端的控制台程序运行界面如图3所示。
  3.2 客户端Browser的实现
  客户端通过Browser实现用户对监控系统的视频监操作与监控管理的功能。监控操作用户启动安装了用MFC制作的控件组件的IE浏览器,就可以直接通过IE浏览器界面访问到监控服务端,并可以通过Internet实现浏览监控视频,调整监控服务端的云台控制,修改监控的各种参数等功能。客户端通过IE浏览器运行程序实现远程监控的界面如图4所示。
  4 结束语
  本系统通过实验测试与调试,各方面均达到用户需求分析所预测的功能要求与性能要求,运行稳定,监控数据信息准确,传输流畅。基于广域技术的C#安防监控系统采用B/S结构工作模式,符合当前网络软件系统发展趋势。由于系统采用广域网技术实现客户端通过IE浏览器就能够进行安防视频远程监控操作与监控管理等功能,极大方便了用户对远距离受控场所以及监控信息进行集中管理,提高了安防监控系统的科技应用水平。
  
  参考文献:
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  [4]彭小桢、郝福珍、鄢楚平,基于B/S的视频监控系统客户端的设计与实现.计算机工程与应用,2007,43(24):208-211.
  [5]黄海兵,基于以太网的校园安防监控系统设计,科技信息,2010,7(2):254,256-257.
  
  作者简介:
  陈杰志(1980-),男,汉族,湖北武穴人,硕士,研究方向:软件开发;徐炳文(1977-),男,汉族,广西岑溪市人,硕士,高级工程师,研究方向:计算机系统软件开发与软件管理。
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