基于校园网络的微机实验室视频监控系统的设计与实现

郝天鹿

（唐山学院 计算中心，河北 唐山063000）

视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它包括前端摄像机、传输线缆、视频监控平台。视频监控系统以直观性、实时性和生动性等特点而被广泛应用于多种场合，是一种防范能力较强的综合系统。近年来，随着计算机通讯技术、网络传输技术和图形图像处理技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展［1］。

但是，由于 DVR（Digital Video Recorder，数字视频录像机，也称硬盘录像机）视频输入端口的限制和受地理位置的局限，并不能集中、统一地管理这些设备，导致使用者要记录多个DVR的访问地址，即 URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符），以及相应的账号和密码。为了解决上述问题，本文将结合我院3个校区的微机实验室的视频监控设备运行情况，介绍如何对这些设备进行统一管理，以提供准确的监控视频。

1 微机实验室视频监控系统的拓扑结构

微机实验室视频监控系统的拓扑结构如图1所示。该系统采用海康公司8000系列的DVR和DS－2CD6233F－SDI型号的数字摄像机。若要将3个校区的微机实验室的视频监控进行统一管理，那么实验室里的7个DVR就必须通过校园网络进行连接。

图1 微机实验室视频监控系统拓扑结构

2 微机实验室视频监控系统软件设计

2.1 视频监控系统软件分析

软件系统体系结构分为两种情况；一种是C／S（Client／Server，即客户机／服务器）结构，通过将任务合理分配到Client端和Server端，降低了Server端的资源开销和Client端与Server端之间的通讯开销。Client端需要安装客户端软件才可进行管理操作，大部分程序主要在客户端上，而服务器端主要提供数据管理、数据共享、数据及系统维护和并发控制等，客户端程序主要完成用户的具体业务［2］。另外一种是B／S（Browser／Server，即浏览器／服务器）结构，用户界面完全通过系统网页浏览器来实现，应用程序基本上都在服务器端。由于客户端没有程序，应用程序的升级和维护都可以在服务器端完成，来弥补客户端升级、维护不便等方面的不足。由于客户端使用浏览器，使得用户界面“丰富多彩”，但数据的打印输出等功能受到了限制。为了解决这个问题，可以单独设计成ActiveX控件，或者采用第三方插件来弥补这个缺陷。

为了统一管理3个校区的微机实验室的摄像机，并且记录这些摄像机的基本信息，提供数据共享，根据海康公司官网提供的二次开发接口，本系统将采用C／S系统结构，它可以降低服务器资源的开销，使实时视频数据可以在客户端计算机上流畅地显示。

2.2 视频监控系统软件数据库设计

本系统采用Sql Server 2005数据管理系统，它是微软公司推出的一款数据库管理平台，提供了企业级的数据管理功能。Sql Server 2005数据库引擎为关系型数据和机构型数据提供了安全可靠的存储功能，可以为庞大、复杂的应用程序提供安全、准确、快速的数据管理功能。

根据软件系统的需求，一是管理微机室视频摄像机的信息，二是为了管理登录用户的信息，所以只需设计两个关系型的数据库表即可，如图2和图3所示。

图2 摄像机信息管理表

图3 用户登录管理表

uniqueidentifier数据类型可存储一个128位的二进制值数，其作用与GUID（全球唯一标识符）的功能一样。GUID是全球唯一的二进制数，它是根据网卡和CPU时钟而随机生成的一个二进制数，它保证世界上的任何两台计算机都不会生成重复的GUID值。GUID主要用于Windows系统中，经常用于应用程序的产品号、注册表键值、接口标识和数据库等方面。

用户登录表中登录密码采用MD5的加密方式。MD5是计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护，它将整个文件当作一个大文本信息，通过其不可逆的字符串变换算法，产生了这个唯一的MD5信息摘要。

2.3 视频监控摄像机的管理

根据摄像机信息管理表的结构和设计用户界面，对摄像机的基本信息进行管理，主要包括：设备所在位置，设备名称，DVR的品牌，DVR的型号，DVR的IP地址或 URL，DVR的端口，登录DVR的用户名，登录DVR的密码，通道号，是否是URL标识。

若要使用DVR里固有的web程序来查看某一微机实验室的实时监控视频，就必须知道它连接在哪个DVR上的哪个通道上，并且还要知道登录该DVR时的URL、用户名和密码。用户只能访问连接到该DVR上的摄像机的实时监控视频，并不能跨越到其它的DVR上来访问其它的摄像机的监控视频。由此可见，设计一套对这些摄像机集中统一管理的系统是十分必要的。摄像机管理的主要功能包括：添加摄像机信息，修改摄像机信息，删除摄像机信息。运行效果如图4所示。

图4 摄像机管理运行效果

系统摄像机管理模块主要是通过Treeview（树状结构控件）分层次展示的，在程序加载时，从摄像机信息管理表中读取信息，动态生成树状结构。树状结构控件的优点是可以展开和折叠、显示或隐藏其中的节点和具有分层目录结构的特点［3］。

2.4 实时监控视频的显示

实时监控视频的获取，主要是通过海康公司提供的DLL（Dynamic Link Library，动态链接库）来实现的。此 DLL是基于VC＋＋进行编写的，它是应用程序与DVR之间进行连接、通信和互操作的通道［4］，在相应的DLL中提供了一系列的有关操作DVR的操作，比如实时预览、录像文件回放、下载、锁定和备份、实时抓屏等，如要实现其相应的功能，只需按照规定的流程调用这些函数。

本系统采用Delphi语言进行开发设计，它不能直接调用海康公司所提供的DLL中的函数，所以还需要在程序中对这些函数重新封装，以供Delphi程序使用。

获取实时监控视频的流程如图5所示。根据用户点击的节点（摄像机），在数据库中查询出该摄像机属于哪个DVR，连接在哪个通道，该DVR登录时的用户名、密码和端口号，然后调用封装后的函数，最后把实时监控视频显示在应用程序的窗体中。

图5 获取实时监控视频流程图

2.4.1 设备初始化

调用其它函数的前提，在程序中的定义为：

function NET＿DVR＿Init：BOOL；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇；

stdcall要与原DLL中的函数的定义格式相同，external指明调用的DLL路径与文件名，本系统主要采用了静态调用的方式。

2.4.2 用户注册设备

向设备注册用户，在程序中的定义为：

function NET＿DVR＿Login＿V30（sDVRIP：PAnsiChar；wDVRPort：Word；sUserName：PAnsiChar；sPassword：PAnsiChar；lpDeviceInfo：LPNET＿DVR＿DEVICEINFO＿V30）：Longint；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇

sDVRIP：DVR的IP地址，wDVRPort：访问DVR端口：sUserName：用户的登录名；sPassword：用户的登录密码；lp－DeviceInfo：设备信息。如果注册成功，则返回用户ID，后续对DVR的操作都需要通过此ID来实现。

2.4.3 启动预览监控视频

获取实时监控视频数据流，并显示在应用程序窗体中。在程序中的定义为：

function NET＿DVR＿RealPlay＿V30（lUserID：Longint；lpClientInfo：LPNET＿DVR＿CLIENTINFO；fRealDataCall－Back＿V30：TfRealDataCallBack＿V30；pUser：Pointer；bBlocked：Boolean）：Longint；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇；

lUserID：NET＿DVR＿Login（）或 NET＿DVR＿Login＿V30（）的返回值；lpClientInfo：采用何种方式预览；fbRealData－CallBack＿V30：指向回调函数的指针；pUser：用户数据；bBlocked：请求码流过程是否阻塞。其中回调函数的定义为：procedure testRealDataCallBack ＿V30 （lRealHandle：Longint；dwDataType：Longword；pBuffer：LPByte；dw－BufSize：Longword；pUser：Pointer）；stdcall。

2.4.4 停止预览监控视频

使实时监控视频停止在应用程序窗口中运行，在程序中的定义为：

function NET ＿DVR ＿StopRealPlay（lRealHandle：Longint）：Boolean；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇；

lRealHandle：预览句柄，NET＿DVR＿StopRealPlay的返回值，它并没有与设备断开，在设备中还存有相应的登录信息。

2.4.5 销毁设备

用户注销，在程序中的定义为：

function NET＿DVR＿Logout＿V30（lUserID：LongInt）：BOOL；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇；

IUserID：用户ID，NET＿DVR＿Logout＿V30的返回值，这时设备中已没有了用户登录信息，若要继续显示监控视频，还需要重新注册用户。

2.4.6 释放资源

清理应用程序的资源，在程序中的定义为：

function NET＿DVR＿Cleanup：BOOL；stdcall；external＇HCNetSDK.dll＇；

2.4.7 主要功能代码

if NET＿DVR＿Init（）then／／初始化设备

self.Panel1.Caption：＝＇初始化成功＇

else

self.Panel1.Caption：＝＇初始化失败＇；

lUserID：＝NET＿DVR＿Login＿V30（deviceIP，device－Port，userName，passWord，

＠struDeviceInfo）；／／登录设备

if lUserID＞＝0then

self.Panel1.Caption：＝＇登录成功，正在加载视频＇

else

self.Panel1.Caption：＝＇登录失败，错误代码：

＇＋inttostr（NET＿DVR＿GetLastError（））；

struPlayInfo.lChannel：＝ichannel；

struPlayInfo.lLinkMode：＝0；／／TCP

struPlayInfo.sMultiCastIP：＝NIL；struPlayInfo.hPlay－Wnd：＝self.Panel1.Handle；

lRealHandle：＝NET＿DVR＿RealPlay＿V30（lUserID，＠struPlayInfo，＠testRealDataCallBack＿V30，pUser，TRUE）；

综上所述，根据流程图，在程序中调用重新定义的函数，微机室实时监控视频就可以显示在应用程序的窗口中。

2.5 多视频窗口的设计

为了使用户在同一时间内，可以查看更多的监控视频，本系统采用了多屏显示，以更加直观的方式展示给用户，提供一个良好的用户界面。当用户点击最大化按钮时，可以放大显示区域，点击最小化按钮时，系统还原成默认状态。

多屏显示主要是通过动态生成窗体，并且窗体的大小一致，通过设置窗体的Left和Top这两个属性来控制窗体显示的位置，设置窗体的Parent属性来控制窗体显示在哪个区域中，效果图如图6所示。主要代码如下。

hbplayfrm.Parent：＝ScrollBox1；

hbplayfrm.Width：＝trunc（width1）；

hbplayfrm.Height：＝trunc（height1）；

hbplayfrm.Top：＝trunc（row1＊（height1＋5）＋5）；

hbplayfrm.Left：＝trunc（col1＊（width1＋5）＋5）；

图6 系统运行效果图

3 总结

设计的基于校园网络的微机实验室视频监控系统的特点在于：系统将多个DVR进行了整合，打破了地域的限制，统一管理了所有的摄像机；提供了一个良好的用户界面，可以直观、简单、快捷、方便地查询到目标监控视频。

该系统已投入使用，经过长时间的测试，读取局域网监控视频，系统的反应时间小于0.1s，而读取其它两个校区监控视频的反应时间则小于1.5s；当网络速度达到30kb／s时，监控视频就可以流畅显示，这对于校园内的网络来说影响非常小，不会影响校园网络的正常运行。当然，将多个品牌的DVR再整合到该系统中，打破局域网的限制应用到互联网上，将会有更广阔的应用前景。

［1］ 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［J］.计算机工程与应用，2007，43（24）：208－210.

［2］ 吕潇超，侯增选.基于C／S结构的数字视频监控软件系统［J］.科学技术与工程，2007（9）：1894－1898.

［3］ 张敬谊，张申生，卢新明.基于C／S结构的面向对象设备管理系统的研究［J］.计算机工程，2002，28（1）：236－238.

［4］ 王云鹏，雷毅，潘翔，等.CAXA电子图板的二次开发技术［J］.计算机辅助设计与图形学学报，2002，14（2）：190－191.