基于SDK的实验室视频监控系统开发

汪　庆，谭红春，孙大勇，车梦晴

（安徽中医药大学　医药信息工程学院，安徽　合肥　230012）

基于SDK的实验室视频监控系统开发

汪庆，谭红春，孙大勇，车梦晴

（安徽中医药大学医药信息工程学院，安徽合肥230012）

为实现高校开放式实验室安全管理，设计了一个基于HIKVISION SDK的视频监控系统.该系统利用海康威视视频采集卡，使用面向对象程序设计思想实现，具有用户管理模块、实时预览模块、录像回放模块等功能，在实验室安全管理方面具有一定的应用价值.

开放式实验室；HIKVISION SDK；视频采集卡；视频监控系统

1　引言

随着高校创新实践型教育模式的提出，实验教学对于提高大学生实践应用能力显得尤为重要，传统的管理方式已经很难以满足要求，开放式实验室管理［1］还在不断地探索之中.视频监控技术［2］可以实现实时图像监控、突发时间现场重现，是实现智能化实验室管理的关键.

本系统采用HIKVISION公司开发的视频采集卡，使用板卡自带的软件开发包SDK［3］，利用面向对象软件设计方法，实现了一种成本低、易实现的实验室视频监控系统.

2　视频采集卡及SDK

视频采集卡是安防行业目前应用广泛的视频采集设备，主要是从摄像头获取视频信号并转换为数字信号进行实时预览录像.系统使用的硬件设备为DS-4004HC视频采集卡，该板卡采用了先进的H.264视频压缩编码，可以实现4路的DCIF/2CIF/CIF/QCIF实时编码压缩，可单独调整每个通道设置参数，性能十分稳定.

SDK是向软件开发者提供特定的硬件平台、操作系统下开发工具集合，开发者通过调用DLL文件中的接口函数实现相关的功能，SDK开发已应用于许多各种领域［4］［5］.本系统使用DS-4004HC板卡SDK，通过面向对象程序设计的思路进行二次开发.板卡SDK提供的文件主要有：动态链接库DS40xxSDK.dll，库文件DS40xxSDK.lib，头文件HikVisionS-dk.h等，通过调用SDK提供的API函数，依次完成系统各个模块的功能.

3　监控平台软件设计与实现

3.1系统功能需求分析

基于成本的考虑，本系统的硬件部分利用机房现有微机，利用主板的扩展PCI插槽安装4004HC卡，利用该板卡完成视频采集功能，使用同轴电缆分别连接视频采集卡和摄像头.机房视频监控拓扑图如图1所示.

图1　

通过对实验室监控的实际需求进行分析，该监控软件应该能够实现以下几个基本功能：（1）能够实现不同用户的权限管理；（2）能够实现实时多路视频图像的预览；（3）能够根据录像计划或者手动地进行录像存储；（4）能够对存储的视频内容进行查询和回放.因此，根据以上需求将监控系统功能分为相关功能模块，如图2所示.

图2　

本系统程序启动运行的过程是：首先进行用户验证，然后进行板卡初始化获取DSP信息、获取到系统设置的默认参数，最后进入主监控画面，进行实时监控，或进行计划录像等操作.软件主要功能实现的流程如图3所示.

3.2系统模块详细设计

按照面向对象程序设计的方法，分别对不同的功能模块分别创建功能类，使用SDK提供的库函数和MFC函数完成软件的相关功能.软件主要模块包括：

图3　

用户管理模块CUserDlg类：将使用系统的用户分为系统管理员admin和一般用户user；

监控主界面模块CMoniterDlg类：初始化视频监控画面区域，参数设置按钮区域，显示监控状态区域.

图像参数设置模块CSetDlg类：设置录像画面参数：DCIF，2CIF，4CIF，D1，监控点名称时间OSD，录像文件打包长度等.

录像计划模块CPlanDlg类：设置每个监控场所的计划录像的时间段.

录像回放模块CReplyDlg类：根据事件发生的需求，以时间段和监控点为条件检索系统中的录像片段，进行回放查看.

系统软件主要类图及函数接口如图4所示：

图4　

3.3系统关键功能的函数实现

监控主界面初始化：

BOOLCMoniterDlg：OnInitDialog（）

｛

GetRecordPlan（）；//获取系统录像参数；

GetCameraParam（）；//获取摄像机的设置相关参数；

GetTimeInfo（）；//获取当前系统时间信息；

GetSpaceInfo（）；//获取当前可用录像磁盘信息；

ShowWindow（）；//显示监控主画面；

OnInitDialog（）；//初始化视频监控主窗口；

｝

视频窗口初始化：

InitDSPs（）；//初始化DSP，返回可用编码通道数；

ChannelOpen（）；//打开通道，返回句柄，并读入摄像机参数；

StartVideoPreview（）；//开启视频预览；

SetOsdDisplayMode（）；//设置视频叠加信息：如时间，监控点名称；

录像功能：

SetDefaultQuant（）；//设置图像量化系数，量化系数越大图形质量就会越低，码率也就越低；

CreateThread（）；//启动录像线程；

StartVideoCapture（）；和StopVideoCapture（）；//对通道数据流进行获取，将视频文件按固定时间间隔进行打包，对生成视频文件按照时分秒的格式进行命名，这样有利于录像文件的检索.

3.4用户界面设计

本系统使用C++面向对象语言，以VC++6.0为开发工具，利用海康威视板卡SDK，基于MFC对话框进行程序设计.为使监控主界面满足简单直观的设计，采用了基于对话框的程序设计，需要把主要功能按钮显示集中于软件主界面上，故将界面划分为：视频显示区：显示当前监控区域预览；参数设置区：设置监控点名称，录像质量，回放查询等；系统状态区域：显示实时时间，可用录像磁盘信息；录像状态区：显示当前正在录像的通道情况.如图5所示.

图5　

系统测试的硬件环境是XP系统，内存2G，CPU双核2.5GHZ，DS-4004HC视频采集卡，四路分布于实验室的监控摄像头，经过不间断录像，系统稳定正常.

4　结束语

本文利用面向对象技术和HIKVISION SDK提供的API实现了实验室视频监控系统.该系统硬件扩展较为简单，软件设计模块功能分类清晰，界面简洁易用，可以实现实时监控、录像检索、回放等基本功能，能够满足实验室开放式管理的基本公共安全需求，具有一定的实用性.

〔1〕张艳芬，等.新形势下高校实验室开放管理与运行机制的研究［J］.实验技术与管理，2013，30（3）：180-183.

〔2〕黄凯奇，等.智能视频监控技术综述［J］.计算机学报，2015，38（6）：1093-1118.

〔3〕海康威视.DS-40xx系列板卡SDK_V4.31（for Windows）［EB/OL］.http：//www.hikvision.com/cn/download _more_404.html#prettyPhoto.

〔4〕陈景帅，等.基于Speech SDK的机器人语音交互系统设计［J］.北京联合大学学报（自然科学版），2010，24（1）：25-29.

〔5〕李梅，等.基于Virtools SDK的虚拟实验室BB模块开发方法研究［J］.计算机与现代化，2013（1）：67-70.

TP391

A

1673-260X（2016）04-0044-02

2016-03-26

安徽省质量工程项目（2015sysx011）；安徽中医药大学青年科研基金项目（2015qn007）；2015安徽省大学生创新创业项目（201510369185）