嵌入式无线视频监控系统的设计与实现分析

康田 刘蒙琦 李志鹏

【摘 要】社会各种技术的不断发展，使得居民、组织的防盗意识不断增加，人们总想寻找一种可以提升安全感的设备，而视频监控直观、准确、高效的满足了人们这一需求，并逐步发展起来，满足了人们对于不在场时，所需证据、事实、现况了解的需求，对人们生活、工作等方面有很大的作用。本文将通过对嵌入式无线视频监控系统的分析、研究，以求更好的服务人民。

【关键词】嵌入式；无线视频；监控；分析

一、前言

近年来，随着科技的不断进步，视频监控系统也在不断完善着自身，传统的视频监控主要是有线的，其移动性差，安装复杂，且消耗太大，而如今的视频监控系统由wifi、4G等无线系统连接起来，大大克服了以往的困难，并且也产生了多种操作系统。目前，视频监控系统主要有数字监控系统和网络化多媒体监控系统，两者在不同的领域内不断发挥着自己的能力和作用，为社会生活及非生活用途提供了非同一般的效果。

二、无线视频监控系统总体设计

视频监控将采用三星公司的处理器，并移植其他操作系统及视频流服务器，利用一些相关插件来完成图像的相关工作，在这个环节里，视频数据是借用无线网络来传达给客户端的。此外，选用的USB 摄像头，必须支持其压缩图象，以保图像正确、顺利显示，并且它可以在远程视频时能够大大提高该装置的性能，保证在没有其他辅佐软件的同时，对图像进行自我压缩，这节约了经济成本，也降低了开发难度。

三、服务端设计

1.数据采集

本服务器的数据是基于一个软件实现的，这个软件可以通过多线程技术，输入线程来完成采集，输出的线程响应来自用户的请求，并向客户端发送视频数据。由于该软件所占很小的运算和控制核心及内存，而服务端的大多数工作都是由摄像头单个完成的。而嵌入式设备是集硬件、软件于一身的、可自主处理的设备，它不像硬盘那样有大容量的存储量，但具有便利灵活、性价比高等特点，从软件角度看它，又有固定性、所需配置要求低、实时性高的特点，就目前所知，Linux在嵌入式领域正稳步进行开发、发展模式。因而，该软件与嵌入式设备有高度的契合性，能够大量提高它的工作能力、效果。

2.数据传输

在上述使用的软件中，数据的传输是依靠无线网络进行的，而网络通信是又是依靠编程程序实现的。在服务端这端，通过这个编程创建一个应用程序接口，并为该接口绑定一个用于连接其他设备的链接，并使其中一个用于反应客户端的用户消息；若客户端命令，该服务端就会自动与之建立可靠的连接，两者可通过另两种函数进行网络数据通信。

四、PC客户端的实现

因为之前的一些设备在网页界面显示时有延迟、停顿等现象，传输效果不尽人意，损失大量市场，因而希望在PC 机上研发一种能够移植性好、操作简易的客户端，以求进行实时监控、实时视频录像等工作。又为了满足一些常出门在外的客户，在手机移动端上，则希望开发一款占据空间小、能够完备掌控设备、操作简单、不影响设备正常运作的手机APP客户端，实现直接的监控、拍照、视频录像等功能。本文将本着上述的观念进行开发、设计，力求设计出更好的产品。

1.设计

QT Creator是跨平台的Qt IDE，是Qt被Nokia收购后推出的一款新的轻量级集成开发环境，其设计目标是为了使相关研发人员在开发产品时，能够通过这个程序框架更快速、轻易的完成开发任务，而本文所提到的客户端设计就是在它的基础之下完成的。我们将在软件的设计界面上放置两个行编辑：分别用于输入服务端的IP和端口号；6个控件则是为了服务于连接服务器，断开服务器，以及拍摄视频，停止拍摄，保存所录内容，退出所在界面等功能；界面中间我们也放置1个指令用来显示拍攝到的视频的一些数据，以便显示视频内容。

2.客户端视频的显示流程

我们得知，在客户端和服务器中间，两者是靠协议完成工作任务的，包括建立网络连接、实现视频数据传输等功能的，而摄像头采集到的视频数据通过无线网络传输到暂时置放输出、输入资料的内存当中的，当这个区域有数据要使用时便会触发信号函数，进而自动调用对应的槽来使用视频数据。

五、系统测试

本视频监控系统将针对PC 机下的客户端，对其进行系统测试，利用基于BSD许可开发的跨平台计算机视觉库来显示当前时间。根据需求对本文数据采集所用到的软件进行重新编写，编写后的文件上传到一个文件夹里，修改为Makefile、编译，生成可执行文件，将其放置到系统的网络文件中。

登录终端仿真软件，接上USB摄像头和无线网络WiFi，设置局域网网络协议、路由等信息。配置完服务器后启动客户端，连接WiFi信号，输入服务器的IP地址以及端口号。在终端执行命令，而另一头的客户端，便能直观地观察到摄像头采集的视频。

本文数据采集所移植的视频流服务器是使用数字编码信号序列来形成视频图像。在运行过程中，获取了数字编码信号序列的相关数据，为了解其编码性能，将它与相同分辨率的视频数据进行比较。在相同的分辨率下，本文所用的压缩率远高于其他视频数据的压缩率，而在图像质量上，本文数据采集所用的质量优上，其他视频数据则略有浮动，使用效果不稳定。

六、结语

我们可以从测试中看出，在移植了视频流服务器后，本视频监控系统能够更加稳定、清晰的反映视频数据，所拍摄的内容、图像像素高，并且能够同步对图像进行实时处理，符合设计预测，并且在此基础上还可根据更多的工具开发其新功能。本文所介绍的嵌入式无线视频监控系统，可以有效、快速、低耗能的展示成效图，能够应用于多个领域或场合，其开发前景广泛。

参考文献：

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[5]王越，庞振营，王帅，范先星.嵌入式无线视频监控系统的设计与实现[J].重庆理工大学学报（自然科学），2015，29（04）：67-72.

第一作者简介：

康田，1982.08.19，工程师。

（作者单位：河南黄河河务局信息中心）