基于IP网络的数字远程视频监控系统的设计与实现探析

吴 迪

（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，山东 济南 271104）

随着科学技术的进步，现代化设施的应用范围不断扩大，导致各企业的信息化形成速度不断加快，因此，在发展过程中，数字远程视频监控系统的应用，有助于推动企业发展，使企业信息化建设信息获取更加快速。IP网络的应用，是数字音频的获取，更具直观性，储存范围也更加广泛，通过IP网络，实现监控系统可视化，使整个企业生产过程更具安全性。

数字视频、音频具有直观性，易于存储、检索和共享的特点，是企业可视信息管理系统的重要组成部分。冶金企业可视管理信息系统，是基于网络平台的有关企业安防、生产管理、物流管理、过程监控的音视频数据的管理系统，它使用现有的网络系统，基于最为广泛使用的TCP／IP协议，采用嵌人式的”网络视频服务器”和Mpe94编码方式，实现监控点前端、监控中心、监控工作站的数字化处理，是监控系统发展的然趋势。

1 应用系统背景

根据冶金企业信息化建设的特点和应用需求，数字远程视频监控系统主要应完成以下功能。

安全保卫。可以在冶金企业厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控，且具备报警联动录像功能，保证生产的安全进行。帮助企业领导实现远程实时生产管理。冶金企业领导在办公室利用数字远程视频监控系统，可以随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件，与现场进行双向音视频交流。外出时，可利用Inter—net登陆公司Intranet进入数字远程视频监控系统，随时掌握企业生产情况。

物流管理。通过数字远程视频监控系统可以及时了解进出厂物流及内部物资调拨情况，从而合理分配厂内物流流动，避免堵车的发生，节省车皮的铁路停时费用。

防作弊管理。对进出厂的汽车衡、轨道衡的计量过程实施全过程监控，包括物资取样、制样和检验，并实现自动录像功能，杜绝进出厂物资作弊行为的发生。

2 IP网络的原理与应用

IP就是为网络可以进行相互连接而设计的协议。在因特网中，它可以使所有计算机网络相互通信。任何冶金企业的计算机系统在只要遵守IP协议后就能够达到互通。IP协议实际上是由软件程序组成的协议软件，能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元“帧”的格式不同。它把各个生产资料不同的“帧”统一转换成“IP数据报”的固定格式，使所有各种计算机都能在因特网上通过IP达到统一的目的，具备“开放性”。如何使IP数据报的安全性得到保障。数据报的传输形式可以比喻成“不把鸡蛋装在一个篮子”，由传统的直接连接换成一个个独立的IP数据报，各个数据报通过不同路径传输，再在到达目的地后重新组合还原数据，从而使网络信息传递得到安全保障。在这样统一的ip数据报的环境下，各类网络都可以有效的互通交流信息内容，不用特地转换格式和人工操作。

3 冶金企业监控系统应用意义

监控系统在21世纪以来越来越多应用在合类行业当中，作为行业标准配置。机场、车站等人流量大，突发状况多的交通站就是监控的最佳舞台。近些年交通运输站新建或改造类的项目，大都要引进监控系统以便于管制管控。监控的应用已经非常广泛，增加了它的应用方式，配合着复杂的生产作业。产生了类似停车场计时查车监控，单元楼门禁监控系统等等。监控系统是组合搭建的系统，分为设备单元，通讯单元和控制单元，具有开关，信息读取等功能。随着科技的进步，监控系统的功能与应用也越来越广泛。比如之前很火的人脸识别判断买房的新闻，就是通过人脸面部识别，来区分客户是中介介绍还是自然到访，方便售楼处判断客户信息和商谈价格，最后谋取利润。也有很多人家中安装监控系统，可以有效的避免误会和查看家中情况。

4 视频监控系统选择

4.1 视频监控

数字远程视频监控系统的构成，需要较强的前端视频解码器及先进的摄像机等设备，在进行视频监控前端设备的选择上，需选择功能较多的视频监控设备。首先，视频编解码器是构成数字远程视频监控系统的重要组成部分，因此，在视频编辑码器的选择上，需要选择信号模拟功能较强的设备，在进行选择时，由于其具有数字采集，影像压缩等功能，工作人员在进行选择时，需选择支持1～9信号的独立硬件压缩设备，保证声音与画面稳定。其次，在进行视频监控设备选择时，必须要保证工作人员可通过监控中心同时进行大规模监控，因此需要进行视频设备嵌入式装备，在保证视频监控设备稳定使用的同时，使整体模拟监控系统协调工作，保证可在运行过程中无障碍。最后，在进行视频监控前端设备的选择时，需要通过路由器接入视频管理区域网，进行压缩或传输，保证数字远程监控系统正常使用，通过更新监控设备，形成与普通视频监控设备差别较大的新型IP数字远程监控。

4.2 网络协议

视频监控系统网络协议的选择设计，相较于传统视频监控设备而言，具有安全性与稳定性的数字远程视频监控。在进行数字远程视频监控系统的设计过程，选择TCP/IP协议，通过以多种网络传输方式，运行在各企业建设区域网内，从而使冶金企业可以更加有效地对生产、运输、安保等进行监控，当面临突发问题时，可通过该系统进行双向对话，使问题解决速度加快。相较于普通视频监控设备安全系数较低的问题，使用TCP/IP协议，可以有效增强数据运行的可靠性，提高图像运输质量。

4.3 监控软件

视频监控软件通常采用C/S四层结构作为主要信息收集形式，包括应用层，传输层，互联网络层和网络结构层，通过配合信息储备数据库，将视频以数字形式保留进硬盘等储存设备，利用视频监控软件的各项功能，控制监控现场发生状况，可通过现场图像处理、录像回放、控制信号管理等多个方面进行监控设备管理，使用该项监控软件，可以有效控制现场环境数据，工作人员可通过逐帧查看进行图像分析，还可通过异地处理，查看生产安保等问题，进行监控环境调控，增强监控设备数据回流准确性与稳定性。选择该项监控软件，有利于数字化远程视频监控系统形成，增加视频查看距离，使整个冶金企业管理更具科学性，推动IP网络的数字远程视频监控系统快速应用[1]。

5 远程视频监控系统设计实现要求

5.1 性能要求

由于远程视频监控系统在使用过程中，需要储存大量视频图像数据，及时为工作人员调取特定场景监控提供帮助，因此需要具有较高性能。首先，需要具有高速采样图像分析算法，数字化远程监控设备，可以快速反应工作人员所给予指令，对监控区域变化进行问题反馈，在进行信息数据收集时，通过摄像头，将图像逐帧采集反馈到IP网络数据储存库中，并提供每一幅图像数据收集时间地点，使视频监控系统储备更加充足。在进行图样采集过程中，还需注意信号去噪，增强画面质量，使图像更能真实反馈存在的差别，工作人员通过对采集数据进行设置，增加数据采集的真实性。其次，需要进行图像压缩，也就是在图像采集过程中，在保证图像压缩质量的同时，最快速度的进行数据运算，通常情况下，图像帧压缩需要采用JPEG图像压缩编码法，在缩小图像压缩体积的同时，使压缩图像快速形成，并且信噪比增加。最后，为增加远程视频监控系统设计性能要求，需要注意视频传输时间，由于在视频传输期间，区域网可能存在不稳定现象，会造成压缩包丢失情况，因此，为减少网络负担，增强网络运输安全性，音频信号通常采用TCP协议，它区别于传统udp协议传输，TCP，协议安全性较高，对于音频视频数据包进行封存，可以有效保证数据包安全传送，从而避免压缩包丢失情况的发生。数字化远程视频监控系统对设备性能要求较高，为保证视频监控系统的应用，需及时提高其性能设备，增加其网络运输安全性，保证远程视频监控系统实现多角度应用[2]。

5.2 功能要求

数字化远程视频监控系统的功能要求较高，因此，在功能设计时，需要多方面进行研究设计，保证远程视频监控系统功能运行符合要求。首先，需要对远程视频监控系统采集视频功能进行设置，需采用板块是传输方式，在IP网络进行运行，可采用WINDOWS API实现板块数据传输，在提高视频采集速度同时，为远程监控系统，其他功能设置运行时间。在数据板块性采集时，可进行图像数据处理，工作人员通过设置，使监控设备自行减少图片冗杂，降低重复板块，实现小区域压缩，从而完成数据采集目的。其次，视频监控系统具有压缩图片数据保存功能需求，数字化远程视频监控在采集数据结束后，通过JPEG进行压缩，并进行简单处理，但在压缩结束后，需要进行图像数据保存，但由于数据压缩出现变化，导致无法进行同意文档存储，需要更新存储文件，为工作人员后期查找提供便利，通常情况下，在进行保存时，采取8×8小版块进行保存范围梳理，并且明确信息采集时间，以达到压缩率保存要求。最后，视频监控系统具有视频播放与传输功能需求，因此在进行数据储备过程中，完成压缩保存并不意味着数字化远程视频监控系统工作完成，还需进行播放查看，保证工作人员在压缩结束后可进行视频回看，通过设置视频播放起止时间以及图像数据反馈，使视频监控查看更具便利性。在视频查看结束后，由于需要进行远程管理，因此需要在视频采集结束后通过处理，经过TCP/IP传输到区域网数据库内，保证工作人员可以进行远程查看，并进行视频交流。

5.3 技术要求

数字化远程视频监控系统对视频信号要求较高，需要涉及计算机控制技术等多个方面，在进行视频图像采集后，还需进行图像压缩与处理，并根据管理人员要求进行区域网传输，此方面涉及到图像处理技术与网络传输技术，由于多项技术的运用，要求数字化远程视频监控系统具有较高的时间控制能力，使整个数字化远程视频监控系统运行效率更加迅速，并有效提升数字化远程视频监控系统运行可靠性[3]。

6 冶金工业中视频远程监控系统的应用

在冶金工业管理过程中，使用工业自动化监控系统，添加对冶金工业设备制造过程的监控，可以及时调整机械运动位置，保证冶金工业生产过程中的温度、压力、电流等，增强工作人员对工业生产的掌控。进行数字远程视频监控系统安装建设，可以保证在机床进行自动化生产过程中，实行监测，依据机床发送信号，对工作人员进行警告，从而使生产过程更加完整，可以有效降低劳动力的浪费，推动冶金工业自动化水平升级[4]。

7 结论

综上所述，随着数字化技术的应用范围不断扩大，冶金企业远程视频监控系统的应用范围需要不断扩展，从网络化，智能化多个角度研究，从而提高视频监控的稳定性，通过IP网络数字化监控设备技术的运用，实现区域网资源整合，在降低视频监控系统运行成本的同时，增强其设计效果，为视频监控设备发展，提供更为广泛的发展空间。