郝天鹿

（唐山學(xué)院 計(jì)算中心，河北 唐山063000）

視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，它包括前端攝像機(jī)、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺(tái)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)以直觀性、實(shí)時(shí)性和生動(dòng)性等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)合，是一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和圖形圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展［1］。

但是，由于 DVR（Digital Video Recorder，數(shù)字視頻錄像機(jī)，也稱硬盤錄像機(jī)）視頻輸入端口的限制和受地理位置的局限，并不能集中、統(tǒng)一地管理這些設(shè)備，導(dǎo)致使用者要記錄多個(gè)DVR的訪問地址，即 URL（Uniform Resource Locator，統(tǒng)一資源定位符），以及相應(yīng)的賬號(hào)和密碼。為了解決上述問題，本文將結(jié)合我院3個(gè)校區(qū)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的視頻監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，介紹如何對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，以提供準(zhǔn)確的監(jiān)控視頻。

1 微機(jī)實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

微機(jī)實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)采用?？倒?000系列的DVR和DS－2CD6233F－SDI型號(hào)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。若要將3個(gè)校區(qū)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的視頻監(jiān)控進(jìn)行統(tǒng)一管理，那么實(shí)驗(yàn)室里的7個(gè)DVR就必須通過校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

圖1 微機(jī)實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2 微機(jī)實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件分析

軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分為兩種情況；一種是C／S（Client／Server，即客戶機(jī)／服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，通過將任務(wù)合理分配到Client端和Server端，降低了Server端的資源開銷和Client端與Server端之間的通訊開銷。Client端需要安裝客戶端軟件才可進(jìn)行管理操作，大部分程序主要在客戶端上，而服務(wù)器端主要提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)維護(hù)和并發(fā)控制等，客戶端程序主要完成用戶的具體業(yè)務(wù)［2］。另外一種是B／S（Browser／Server，即瀏覽器／服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，用戶界面完全通過系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用程序基本上都在服務(wù)器端。由于客戶端沒有程序，應(yīng)用程序的升級(jí)和維護(hù)都可以在服務(wù)器端完成，來彌補(bǔ)客戶端升級(jí)、維護(hù)不便等方面的不足。由于客戶端使用瀏覽器，使得用戶界面“豐富多彩”，但數(shù)據(jù)的打印輸出等功能受到了限制。為了解決這個(gè)問題，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)成ActiveX控件，或者采用第三方插件來彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。

為了統(tǒng)一管理3個(gè)校區(qū)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的攝像機(jī)，并且記錄這些攝像機(jī)的基本信息，提供數(shù)據(jù)共享，根據(jù)海康公司官網(wǎng)提供的二次開發(fā)接口，本系統(tǒng)將采用C／S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它可以降低服務(wù)器資源的開銷，使實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)可以在客戶端計(jì)算機(jī)上流暢地顯示。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用Sql Server 2005數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它是微軟公司推出的一款數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，提供了企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)管理功能。Sql Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和機(jī)構(gòu)型數(shù)據(jù)提供了安全可靠的存儲(chǔ)功能，可以為龐大、復(fù)雜的應(yīng)用程序提供安全、準(zhǔn)確、快速的數(shù)據(jù)管理功能。

根據(jù)軟件系統(tǒng)的需求，一是管理微機(jī)室視頻攝像機(jī)的信息，二是為了管理登錄用戶的信息，所以只需設(shè)計(jì)兩個(gè)關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)表即可，如圖2和圖3所示。

圖2 攝像機(jī)信息管理表

圖3 用戶登錄管理表

uniqueidentifier數(shù)據(jù)類型可存儲(chǔ)一個(gè)128位的二進(jìn)制值數(shù)，其作用與GUID（全球唯一標(biāo)識(shí)符）的功能一樣。GUID是全球唯一的二進(jìn)制數(shù)，它是根據(jù)網(wǎng)卡和CPU時(shí)鐘而隨機(jī)生成的一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，它保證世界上的任何兩臺(tái)計(jì)算機(jī)都不會(huì)生成重復(fù)的GUID值。GUID主要用于Windows系統(tǒng)中，經(jīng)常用于應(yīng)用程序的產(chǎn)品號(hào)、注冊(cè)表鍵值、接口標(biāo)識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)等方面。

用戶登錄表中登錄密碼采用MD5的加密方式。MD5是計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域廣泛使用的一種散列函數(shù)，用以提供消息的完整性保護(hù)，它將整個(gè)文件當(dāng)作一個(gè)大文本信息，通過其不可逆的字符串變換算法，產(chǎn)生了這個(gè)唯一的MD5信息摘要。

2.3 視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的管理

根據(jù)攝像機(jī)信息管理表的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)用戶界面，對(duì)攝像機(jī)的基本信息進(jìn)行管理，主要包括：設(shè)備所在位置，設(shè)備名稱，DVR的品牌，DVR的型號(hào)，DVR的IP地址或 URL，DVR的端口，登錄DVR的用戶名，登錄DVR的密碼，通道號(hào)，是否是URL標(biāo)識(shí)。

若要使用DVR里固有的web程序來查看某一微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻，就必須知道它連接在哪個(gè)DVR上的哪個(gè)通道上，并且還要知道登錄該DVR時(shí)的URL、用戶名和密碼。用戶只能訪問連接到該DVR上的攝像機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻，并不能跨越到其它的DVR上來訪問其它的攝像機(jī)的監(jiān)控視頻。由此可見，設(shè)計(jì)一套對(duì)這些攝像機(jī)集中統(tǒng)一管理的系統(tǒng)是十分必要的。攝像機(jī)管理的主要功能包括：添加攝像機(jī)信息，修改攝像機(jī)信息，刪除攝像機(jī)信息。運(yùn)行效果如圖4所示。

圖4 攝像機(jī)管理運(yùn)行效果

系統(tǒng)攝像機(jī)管理模塊主要是通過Treeview（樹狀結(jié)構(gòu)控件）分層次展示的，在程序加載時(shí)，從攝像機(jī)信息管理表中讀取信息，動(dòng)態(tài)生成樹狀結(jié)構(gòu)。樹狀結(jié)構(gòu)控件的優(yōu)點(diǎn)是可以展開和折疊、顯示或隱藏其中的節(jié)點(diǎn)和具有分層目錄結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)［3］。

2.4 實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻的顯示

實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻的獲取，主要是通過?？倒咎峁┑腄LL（Dynamic Link Library，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)）來實(shí)現(xiàn)的。此 DLL是基于VC＋＋進(jìn)行編寫的，它是應(yīng)用程序與DVR之間進(jìn)行連接、通信和互操作的通道［4］，在相應(yīng)的DLL中提供了一系列的有關(guān)操作DVR的操作，比如實(shí)時(shí)預(yù)覽、錄像文件回放、下載、鎖定和備份、實(shí)時(shí)抓屏等，如要實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的功能，只需按照規(guī)定的流程調(diào)用這些函數(shù)。

本系統(tǒng)采用Delphi語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，它不能直接調(diào)用?？倒舅峁┑腄LL中的函數(shù)，所以還需要在程序中對(duì)這些函數(shù)重新封裝，以供Delphi程序使用。

獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻的流程如圖5所示。根據(jù)用戶點(diǎn)擊的節(jié)點(diǎn)（攝像機(jī)），在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢出該攝像機(jī)屬于哪個(gè)DVR，連接在哪個(gè)通道，該DVR登錄時(shí)的用戶名、密碼和端口號(hào)，然后調(diào)用封裝后的函數(shù)，最后把實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻顯示在應(yīng)用程序的窗體中。

圖5 獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻流程圖

2.4.1 設(shè)備初始化

調(diào)用其它函數(shù)的前提，在程序中的定義為：

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

stdcall要與原DLL中的函數(shù)的定義格式相同，external指明調(diào)用的DLL路徑與文件名，本系統(tǒng)主要采用了靜態(tài)調(diào)用的方式。

2.4.2 用戶注冊(cè)設(shè)備

向設(shè)備注冊(cè)用戶，在程序中的定義為：

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：訪問DVR端口：sUserName：用戶的登錄名；sPassword：用戶的登錄密碼；lp－DeviceInfo：設(shè)備信息。如果注冊(cè)成功，則返回用戶ID，后續(xù)對(duì)DVR的操作都需要通過此ID來實(shí)現(xiàn)。

2.4.3 啟動(dòng)預(yù)覽監(jiān)控視頻

獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)流，并顯示在應(yīng)用程序窗體中。在程序中的定義為：

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：采用何種方式預(yù)覽；fbRealData－CallBack＿V30：指向回調(diào)函數(shù)的指針；pUser：用戶數(shù)據(jù)；bBlocked：請(qǐng)求碼流過程是否阻塞。其中回調(diào)函數(shù)的定義為：procedure testRealDataCallBack ＿V30 （lRealHandle：Longint；dwDataType：Longword；pBuffer：LPByte；dw－BufSize：Longword；pUser：Pointer）；stdcall。

2.4.4 停止預(yù)覽監(jiān)控視頻

使實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻停止在應(yīng)用程序窗口中運(yùn)行，在程序中的定義為：

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

lRealHandle：預(yù)覽句柄，NET＿DVR＿StopRealPlay的返回值，它并沒有與設(shè)備斷開，在設(shè)備中還存有相應(yīng)的登錄信息。

2.4.5 銷毀設(shè)備

用戶注銷，在程序中的定義為：

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

IUserID：用戶ID，NET＿DVR＿Logout＿V30的返回值，這時(shí)設(shè)備中已沒有了用戶登錄信息，若要繼續(xù)顯示監(jiān)控視頻，還需要重新注冊(cè)用戶。

2.4.6 釋放資源

清理應(yīng)用程序的資源，在程序中的定義為：

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

2.4.7 主要功能代碼

if NET＿DVR＿Init（）then／／初始化設(shè)備

self.Panel1.Caption：＝＇初始化成功＇

else

self.Panel1.Caption：＝＇初始化失敗＇；

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

＠struDeviceInfo）；／／登錄設(shè)備

if lUserID＞＝0then

self.Panel1.Caption：＝＇登錄成功，正在加載視頻＇

else

self.Panel1.Caption：＝＇登錄失敗，錯(cuò)誤代碼：

＇＋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）；

綜上所述，根據(jù)流程圖，在程序中調(diào)用重新定義的函數(shù)，微機(jī)室實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻就可以顯示在應(yīng)用程序的窗口中。

2.5 多視頻窗口的設(shè)計(jì)

為了使用戶在同一時(shí)間內(nèi)，可以查看更多的監(jiān)控視頻，本系統(tǒng)采用了多屏顯示，以更加直觀的方式展示給用戶，提供一個(gè)良好的用戶界面。當(dāng)用戶點(diǎn)擊最大化按鈕時(shí)，可以放大顯示區(qū)域，點(diǎn)擊最小化按鈕時(shí)，系統(tǒng)還原成默認(rèn)狀態(tài)。

多屏顯示主要是通過動(dòng)態(tài)生成窗體，并且窗體的大小一致，通過設(shè)置窗體的Left和Top這兩個(gè)屬性來控制窗體顯示的位置，設(shè)置窗體的Parent屬性來控制窗體顯示在哪個(gè)區(qū)域中，效果圖如圖6所示。主要代碼如下。

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）；

圖6 系統(tǒng)運(yùn)行效果圖

3 總結(jié)

設(shè)計(jì)的基于校園網(wǎng)絡(luò)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)在于：系統(tǒng)將多個(gè)DVR進(jìn)行了整合，打破了地域的限制，統(tǒng)一管理了所有的攝像機(jī)；提供了一個(gè)良好的用戶界面，可以直觀、簡(jiǎn)單、快捷、方便地查詢到目標(biāo)監(jiān)控視頻。

該系統(tǒng)已投入使用，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，讀取局域網(wǎng)監(jiān)控視頻，系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間小于0.1s，而讀取其它兩個(gè)校區(qū)監(jiān)控視頻的反應(yīng)時(shí)間則小于1.5s；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)到30kb／s時(shí)，監(jiān)控視頻就可以流暢顯示，這對(duì)于校園內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)來說影響非常小，不會(huì)影響校園網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。當(dāng)然，將多個(gè)品牌的DVR再整合到該系統(tǒng)中，打破局域網(wǎng)的限制應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)上，將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。

［1］ 彭小楨，郝福珍，鄢楚平.基于B／S的視頻監(jiān)控系統(tǒng)客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，43（24）：208－210.

［2］ 呂瀟超，侯增選.基于C／S結(jié)構(gòu)的數(shù)字視頻監(jiān)控軟件系統(tǒng)［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2007（9）：1894－1898.

［3］ 張敬誼，張申生，盧新明.基于C／S結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο笤O(shè)備管理系統(tǒng)的研究［J］.計(jì)算機(jī)工程，2002，28（1）：236－238.

［4］ 王云鵬，雷毅，潘翔，等.CAXA電子圖板的二次開發(fā)技術(shù)［J］.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2002，14（2）：190－191.