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网络化数字视频监控系统的研究与开发

作　者: 郭洪娜
导　师: 陈三宝
学　校: 武汉理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: TCP/IP 视频监控 网络传输 IP组播
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 426次
引　用: 8次
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内容摘要


在监控领域中，数字化和网络化是一种趋势，可广泛应用在电信、电力、交通、银行、水利、智能大厦等领域。视频监控系统能实时、形象、真实地反映被监控对像，长时间获取被监控对象的信息，极大地提高管理效率和自动化水平。数字图像监控系统是电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术快速发展并相互结合的高新技术产品。稳定可靠的数字图像监控系统需解决音视频编解码、网络传输、远端设备控制等技术问题，同时还要考虑系统软件的稳定性，易用性，实时性。 本论文的主要研究任务是针对计算机远程数字监控中的关键技术进行分析和研究，并实际开发一个计算机远程监控系统。主要研究内容包括以下几个方面： 第一，设计系统的整体结构，对系统的软件实现进行了分析，并划分出功能模块。 第二，在分析和比较目前各种视频编码技术的标准的基础上，提出了本系统所采用的视频压缩编码方案，实现了用MPEG-4视频压缩模块对采集视频进行大比率压缩，用VFW及时对监控视频进行采集、处理，用DirectShow技术实现视频流的回放功能。 第三，重点研究了TCP／IP协议的相关应用，提出了采用TCP、UDP、IP组播、RTP相结合传输数字视频的方法，用Winsock控件对监控控制信息进行网络传输，用IP组播及时对监控视频进行网络传输，对视频数据网络传输中的重点、难点技术，如传输数据的连续性、组播拥塞控制、网络流量控制，多线程等技术，提出了解决方案，并提出视频数据组播发送／接收功能的程序实现模型。 第四，对云台控制系统的控制原理及功能进行研究，并对系统的设计实现进行了分析，用Windows串口技术实现对远端云台系统的控制功能。 课题设计研究工作的主体主要体现在对监控信息的网络传输、远程控制方面。本系统的设计实现中，针对国内现有系统的不足点，采用了许多先进的技术，对视频采集压缩、监控信息网络传输等问题的解决都具有初创性。系统设计研究取得了较好的成果，达到了预期实现的各项目标。

全文目录


第1章 绪论  9-15
  1.1 视频监控系统概述  9-13
    1.1.1 模拟视频监控现状  10-11
    1.1.2 数字视频监控系统  11-12
    1.1.3 数字视频监控系统的发展前景  12-13
  1.2 课题背景及意义  13-14
  1.3 论文的研究内容  14-15
第2章 系统的总体设计概述  15-21
  2.1 系统设计思想  15
  2.2 系统结构及工作原理  15-17
    2.2.1 系统结构  15-17
    2.2.2 工作原理  17
  2.3 系统的软件实现  17-19
    2.3.1 系统的功能  17-18
    2.3.2 系统的软件结构  18-19
  2.4 系统的功能模块划分  19-21
第3章 监控系统视频数据处理功能的设计实现  21-33
  3.1 视频图像压缩技术  21-26
    3.1.1 压缩方法概述  21-22
    3.1.2 几种常用视频压缩标准简介  22-25
    3.1.3 视频压缩编码方案的比较与选取  25-26
  3.2 视频采集功能  26-30
    3.2.1 VFW概述  26-27
    3.2.2 视频采集捕获功能的实现  27-30
  3.3 视频流回放功能  30-33
    3.3.1 DirectShow概述  31
    3.3.2 MPEG-4视频流的回放  31-33
第4章 数字视频网络传输技术  33-56
  4.1 数字视频传输技术  33-40
    4.1.1 视频传输方式  33-36
    4.1.2 服务质量(QoS)  36-37
    4.1.3 视频传输协议  37-40
  4.2 TCP/IP协议  40-42
    4.2.1 TCP/IP结构  40-41
    4.2.2 常用协议  41-42
  4.3 Winsock编程原理  42-46
    4.3.1 套接字(Sockets)  42-43
    4.3.2 简单客户机／服务器模型  43
    4.3.3 Winsock编程模型  43-45
    4.3.4 IP组播在Winsock中的实现  45-46
  4.4 数字视频传输选择方案  46-51
    4.4.1 信道环境以及实时性的考虑  46-47
    4.4.2 传输协议及传输方式的选择  47-48
    4.4.3 通信方式的选择  48
    4.4.4 传输数据连续性的实现  48-50
    4.4.5 组播拥塞控制技术  50
    4.4.6 网络流量控制技术  50-51
  4.5 监控信息网络传输的设计实现  51-56
    4.5.1 视频数据局域网组播发送功能  52-53
    4.5.2 视频数据局域网组播接收功能  53-54
    4.5.3 多线程技术的实现  54-56
第5章 监控系统远端设备控制功能的设计实现  56-68
  5.1 Windows API串行通信编程概述  56-57
  5.2 云台控制系统  57-63
    5.2.1 系统描述  57
    5.2.2 设备布局与线路连接  57-58
    5.2.3 对云台和镜头的控制原理  58-59
    5.2.4 功能分析与设计  59-61
    5.2.5 关键技术与算法  61-63
  5.3 数字视频控制的实现  63-68
    5.3.1 设计思想  63-64
    5.3.2 程序流程图  64
    5.3.3 控制协议  64-65
    5.3.4 串行通信在云台控制系统中的应用  65-68
第6章 结束语  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
发表论文  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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