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基于Web的煤矿视频监控系统的研究与开发

作　者: 张志刚
导　师: 李长青
学　校: 河南理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 视频监控 RTP/RTCP MPEG-4 组播拥塞控制 QoS
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 53次
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内容摘要

视频监控系统由于其直观、方便、能实时、形象、真实地反映被监控对象以及远距离操控等独特优势,被作为一种重要的安防手段在各行业中广泛使用。特别是近几年重大煤矿事故连续不断的发生,使得在煤矿安全生产系统中引入视频监控更为迫切。视频监控与其它监测监控系统综合使用将是未来煤矿安全监控发展的必然趋势。本论文的课题是河南省科技攻关计划项目“多媒体煤矿安全生产综合监控系统研究”的子系统——煤矿安全视频监控系统。目的是在综合现有的模拟与数字视频监控系统优点的基础上,结合煤矿行业视频监控的特点,设计开发一套低成本的、适合于煤矿行业特点且符合当前技术发展的现代化煤矿安全视频监控系统。论文首先从视频监控系统的监控方式分析入手,将先进的数字视频技术、网络技术有效的结合在一起,提出了系统的总体设计方案。该方案将系统分为前端服务器、远程客户端及Web服务器三部分,在视频服务器端,完成图像的采集、转换、MPEG-4压缩编码及网络发送、视频录像;在远端监控部分,负责视频数据的接收、解码显示、云台控制;Web服务器则负责为用户提供基于浏览器的集中控制和多点访问、用户认证和权限管理、视频服务器管理等服务。作者以模块化的软件设计思想对系统软件进行了模块划分和细化,详细介绍了视频服务器端、客户端以及Web服务器端的核心功能模块的设计和主要功能函数的设计。同时,论文在研究网络拥塞控制技术的基础上,对一种组播环境下基于发送端速率调整的拥塞控制算法进行了优化,在此基础上提出了一种基于量化参数和帧率的码率调整策略,提高了网络视频传输的可靠性和客户端视频回放的平滑性,并对该调整算法进行了测试和性能评价。最后,作者对该课题的后续工作进行了展望。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 视频监控系统的发展概况  9-12
  1.2 视频监控系统的现状  12
  1.3 论文的研究意义  12-13
  1.4 本文的研究内容及章节安排  13-15
2 数字视频监控的理论基础  15-31
  2.1 数字视频压缩技术  15-19
    2.1.1 图像压缩的基本思想  15
    2.1.2 MPEG-4 标准  15-18
    2.1.3 MPEG-4 视频流的语法结构  18-19
  2.2 数字视频网络传输协议  19-26
    2.2.1 TCP/UDP/IP 协议  19-20
    2.2.2 实时传输协议RTP  20-22
    2.2.3 实时传输控制协议RTCP  22-26
  2.3 数字视频的网络传输方式  26-30
    2.3.1 单播技术  27
    2.3.2 广播技术  27
    2.3.3 组播技术  27-30
  2.4 视频传输过程中的QoS 技术  30
  2.5 本章小结  30-31
3 煤矿视频监控系统的总体设计  31-45
  3.1 系统设计思想及目标  31-32
  3.2 系统体系结构的选择  32-34
  3.3 系统网络传输方案设计  34-35
  3.4 系统总体结构  35-40
    3.4.1 系统网络拓扑结构设计  35-36
    3.4.2 系统的软件功能模型设计  36-39
    3.4.3 系统工作原理  39-40
  3.5 系统开发的硬件选择  40-42
    3.5.1 视频采集卡  40-41
    3.5.2 矿用本安型摄像机、防爆云台及防爆解码器  41-42
    3.5.3 矿用本安型数字视频光端机  42
  3.6 系统软件平台的选择  42-43
    3.6.1 开发环境  42-43
    3.6.2 开发工具  43
  3.7 本章小结  43-45
4 系统核心功能的开发与实现  45-79
  4.1 视频采集处理及预览模块的设计及实现  45-47
  4.2 视频存储模块的设计及实现  47-50
    4.2.1 硬盘检测  47-49
    4.2.2 硬盘录像  49-50
  4.3 视频传输模块的设计及实现  50-63
    4.3.1 视频流传输的结构流程  50-51
    4.3.2 MPEG-4 视频流封包算法的实现  51-56
    4.3.3 使用RTP 协议传输视频数据  56-60
    4.3.4 服务器多线程技术与缓冲区管理实现  60-63
  4.4 网络接收模块的设计及实现  63-68
    4.4.1 网络接收流程  63-64
    4.4.2 网络接收缓冲的设计  64-67
    4.4.3 数据包组帧算法的实现  67-68
  4.5 基于Web 的远程视频监控的实现  68-77
    4.5.1 数据库的设计  69-70
    4.5.2 Web 访问数据库的实现方法  70-72
    4.5.3 客户端登录页面流程及登陆页面的开发  72-74
    4.5.4 客户端Activex 控件设计与实现  74-77
  4.6 本章小结  77-79
5 视频传输中的拥塞控制策略研究  79-95
  5.1 实时视频流传输中拥塞控制的目的和意义  79-80
  5.2 端到端拥塞控制策略  80-81
  5.3 组播环境下基于发送端速率调整的端系统拥塞控制算法  81-92
    5.3.1 基于丢包率的网络状态判断  81-84
    5.3.2 组播环境下的拥塞控制机制研究  84-87
    5.3.3 基于量化参数和帧率的码率调整策略的实现  87-92
  5.4 实验及结果分析  92-94
  5.5 本章小结  94-95
6 结论与展望  95-97
参考文献  97-101
附录  101-109
  附录Ⅰ 名词与缩写索引  101-103
  附录Ⅱ 在读期间发表论文  103-109
致谢  109-110
详细摘要  110-112

基于Web的煤矿视频监控系统的研究与开发

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