視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)集計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)于一身的綜合系統(tǒng),。作為一種成熟的多媒體應(yīng)用,，視頻監(jiān)控逐步走向數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化,、無(wú)線智能化的潮流中,。

　　用戶(hù)普遍要求訪問(wèn)地點(diǎn)不受地域限制，能隨時(shí)隨地訪問(wèn)被監(jiān)控地點(diǎn),，這就要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)合理的服務(wù)機(jī)制,，能夠?qū)崟r(shí)提供給用戶(hù)可靠的服務(wù)。

　　提出了一種基于流媒體服務(wù)器的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng),，較好地解決了上述問(wèn)題,。結(jié)合流媒體技術(shù)，就視頻監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行討論,，并提出實(shí)現(xiàn)方法,，最終實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)，取得了較好的應(yīng)用效果,。

　　1 系統(tǒng)整體框架

　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的主要分為3 大部分: 監(jiān)控端,、服務(wù)器端和視頻采集端，如圖1 所示,，下面將分別介紹各個(gè)部分的功能,。

　　視頻采集端主要由攝像機(jī)、電動(dòng)鏡頭,、云臺(tái),、WIFI 模塊、SD 卡等模塊組成,，主要負(fù)責(zé)音視頻數(shù)據(jù)的采集和傳輸。主要功能如下: ① 采集編碼部分:將現(xiàn)場(chǎng)采集到的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼; ② 數(shù)據(jù)傳輸部分: 將壓縮完成的音視頻數(shù)據(jù)傳送到流媒體服務(wù)器; ③ 移動(dòng)偵測(cè)部分: 進(jìn)行移動(dòng)偵測(cè)的功能,，并將移動(dòng)圖像存入到 SD 卡中; ④ PTZ 控制部分: 根據(jù)監(jiān)控端的控制指令,，進(jìn)行 PTZ 控制; ⑤ 報(bào)警部分: 完成報(bào)警功能。

　　圖1 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控整體構(gòu)架圖

　　服務(wù)器端主要完成音視頻數(shù)據(jù)的分組轉(zhuǎn)發(fā),、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、設(shè)備管理、用戶(hù)管理,、權(quán)限管理和日志管理等功能,。

　　監(jiān)控端主要實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控功能，分為 PC 監(jiān)控端和移動(dòng)監(jiān)控端,。用戶(hù)可以使用任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng) PC機(jī)或者移動(dòng)端當(dāng)做監(jiān)控端,，隨時(shí)隨地能調(diào)用本系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)的視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行 PTZ 控制,。

　　2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　2. 1 服務(wù)器端

　　服務(wù)器端主要包括流媒體服務(wù)器,、Web 服務(wù)器以及存儲(chǔ)管理服務(wù)器,。其中流媒體服務(wù)器主要提供視頻直播、點(diǎn)播等功能,。Web 服務(wù)器主要提供用戶(hù)統(tǒng)一的 Web 頁(yè)面和 Web Service 接口,。存儲(chǔ)管理服務(wù)器負(fù)責(zé)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與調(diào)度。

　　2. 1. 1 流媒體服務(wù)器

　　流媒體服務(wù)器的主要功能是以流式協(xié)議( RTSP,、MMS,、RTMP 等) 將視頻文件以流媒體形式傳輸?shù)娇蛻?hù)端，供用戶(hù)在線觀看; 也可從視頻采集,、壓縮軟件接收實(shí)時(shí)視頻流,，再以流媒體形式直播給客戶(hù)端。流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的主要性能取決于流媒體服務(wù)器的性能和服務(wù)質(zhì)量 ,。因此,，流媒體服務(wù)器是流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，選擇一款性能優(yōu)越的服務(wù)器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵,。

　　Wowza Media Server 是一款高性能,、多線程的流媒體服務(wù)器軟件。專(zhuān)為多種終端設(shè)備提供音視頻播放服務(wù),，支持 iOS,、Windows、Android,、BlackMerry 等主流系統(tǒng)的終端設(shè)備,，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，選擇 RTSP,、RTMP,、HTTP Live Streaming 等不同的傳輸協(xié)議; Wowza Media Server 支持 H. 264 編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝的 FLV、MP4,、MOV,、3GP 等音視頻格式; Wowza Media Server 能夠記錄實(shí)時(shí)流，同時(shí)允許用戶(hù)播放,、暫停,、恢復(fù)和實(shí)時(shí)回放直播流。

　　Wowza Media Server 提供了強(qiáng)大的接口功能,，可以方便實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā),。在本系統(tǒng)中，流媒體服務(wù)器需要主動(dòng)接收采集端傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)直播,，并通過(guò)配置命令的形式,，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，該功能的實(shí)現(xiàn)是對(duì) Wowza Media Server 流媒體服務(wù)器一個(gè)擴(kuò)展的過(guò)程,，實(shí)現(xiàn)方法如下: ① 攝像頭首先發(fā)送一個(gè)心跳包到流媒體服務(wù)器,，表示此時(shí)在線; ② 攝像頭向流媒體服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù),，流媒體服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)之后，根據(jù)攝像頭序列號(hào)生成不同的映射文件,，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù),。如果攝像頭 IP 地址發(fā)生變化，會(huì)重復(fù)執(zhí)行上述步驟; ③ 流媒體服務(wù)器與存儲(chǔ)管理服務(wù)器交互,，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,。

　　2. 1. 2 Web 服務(wù)器

　　Web 服務(wù)器主要提供用戶(hù)統(tǒng)一訪問(wèn)入口以及Web Service 接口功能。本系統(tǒng)采用 Struts + Hibernate + Spring 技術(shù),，結(jié) 合 ExtJS 框架,，開(kāi)發(fā)了一套Web 工程，實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能: ① 用戶(hù)管理: 包括添加,、刪除,、修改、查詢(xún)用戶(hù)的功能; ② 權(quán)限管理: 包括添加,、刪除,、修改、查詢(xún)權(quán)限的功能; ③ 設(shè)備管理:包括添加,、刪除,、修改、查詢(xún)攝像頭的功能; 重啟重置攝像頭功能; PTZ 控制功能; ④ 日志管理: 包括用戶(hù)所有操作日志存儲(chǔ)以及日志查詢(xún)功能; ⑤ 直播列表獲取: 獲取當(dāng)前登陸用戶(hù)所有在線攝像頭列表,，用于視頻直播; ⑥ 點(diǎn)播列表獲取: 根據(jù)用戶(hù),、IP 攝像頭、文件創(chuàng)建日期查詢(xún)視頻點(diǎn)播列表,，用于視頻點(diǎn)播;⑦ 在網(wǎng)頁(yè)中嵌入 Flash 播放器,，用于播放視頻;⑧ 提供移動(dòng)端 Web Service 訪問(wèn)接口，用于移動(dòng)監(jiān)控,。

　　2. 1. 3 存儲(chǔ)管理服務(wù)器

　　存儲(chǔ)管理服務(wù)器提供對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)下各種存儲(chǔ)方案的統(tǒng)一管理,，是監(jiān)控綜合平臺(tái)下的存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理核心，簡(jiǎn)稱(chēng) VRM,。VRM 可管理前端設(shè)備存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器存儲(chǔ),、嵌入式服務(wù)器存儲(chǔ)及 iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ)等多種存儲(chǔ)方式,，并提供了快速高效的錄像數(shù)據(jù)的檢索、回放及備份功能,。

　　VRM 實(shí)現(xiàn)了錄像計(jì)劃的配置,、錄像計(jì)劃的同步、錄像數(shù)據(jù)的查詢(xún)及回放,、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器的管理,、IP-SAN 設(shè)備的管理等功能,。錄像計(jì)劃的配置、更新和刪除操作均由客戶(hù)端發(fā)送信令至 Web 服務(wù)器,，再由 Web 服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至 VRM,，最后由 VRM 依據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)型等分發(fā)至其管理的各個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器。同時(shí) Web 服務(wù)器與 VRM 之間實(shí)現(xiàn)了定時(shí)同步機(jī)制,，保證了錄像計(jì)劃的一致性,。

　　客戶(hù)端的回放可以從存儲(chǔ)設(shè)備直接取流或者通過(guò) VRM 與流媒體服務(wù)器提供的點(diǎn)播服務(wù)來(lái)進(jìn)行?；胤耪?qǐng)求時(shí),，客戶(hù)端不用明確了解系統(tǒng)采用的存儲(chǔ)方式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)錄像的查詢(xún)與回放,，VRM 服務(wù)器為客戶(hù)端和存儲(chǔ)設(shè)備之間架起了一座橋梁,。

　　2. 2 Flash Player 實(shí)現(xiàn)

　　為了減輕監(jiān)控端操作的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性,，本系統(tǒng)中將使用 Flash Player 作為 PC 端的播放器,。為了實(shí)現(xiàn)基于 Web 服務(wù)器的 B/S 的監(jiān)控機(jī)制，本系統(tǒng)將監(jiān)控畫(huà)面做成 JSP 頁(yè)面,，并且把所有網(wǎng)頁(yè)放入 Web 服務(wù)器用于用戶(hù)訪問(wèn),。在 JSP 頁(yè)面中必須提供Flash Player 插件的classid 和文件路徑，如果本機(jī)的注冊(cè)表中查找到該 classid,，則不必下載,。否則必須按照codebase 指定的路徑下載該控件。標(biāo)簽中的 id 是該 Flash Player 對(duì)象的名稱(chēng),，用于訪問(wèn)和設(shè)置對(duì)象屬性,、調(diào)用對(duì)象方法，加載方法如下,。< object" width = "636" height = "470" id = " liveOrVOD" align = "middle"classid = "clsid: d27cdb6e - ae6d - 11cf - 96b8- 444553540000 " codebase = " http: / /download. macromedia. com/pub/shockwave/cabs/flash/swflash. cab#version =9,，0，0,，0”> < /object >,。

　　2. 3 視頻存儲(chǔ)方案實(shí)現(xiàn)

　　視頻存儲(chǔ)模塊作為本系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要負(fù)責(zé)將采集端傳送來(lái)的視頻數(shù)據(jù),，根據(jù)用戶(hù)工號(hào),、IP 攝像頭編號(hào)、日期等因素存儲(chǔ)起來(lái),，以便響應(yīng)客戶(hù)端的點(diǎn)播請(qǐng)求,。監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)中常采用的存儲(chǔ)方案有以下4 種: 前端設(shè)備存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器存儲(chǔ)、嵌入式服務(wù)器存儲(chǔ)以及 iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ),，選擇了 iSCSI直寫(xiě)存儲(chǔ),。iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ)主要有 NAS、SAN,、IP-SAN 3 種方式,，本系統(tǒng)采用 IP-SAN。IP-SAN 結(jié)合了NAS 與 SAN 的特點(diǎn),，實(shí)現(xiàn)了塊級(jí)數(shù)據(jù)在 IP 網(wǎng)絡(luò)上的傳輸,。iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ)方式是通過(guò)存儲(chǔ)管理服務(wù)器協(xié)調(diào)控制，在IP-SAN 設(shè)備上劃分出指定大小的存儲(chǔ)空間用于音視頻信息保存,。流媒體服務(wù)器將采集端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)服務(wù)器,，存儲(chǔ)服務(wù)器通過(guò)iSCSI 協(xié)議把音視頻數(shù)據(jù)直接寫(xiě)到相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備中，并把記載有音視頻信息相關(guān)的索引上報(bào)給存儲(chǔ)管理服務(wù)器用于視頻數(shù)據(jù)檢索,。該存儲(chǔ)方式只需要存儲(chǔ)管理服務(wù)器協(xié)調(diào),，就可以完成視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ)流程圖如圖2 所示,。

　　圖2 iSCSI 直寫(xiě)存儲(chǔ)流程圖

　　2. 4 監(jiān)控端實(shí)現(xiàn)

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用流媒體技術(shù),，將聲音、影像等媒體信息經(jīng)流媒體服務(wù)器向監(jiān)控端用戶(hù)實(shí)時(shí)傳送,，在本系統(tǒng)中監(jiān)控端主要分為 PC 端和移動(dòng)端,。

　　PC 監(jiān)控端采用 B/S 結(jié)構(gòu)，用戶(hù)使用系統(tǒng)自帶的瀏覽器訪問(wèn)本系統(tǒng),，由于客戶(hù)端需要使用 AdobeFlash Player 播放器,，所以PC端只需安裝 AdobeFlash Player 軟件，即可通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)該系統(tǒng),。

　　移動(dòng)監(jiān)控端采用C/S 結(jié)構(gòu),，通過(guò)Web Service 接口獲得數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控,。該客戶(hù)端主要由通訊模塊,，解碼模塊以及視頻顯示模塊構(gòu)成。其中通訊模塊用來(lái)接收來(lái)自 Web 服務(wù)器返回的 json 數(shù)據(jù),，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,，將數(shù)據(jù)顯示到客戶(hù)端。視頻解碼模塊通過(guò)移植 vlc 源代碼,，實(shí)現(xiàn) H. 264 解碼,，最后將解碼后的視頻數(shù)據(jù)顯示在屏幕上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的目的。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)現(xiàn)了基于流媒體技術(shù)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng),，它采用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和音視頻編解碼技術(shù),，以計(jì)算機(jī)或移動(dòng)端為平臺(tái),，以磁盤(pán)陣列為存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)音視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集,、存儲(chǔ)以及播放功能,，打破了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的限制。

　　隨著技術(shù)以及業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,，基于流媒體技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)傳輸質(zhì)量,、傳輸速度以及其他各方面的要求更高。如何更好地綜合利用網(wǎng)絡(luò)通信,、編解碼技術(shù)在大規(guī)模訪問(wèn)中進(jìn)行資源調(diào)度與管理,，是本文需要進(jìn)一步研究的目標(biāo)。