IP远程监控（精选十篇）
IP远程监控 篇1
随着Internet网发展的日新月异，IP网络的应用也越来越深入和广泛，大批量事后数据的传输、多媒体业务诸如：流媒体、视频会议和视频点播的应用等等。而为了更充分有效地利用IP网络这一方便快捷的工具，我们考虑基于IP网的测控设备的远程监控。利用基于IP的远程监控系统可以实现数据共享，具有信息传递快捷、交互性强的特点。而现有测控系统的特点是设备复杂、数量多、测控站点分布广泛、操作复杂、需要的人员数量众多。采用IP远程监控技术以后，可以减少外站点操作手。重要的是由专业技术人员在网络中心进行统一监控和操作，当发现问题时便于判断，能及时指导操作手予以解决。这一技术的成功应用能更好的服务于现有试验任务，同时必将推动着众多的设备和技术向着网络化、分布性和开放性的方向发展。
2、基于IP远程监控的基本构成
系统搭建的模型如图1ㄢ
基于IP的远程监控系统主要由以下几部分组成：数据库和W E B及通信服务器、现场测控设备、监控设备、交换式以太网、浏览器等。交换式以太网是数据主通道，采用全双工通信，以消除发生冲突的可能。现场测控设备完成现场设备的数据采集和监测控制，上面可以是智能模块如模糊控制，还可以是P I D模块，使得控制功能下放；同时，设备运行状态通过以太网的TCP或UDP传送到远程监控设备以便处理和显示，这些数据广播并存入数据库中。远程监测设备可以进行简单的故障检测和分析，把结果告诉现场测控设备，或通过Telnet技术直接控制调整现场设备。还可以拥有故障诊断数据库进行知识的学习，解决更复杂的现场问题。浏览器可以是授权的客户，他们允许通过H T T P查看或调度系统资源信息，优化系统整体运作。
目前基于浏览器的C/S (C l i e n t/Server) 客户端/服务器的通信方式应用广泛。在C/S工作模式下，用户只需在客户端装有通用的浏览器，就可以向网络上的某一W E B服务器提出请求。W E B服务器对用户身份进行验证后，接受用户的请求，执行相应的扩展应用程序与数据库服务器进行连接，数据库服务器接受WEB服务器对数据操作请求后，实现用户对数据的查询、更改、更新等功能，把运行结果提交给WEB服务器。WEB服务器利用HTTP协议把运行结果通过主页形式传到客户端，客户机接收传来的主页文件，并把它显示在W E B浏览器上。如C i s c o网管软件Ciscoworks2000即是采用这一方式，它的特点是界面友好，即时，易于操作。
3、基于IP远程监控实现的关键技术
要真正实现基于IP的远程监控技术，不仅要考虑现原有网络技术和测控技术的特点，还要考虑现有系统的新特性。比如数据传输的可靠性和准确性，数据通信的准确性是远程监控系统的首要要求，没有可靠的数据是不可能进行远程监控的。还有某些设备的实时性要求，必须保证其优先级，另外协议的简单化可实现少延迟，快速投递，而这些正是测控系统最为重要的特点。因此网络数据库的连接和更新不仅是动态的、实时的，而且要求有较高的编程效率和非常良好的兼容性；T C P/I P协议和现场总线协议的兼容性，便能真正达到数据畅通无阻，及时更新。下面就部分关键技术进行讨论：
3.1、网络数据库技术
在IP网络上实现远程监控技术，首先要通过IP网由外站点工作站获得系统的设备运行状态及配置状况和故障信息，同时通过IP网络传送到中心数据库服务器，让远程监控设备或故障诊断系统在中心机房的数据库上得到查询。
目前，基于组件的数据库技术实现了在分布异构下可重用、可移植、可互操作。组件是一个分布对象，规定了组件必须按照统一的接口规范向外界声明服务；组件也是一块独立可重用的二进制代码，它既可以用不同平台开发，也可以分布在网络上的不同平台上，被不同的平台所重用。由对象管理组织O M G (O b j e c t Management Group）推出的公共对象请求代理C O R B A (C o m m o n O b j e c t Request Broker Architecture）实现了W E B服务器与数据库服务器的通信接口，它是国际上一个最主要的应用的分布式软件组件对象标准之一。应用C 0 R B A对象所提供的数据库系统可以在多平台上移植，并可以被其它的C O R B A对象调用，具有开放性和可重用性，而且具有良好的可扩充性，增加一个服务功能，只需增加一个接口。应用组件数据库技术实现的W E B数据库可以满足远程监控系统的需要。
3.2、现场总线技术
作为新一代控制系统的体系结构，现场总线技术具有如下特点：
(1）实现系统的全分散控制。
(2）系统的开放性。
(3）设备的智能化与功能自治性。
(4）互操作与互用性。
(5）对现场环境的适应性。
现场总线的这些特点和传统远程控制系统的体系结构相比，具有更节省硬件数量和投资、用户具有高度的系统自主权、提高了系统准确性和可靠性、便于实现基于网络的远程监制等优点。但目前，由于现场总线技术出现的时间还不长，仍处于发展阶段。现在应用的现场总线产品主要是低速总线产品。高速现场总线主要应用于控制网络内部的互连，连接控制计算机、PLC等智能程度高、处理速度快的设备，以及实现低速现场总线网间的连接。以太网是高性能现场总线的最好选择，不仅保证实现现场总线与网络的数字式互连、互操作性和开放性，还可以保证网络的实时性、可靠性等。另外Ethernet受到广泛的软、硬件开发技术的支持，几乎所有的编程语言都支持Ethernet的应用开发，例如Java、Visual C++、等。
以太网采用的是一种随机访问协议——带碰撞检测的载波侦听多址访问（C S M A/C D）介质访问控制协议，一般认为它不能满足控制系统的实时性要求。而近些年来出现了快速交换式以太网技术，采用全双工通信，可以完全避免C S M A/C D中的碰撞，并且可以方便地实现优先级机制，保证网络带宽的最大利用率和最好的实时性能。它完全避免了C S M A/C D、主从、令牌等可能的低效率。
3.3、延时处理技术
实时性是测控系统的一个重要特点，因此系统中的延时处理技术是实现基于IP远程监控技术的关键，处理不好将影响整体系统的性能。系统的延时主要有数据采集延时和数据传输延时所组成，采集系统一般采用双缓冲方式，采集延时=采集间隔+缓存点数。一旦采集方式确定，系统的信号延时就主要由网络传输延时决定了。
对于采用介质访问控制协议的交换式以太网，来实现远程监控的网络系统来说，可以有两个有效的方法来解决时延问题。一是采用全双工通信快速交换式以太网不会有延迟，也不会产生延迟的不确定性，但目前已安装的以太网卡90%都只支持半双工通信方式，系统容易产生“捕获效应”，导致一个节点独占传输通道，而其它网络节点都不能传输数据。P A C E交互访问技术已把最大访问延迟降低到实时应用需要的水平，典型的应用是取允许发生的最大冲突次数为6或7，此时，最大访问延迟在5ms以内。另一个方法就是努力减小通信数据量，可以按照多媒体的压缩方法：按信号工程特性减少信号的冗余信息和按视觉显示原理降低信号的冗余度，对系统信号进行压缩。
3.4、故障诊断技术
传统故障诊断技术采用专家系统的知识库是封闭或半封闭的，其知识库的构造和知识的输入与修改均需由设计者来进行。而适合远程监控系统的故障诊断专家数据库必须基于W E B数据库开发式的体系结构，专家系统的设计者只需要完成一个简单实用的专家系统框架，不需要设计者去填充专家系统的知识库，知识库的填充是由系统的维护和使用者在使用的过程中不断去充实，从故障诊断的成功经验中提取相关的知识。
3.5、网络安全技术
随着网络的普及，网络安全问题也日益突出。网络通信的数据安全主要包括：数据传输的安全性，即保证在IP网上传输的数据不被第三方窃取；数据的完整性，即数据传输过程中不被篡改；身份验证，保证交换数据时确认对方的真实身份。当前，网络安全在数据通信领域中占驻一个重要位置，人们研究开发了各种各样的网络安全技术来保证网络的安全，如防火墙、数据加密和身份确认技术等等。远程监控系统可根据不同的网络安全要求采取不同的安全措施，对安全要求特别高的系统，可以采用专用的网络；对网络安全要求较低的系统，便可使用网络防火墙，并对数据进行加密。由于我们拥有的试验IP网是一个独立性质的企业网，采用专用的路由交换式IP网络。与外界基本上是处于物理断开模式的，采用的是光纤传输和加密微波传送，因此从安全的角度应该是完全可以保障的。但无论是何种安全措施的采用，最重要的是在位人员应该具有强烈的网络安全管理意识。
4、结束语
基于IP网络的视频监控系统研究 篇2
关键词：视频监控；IP网络；视频图像压缩
中图分类号：TP277 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 01-0000-02
IP-based Video Surveillance System Study
Dong Xiaowei
(Xidian University,Xi'an710071,China)
Abstract:In this paper,the main function of the IP network video surveillance system,the system processes and data acquisition of video data compression algorithms optimized.
Keywords:Video surveillance;IP network;Video compression
最早的视频监控是一种全模拟的视频监控系图片信息以模拟信息的传输方式，采用视频电缆进行传输，因此图片信息的传输距离一般都较短，只能应用于小范围区域的监控。随着信息技术的发展，利用数字控制的视频矩阵来替代传统的全模拟视频矩阵，采用数字信息，通过IP网络传输的监控系统具有更远的传输距离以及更灵活的处理方式。
一、系统需求分析
在视频监控系统中，必须实现数据采集和传输、数据监控以及数据存储管理三大功能。
（一）数据采集和传输
1.数据采集
视频采集即通过摄像头将监控范围内的信息转换成为数字信息，由于在市场上已经有较多非常成熟的视频监控摄像头产品，因此，可以通过购买合适产品来实现视频数据的采集。
2.数据传输
一般而言，在网络中传输的数据较多，从而给网络传输和数据存储带来了较大的压力。因此，需要采用合适视频数据编码技术来对数据进行压缩，从而减轻系统中数据传输与数据存储的压力。
（二）数据监控
1.动态检测
动态检测即视频监控端从IP网络中获取视频监控数据进行显示的过程，为了让观察人员能够更加集中精力对校园视频监控尽心观察，系统应该能够按照2×2、3×3、4×4等多种通道形式对IP网络中的数据进行观察。
2.云台控制
云台控制，即在视频监控端，通过Socket技术对云台进行控制，从而通过计算机软件调整摄像头的角度和焦距。
3.视频回放
首先，查找存储在存储器中的历史视频数据，然后读取文件系统中的视频数据进行回放，其显示的界面与动态检测界面完全类似，但是与动态检测之直接从IP网络中读取视频数据不同，视频回放是读取文件系统中的视频数据进行播放。
（三）数据存储
1.视频录像
视频录像，即将网络中传输的视频监控信息进行存储，以方便日后了解事故发生的前因后果、快速定位事故嫌疑人，视频录像除了保存视频图像信息以外，为了方便对视频数据的管理，存了存储视频数据外，还必须将视频采集的地点和时间段等描述信息进行存储。
2.系统数据管理
系统数据表示除了视频图像信息外，系统中的用户信息、摄像头描述信息以及视频录像文件描述信息。
二、系统流程设计
（一）数据采集流程
1.使用市场上已经较为成熟的摄像头来进行视频数据的采集。
2.采用H.264视频数据编码方法来完成视频数据的压缩，通过在摄像头端安装BF527芯片对视频图像数据进行H.264编码。
3.使用IP组播技术来进行视频数据的传输，一方面，使得IP网络中的视频监控子系统可以观察到所获取的视频信息；另一方面，IP网络中的数据存储管理子系统可以将网络中传输的视频数据存储到文件系统中。
（二）云台控制流程
对云台的控制指的是控制云台的转动，从而增加监事区域的范围。对镜头的控制，主要控制镜头的变距、焦距和光圈。客户端通过Socket来对云台和镜头以及摄像机周边照明灯的开关。其具体流程如下所示：
1.系统初始化；
2.判断串口是否可用，如果不存在则进入第三步，否则进入第四步；
3.判断下一个串口是否存在，如果可用则转入第一步，进行初始化；如果不存在，则结束，并给出错误信息；
4.发送相应动作码控制云台和静态动作；
5.结束。
三、关键技术实现
在视频采集子系统中，为了提高IP网络中视频数据的传输速度，需要使用合适的视频数据编码方法来对视频图像信息进行压缩。H.264是一种效率较高的视频压缩技术，体现了目前国际视频编码解码技术的最新成果。在保证相同的视频图像质量下，H.264有更高的压缩比和更好的IP网络适应性。但是，同时这样的高压缩比需要进行大量的运算。同时，视频信息的压缩是在摄像头端进行，为了提高H.264编码算法的运行效率。
H.264是一个非常复杂的算法，仅使用C语言很难达到实时编码的效果。在对算法进行分析的过程中，发现DCT、SAD等函数被频繁的调用，消耗了大量的处理时间，因此，主要采用汇编语言实现DCT、SAD函数，从而提高运行效率。
在C代码和汇编代码汇编的程序中，一般都由C代码来构建运行环境和主题构架，然后再嵌入汇编代码函数，通常有以下两种方法：
（1）直接将汇编代码嵌入到C代码中，使用bfin-uclinux-gcc或者是bfin-linux-uclibc-gcc等编译工具都支持使用asm（）函数直接嵌入汇编代码 ，这种方法较为简单，但是编译较为麻烦。
（2）使用汇编语言编写，函数，然后由C代码来调用这些函数，这种方法比较通用 ，虽然比较复杂，但是程序的整体结构更好理解，在视频监控系统中采用这种方法来实现H.264编码算法中DCT、SAD等函数代码的优化。
例如，对SAD的优化如下：
LSETUP（START，END） LC0=p1；//硬件循环，其中P1是循环的次数
START：
R3=[I1++]；//数据读取
SAA（R1：0，R3：2）||R1=[I0++]||R2=[I1++]；//计算R1：0，R3：2的SAD
SAA（R1：0，R3：2）||R0=[I0++]||R3=[I1++]；//同时读取数据
SAA（R1：0，R3：2）||R1=[I0++]||R2=[I1++]；
END：
SAA（R1：0，R3：2）（R）||R0=[I0++]||R2=[I1++]；
经过测试，在16*16像素模块等SAD算法中，总共需要9261个时钟周期，进行优化后仅需要使用182个时钟周期就可以完成，提高了近50倍的效率。
参考文献：
[1]刘文耀.数字图像采集与处理.北京:电子工业出版社,2007,89-95
[2]汪国有，姜远利，杨永祥.基于Blackfin DSP的实时视频采集接口设计与实现.计算机与数学工程,2010,34(1):125-127
[2]毕厚杰.新一代视频压缩编码标准-H.264/AVC.北京:人民邮电出版社,2005,65-88
基于IP的远程数字监控系统的研究 篇3
1 系统的组网结构
该数字视频监控系统(如图1所示),总体方案及所实现功能分为三部分:前段监控现场,监控中心,后端设备组成。
1.1 前段监控现场
监控现场主要有监控主机及外围设备组成,其中外围设备包括摄像机,电动镜头,云台,防护罩,监视器,多功能解码器及可能有报警器。监控现场主机根据客户端软件,实现视频数据有模拟信号转换成数字信号,再传给编码器,编码器采用H.264标准对数字信号进行压缩编码,通过IP网络将码流传送监控中心,同时接受来自分控中心的控制指令对云台动作(上、下、左、右及自动)电动镜头的三可变(光圈、焦距和聚焦)。
1.2 监控中心
监控中心将通过IP网络传送来的码流数据存放在数据库服务器上或者通过IP网络传送到远程解码终端。
1.3 后端设备
由若干分控中心计算机组成。各分控计算机运行服务器端软件,接受来自前端的压缩信号、解压、显示(播放)。采用IP组播技术,实现分布式视频信号的接入和共享,通过软件授权可设置优先级别的监控系统;同时通过授权的IE用户可以通过Internet实行随时随地实时访问视频图像,对整个监控系统进行实时掌握。
2 IP组播和实时性保证关键技术
2.1 IP组播技术
2.1.1 概述
组播技术是可以由一个或多个发送者(组播源)发送单一的数据包(Datebag)到多个接收者的网络技术。组播源只把数据发送到特定组播组中,只有具有该组播组的地址才能接到数据包。组播中的成员是动态的,主机可以随时加入或者退出一个群组。
IP组播技术解决了无论有多少接收者,无论有多少目标地址,在整个网络上任何一条链路上只传送单一数据包,最大限度地节约了网络带宽资源。
2.1.2 IP组播中关键技术
在视频媒体中,为保证传输的质量控制,在应用层质量控制上,采用内容分发网络CDN。通过在应用层的内容分发降低了主干网络的流媒体流量,由分布在网络边缘的流媒体服务器,避免了拥塞链路,提高了流媒体传输的性能和响应时间。CDN最初用于分发web内容,即主要实现web、cache的功能,随着宽带接入的普及以及基于流媒体技术发展,CDN被发现是一种能有效缓解流媒体传输吞吐量对骨干网络带宽的压力。
为了克服传统的视频传输,基于单一的流媒体服务器,而且在性能上不可扩展,传输质量受低层网络传输质量的制约,通过采用连续媒体分布服务提高质量和高效的媒体传输,有网络过滤、内容分发网络等。
同时为确保数据不被篡改,未经授权的播放和复制。数字版权管理(DRM)通过对数字内容进行加密和附加使用规则,对数字内容进行保护。其中Microsoft有完整的DRM解决方案,也可采用数字水印加密和解密。由于篇幅有限,这里就不再赘述。
2.2 实时性保证关键技术
2.2.1 RTP/RTCP协议
RTP(Realtime Transport Protocol实时传输协议)是主要针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议,由IEIF(Internet工作任务组)作为RFC1889发布。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作,其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP的典型应用建立在UDP上,但也可以在TCP或者ATM等其他协议之上工作。RTP本身只保证实时数据的传输,并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。作为应用层媒体协议栈,RTCP根据其机制,提供质量服务QoS,为网络运营商监视网络情况提供参数。
RTCP(Realtime Transport Control Portocol实时传输控制协议)负责管理传输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在RTP连结会话期间,各参与者周期性地传RTCP包,包中含有已经发送数据包的数量、丢失的数据包的数量等资料,所以,服务器可以利用这些信息动态地改变传输速度,有效载荷类型。RTSP是一个多媒体流化表示控制协议,用于在客户机/服务器(Client/Server,简称C/S之间建立和控制具有实时特性的数据传输。以最优的情况传输,节省大量时间,也减少了容错性。RTP和RTCP配合使用,能以有效地反馈和最优开销是传输效率达到最理想,特别适合传送网上实时数据。系统中流媒体栈协议实现如右图2。
2.2压缩算法H.264
目前视频监控系统中采用较多的图像压缩标准为MPEG-4、H.263、H.264等几个标准,本文中主要采用H.264标准,因为H.264标准与其它的视频标准相比,在相同的带宽下提供更加完美的图像质量。H.264的主要优点有低码流,高质量的图像压缩技术,容错能力好,网络适应性强,这些优点决定远程视频监控系统中应用将越来越普遍。
2.3 基于流媒体的实时浏览
対上面几点的实时性可以说是将各种视频信息给传输出来是对数据本身而言,然而实时性对用户来说我们在LAN上通过流媒体转发服务器,对在INTERNET上的IE浏览,使具有权限的管理员能够实时的对整个监控系统进行实时掌握。我们可以采用浏览器/服务器(Browser/Server,简称B/S)和C/S模式相结合的结构,在该模式下只需安装企业内容网中央服务器终端不论在什么地方,都可以用普通web浏览器实现对企业数据库的操作。
3 结论
本文主要概述了一种基于IP网络的远程数字监控系统。该系统实时性强,实现监控端对视频图像的控制与交互,图像信号无衰减,嵌入式结构稳定,成本低。系统在数据发送时采用IP组播技术,保证发送带宽的限制。视频压缩方面采用H.264对信号进行采集,同时利用RTP/RTCP协议实现对视频流的实时传输,具有带宽占用小、实时性好等优点。今后,视频监控系统应向着前端一体化、视频数字化、监控协同网络化、系统集成智能化的方向发展。
参考文献
[1]Andrew S.Tanenbaum,V rile Universiteit,Amsterdam,The Netherlands.Computer Networks,Fourth Edition[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2]BeauWilliamson.DevelopingIPMulticast.Networks,volumel[M].顾金星,译.北京:电子工业出版社,2000.
[3]刘富强.数字视频监控系统开发及应用[M].北京:机械工业出版社,2003.
[4]王琳,解冲锋,杨明川.IP组播的关键技术[J].信息网络,2003.
[5]何小梅,滕奇志.图像通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
高速公路IP高清网络监控系统方案 篇4
本文以一条省际高速公路为例，此高速公路全长115KM，全路段共有8个收费站入口，8个收费站出口，8个双向隧道，10个高速公路服务区。整个项目全部采用IP高清监控技术、智能分析技术、车牌识别技术、网络通信技术等进行设计，取得了良好的应用效果。
需求分析与建设目标
通过与高速公路运营方，高速公路管理方等各方面沟通了解，结合我们深入分析高速公路管理部门的业务需求和我们对高速公路管理信息化建设的理解，以合理性、先进性、可靠性、稳定性和可扩展性为设计原则。总结了以下几个重要的建设内容和方向。
高清化
所有硬件设备全部支持720P和1080P的高清分辨率，唯有实现高清化的图像采集和应用，才能实现整体系统的高清化，才能使监控系统从看得见到看得清的转变，也唯有高清化，才能提高整个系统的智能化程度和实际应用的效果。不仅前端全部采用720P或者1080P的高清监控摄像机，网络传输、管理控制、显示系统全部采用高清设备和技术。
智能化
通过各种智能分析技术来主动判断高速公路的运营状况，对高速公路上不符合规范，规章和违法的交通行为及事件自动记录并报警，能够智能识别各种违章行为，包括车牌识别，人脸识别等。以实现从被动监控到主动智能监控的转变。
IP网络系统架构
基于TCP/IP协议的网络通信体系架构是全球最开放的和最标准的，由于IP网络系统架构的开放性、成熟性和广泛兼容性，采用IP网络体系架构不仅维护简单，而且方便系统的扩容和管理。
网络存储
基于整个系统的全IP网络架构设计，采用网络化存储技术，部署简单，与其他存储技术相比具有强大的优越性能。存储网络可提供在计算机与存储系统之间的数据传输，可以实现超大容量数据的集中存储，超大数据吞吐能力，远距离数据存储，方便扩容并且部署简单。
弹性扩展，标准开放
高速公路的管理是一种层级管理结构，并且随着各地经济的不断快速发展，高速公路建设里程不断增长，高速公路的监控系统也会不断新建和扩容，为了保护已有投资，必须确保新旧高速公路监控能够无缝融合、平滑弹性扩展。在系统不断扩大的同时，标准的开放性可有效降低系统扩容的整体成本，并实现快速部署。
系统整体规划
根据高速公路长距离，全室外，多级管理的特点，设计高清全IP光网络系统架构。与目前高速公路联网监控的其他几种系统架构相比有比较明显的技术优势。传统的第一种系统设计方式是站级以下采用光端机+模拟视频矩阵+硬盘录像机的主体架构方式，录像和上传都采用硬盘录像机编码和存储。另外比较典型的一种是分中心以下全部采用模拟摄像机+光端机+光矩阵平台进行联网，省中心一级采用编码传输的方式。
在本文的高速公路全IP高清监控系统设计当中，高清IPC直接输出高清720P或1080P图像，同时高清IPC都具备双码流输出技术，在高速公路机电工程中，传输系统全部采用光纤，为高清IP监控系统提供了良好的基础网络传输平台，全流媒体转发和交换技术，并通过环网传输技术，可大大节约高速公路紧张的光纤资源，同时可降低系统成本。
IP远程监控 篇5
【关键词】通信电源监控；功能；应用。
【中图分类号】TN86【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0152-02
引言
近几年来，随着忻州电力通信网络的不断扩张，原有的轮巡制式的通信电源监控232数据汇集装置容量已满，导致部分运行中的通信电源不能接入监控系统，加之轮巡制式采集数据周期较长，电源监控在线数据返回较慢或有时中断，已不能满足通信系统运行需要。随着技术的不断发展和进步，出现了采用TCP/IP协议经Internet传输和以HTML语言为特征的新型的通信电源监控系统。在这个系统中，监控信息和数据采用TCP/IP协议，在专网内传输。为了完成对通信电源的实时监控，保证通信电源的稳定运行，本系统在智能设备硬件的基础上，利用TCP/IP协议和智能设备通讯协议，完成了监控中心与通信电源的通讯，实现对通信电源的遥测、遥信和遥控，并将通信电源的相关运行数据存入数据库，方便对通信电源的维护和管理。客观上讲，随着电力通信网的日趋发展和壮大，采用IP方式改造通信电源监控系统，取代原有的的轮巡式电源监控系统已成为必然趋势，用以实现通信电源在线监控更加快捷、稳定，推动通信电源集中监控系统向更高的层次发展。
1 IP监控系统的功能介绍
IP监控软件带有Web浏览功能，可以通过telnet、FTP等协议访问监控主机。从监控网管的监控画面可以显示局站的名称及其IP地址、告警状态及其他的一些重要的系统参数，如系统的输出电压和负载量等。监控窗口画面还可以显示一些子页面的连接，包括活动的告警、历史的告警记录、设备参数以及配置参数等。
为使电源监控系统提供Web浏览功能，通常需要在监控中心配置一台Web服务器，把监控软件以Web页面的形式做在服务器上，监控台就是装有浏览器的计算机，维护人员在任何能接入专网的地方以一定的方式和权限登录这台Web服务器，就可以对系统内的通信电源设备进行“三遥”操作，实现一般监控软件所具备的各种功能。对于保存在监控系统数据库服务器内的各种实时和历史数据（如告警记录、报表等），只需在系统中安装一个用于FTP功能的服务器，维护人员通过提交用户名和密码，就可以通过FTP的方式登录和访问。
2 监控系统组成和体系结构
2.1监控系统的基本组成和结构
电源设备通过协议转换器将采集到的数据传到监控中心，监控中心再将数据存入数据库，以方便随时查询。
监控系统的组成如图1所示。
2.2 监控系统的网络结构
通信电源集中监控系统是由不同层次、不同功能的计算机和通信设备组成的一个计算机网络，采用Internet的数据传输模式，监控中心对各支局进行不间断的巡检，向串口服务器发送数据采集、遥测和遥控指令，串口服务器接受指令后将各监控模块采集的设备运行的各种参数和实时数据转化为服从TCP/IP协议的数据，发送回监控中心，存入数据库服务器以支持远程数据浏览和查询及数据统计工作，如设备出现故障可自动报警，其监控网络结构如图2 所示。
2.3 监控系统的软件结构
通讯电源监控系统的界面如图3所示，其模块组成如图4所示。
基础设定模块是用于人员的权限设置，监控中心和各局站的参数设置；实时监控模块主要是监测电源相关运行数据，例如电流、电压等，设备出现故障可进行声音和图像告警；数据采集模块是完成通信电源监测数据的采集并将其写入数据库；数据库维护模块则是完成数据库的管理；曲线图表模块是采用曲线的方式显示通信电源在某一段时间范围的实时数据，如电压、电流的变动情况；数据查询模块可根据用户要求查询通信电源的实时运行数据、告警信息、遥控命令、月统计和值班状况等信息，并可输出相关报表。
3 IP方式电源监控系统在忻州电网中的应用
本技术方案基于分公司局域网平台利用IP传输协议，实现监控信息流的传递，达到遥测、遥控的目的。
地调站 忻州站 城南站 …… 柳塬站
如图串口服务器将监控单元采集到的各站端新泰达电源运行参数通过骨干数据网传回到分公司地调中心站，电通中心为各站端串口服务器、监控中心服务器提供专用的IP，该IP段划分在特定的围栏内，确保与监控与外界网络隔离。
4 结束语
网络技术、通信技术、计算机技术的快速发展，为通信电源监控系统的进一步发展和完善提供了条件。本系统正是结合这些最新技术，实现了对通信电源的遥测、遥信和遥控，并实现了对通信电源运行数据的远程Web浏览。本系统在忻州通信电源监控中采用，收到了良好的效果。
参考文献
[1] 《电力通信》，中国电力出版社。
[2] 贾继伟等编著.通信电源的科学管理与集中监控.北京：人民邮电出版社，2004.8
[3] （美）Jesse Liberty编著，刘基诚译.C#程序设计.北京：中国电力出版社，2002.5
[4] Kris Jamsa等.NET Web服务解决方案应用编程 北京：电子工业出版社 2003
远程教育IP资源应用互动实践 篇6
卫星教学收视点的主要设备有:PC计算机1台, 接收天线一套, 功分器1只, IP数据接收卡1张, 数字卫星接收机1台, 电视机2台, DVD机1台, 打印机1台, 调制解调器1只。实现的教学应用有:利用DVD机、电视机播放教学光盘进行教学;接收卫星数字资源 (也叫IP资源) , 应用计算机的各种功能下载、保存各种教学资源, 快捷、方便进行教学;收看卫星数字电视播出的中国教育电视台的空中课堂节目;通过调制解调器拨号登录互联网, 得到更丰富的信息。如图1:
远程教育IP资源应用互动实践方法:
一、熟悉资源
卫星IP资源是由教育专家、专业技术人员根据西部边远贫困地区学校教育教学需要, 专门为农村中小学现代远程教育工程的项目学校制作的。有的是为教师提供的, 有的是为学生提供的, 还有的是为教师和学生共同提供的, 同时也有为教育管理者、农民、农村党员干部等其他人员提供的。IP资源可以帮助教师及时了解国内外最新教育、时事信息, 学习先进的教育理论, 提高教师技能。还可以帮助教师获得大量的学科教学资源, 更好地完成学科的授课、教研任务。同时为学生提供了大量的自主学习课程, 以及针对学生综合素质的培养专题教育、少年文化等栏目。因此, 教师要熟悉卫星IP资源的每一个栏目的具体内容。一般地, 远程教育IP资源的栏目主要有:时事动态、课程资源、学习指导、教师发展、少年文化、专题教育、为农服务、使用指南、网站导航。
二、按时接收
资源是互动的基础, 没有资源就没有应用的互动实践。按时接收资源是关键。远程教育资源非常丰富, 为保证资源的完整和有效使用, 接收时可改变资源的存放路径或刻录成光盘存放, 同时还要对资源进行浏览和分类, 或建立教师自己的文件夹, 方便查阅。
接收资源时还应注意, 卫星IP资源是为所有的老师所了解、所熟悉的, 因此还要安排好资源的传播, 采取集中或分散的学习方法、广告栏等形式, 让每位教师都能了解所接收和存放的资源是什么, 放在什么地方。大范围实现资源应用的互动。
三、应用互动
农村中小学现代远程教育工程的目标是将接收下来的资源应用到课堂中, 提高教学质量。使人机之间、人和资源之间有效互动, 不断探索资源应用的新途径。
1. 备课
备课是展示教师个性化创造和利用资源的过程, 是形成正确的教师教学行为和学生学习方式的基础。利用IP资源备课, 进行人和资源应用的互动主要有以下步骤:
其一, 理解课程要求。仔细钻研教材和《教师教学用书》, 明确目标, 把握教学要求, 找出重点和难点。对教材理解越深, 对资源的应用就会越有效, 才能发挥资源应用在教育教学中的作用。因此, 对教材的理解是用好资源的前提条件和必要基础。
其二, 分析学生知识背景。教学的对象是学生, 学生有什么样的知识, 还需要什么样的知识补充, 怎么样引入新知识, IP资源可充分满足学生的这些需求。选择IP资源, 针对性组织教学, 让学生充分领略并融入到资源应用中去, 实现学生与资源间的互动。
其三, 选择媒体资源。通过浏览资源、了解资源内容及呈现方式, 明确合适的媒体资源。无论是视频、音频、动画、课件, 还是游戏, 都要为每一种资源的应用选择最佳的媒体方式。
2. 上课
上课的过程不是教师原封不动地执行自己设计好的教学活动的过程, 而是根据实际及学生课堂表现, 及时调整以便更有利于学生有效学习的过程。
其一, 在教学与资源应用的互动中观察学生。用IP资源教学时, 根据备课时选择的媒体教学设计, 创设情景、帮助学生理解教学中的重、难点, 组织学生参与到资源应用互动中来。选择适当的图片、动画、视频, 开阔学生视野, 激发学生思维, 引导学生参与互动学习。
其二, 在教学互动中指导学生学习。对学生学习方法进行指导, 对学生学习过程中遇到的问题具体指导。
其三, 结合教学设计和学生课堂的表现及时调整互动方式。教师组织, 学生总结, 使学生融入到资源应用的美景中来, 达到最好的学习效果。
四、教学评价
一种新的教学方式, 有待于进一步的探索与实践。教学互动中, 只有真诚, 才有说服力, 才能相互补充, 才能相互提高。
首先, 在资源应用互动学习方面, 学生在基础知识掌握、基本技能形成等方面有何收获。与以前教学方式进行比较互动方式的有效性。
其次, 通过教学活动检验教学设计的合理性, 其互动方式教学是否成功, 分析原因并找出今后如何改进的措施。
第三, 媒体课件应用是否恰当, 学生参与度和互动程度如何?如何在今后的教学中改进和提高?
第四, 资源应用在课堂教学各个阶段中起到了什么样的作用?如:情景创设、新课引入、诠释疑难、学习支柱、自主学习、合作学习、解决问题等方面。
五、教学反思
根据教学评价形成教学反思。重点是资源应用互动方式的总结。
六、教学案例
“远程教育IP资源应用互动”教学案例 (模式二)
案例教学是我们探索远程教育资源应用互动的一种方法。通过一个案例来模仿、分析, 结合实际有效实践, 发现问题, 解决问题, 不断积累经验, 更好地促进远程教育资源的应用。
下面是一个利用远教IP资源进行的互动教学案例。内容是人教版小学语文第七册《颐和园》。
1. 教材分析
认真阅读教材和《教师教学用书》, 理解《颐和园》的教学目标, 找出教学重、难点。
重点:认识生字、词;读课文;背段落;感受景色优美的语言;写游览景物特色的方法。
难点:理解景色描写的语言, 感受古代劳动人民的智慧和才干;写游览记叙, 写景物特点的表达方式。
2. 学生分析
教学的对象是学生, 教学中一定要考虑学生的知识背景。一般地, 学生分析主要包括学生已有的知识, 学习某一知识前掌握了哪些知识, 在引入新知识前还需补充哪些知识。同时还要了解学生的兴趣、需要、思想状况, 智力发展水平及学习方法、学习习惯等, 还要考虑到学生学习过程中可能遇到的困难和障碍, 加强针对性。
本课学生分析:
(1) 山区的孩子很少出门, 几乎没有去过北京、去过颐和园, 没有感性上的认识。但他们对文中所描写的美丽景色十分向往, 对学习内容充满浓厚的兴趣。
(2) 四年级学生对文字的感知力还不够强, 可应用资源创设丰富多彩的学习环境, 促使学生积极参与到学习活动之中。
(3) 学生与课堂教学资源“对话”、“互动”有些新鲜, 能提高学生参与的积极性, 鼓励学生对资源进行认识及对学习活动的理解。
3. 浏览资源
教师与IP资源互动, 找出与本课教学内容有关的“教学案例”、“媒体展示”、“习题精选”、“课后提高”等相关视频、图片资源。实现教学方法与远教资源互动, 找出选中的段落、观点、习题、课外资料、课件、动画、PPT等, 便于上课使用。不能满足其要求的, 可进行互动探究、修改, 然后再用。
4. 选择媒体
(1) 视频展示“颐和园美丽风光”。
(2) 视频文件“朗读颐和园课文”。
(3) PPT课件展示生字、词、组、习题、练习等。
5. 教学过程
6. 教学评价
其一, 通过学习, 学生在基础知识掌握、基本技能形成 (发现问题和解决问题的能力) 等方面是否达到了课前设计的教学目标;其二, IP资源应用的教学方式设计是否合理, 教学活动和对资源的师生互动是否成功;其三, 学生参与方式、互动形式在教学活动中的主动性;其四, 今后需要重复、强调或补充的地方;其五, 学生的发展目标 (创新能力) 。
7. 教学反思
在每节课后, 教师都应该在课后教学评价的基础上思考本节课成功与不足之处的原因。在利用资源进行教学的开始阶段, 特别要思考利用IP资源互动教学带来的变化和问题, 不断探索解决问题的办法。经过一段时间的实践, 把成功的地方联系起来, 总结有规律的经验和教训, 尽可能将成功的经验变成可以遵循的规律, 这也是我们资源应用互动实验要解决的问题。
如果能在每节课后都进行认真评价和反思, 经过一段时间后, 教师会感觉到自己的进步。写心得是一个好方法。不妨建立一个笔记本 (也可在计算机里完成或建自己的Blog) , 把自己的想法和收获写出来。
本案例中, 利用IP资源的视频、图片、声音等多媒体课件向学生演示课文的关键字、词、句, 起到了很好的解决课文中重、难点的效果, 学生学起来很轻松, 又好掌握。
参考文献
[1]中央电化教育馆《卫星数据接收技术培训教程》.北京:中央广播电视大学出版社, 2004, 3.
[2]杨宏.远程协作学习散论.电教世界, 2009, (1) .
IP网络的视频监控系统分析 篇7
关键词：IP网络,视频监控,分析
近些年来, 随着网络技术和计算机技术以及多媒体技术的迅猛发展, 视频监控系统和视频会议系统也得到了长足的发展, 并且视频监控系统和视频会议系统已经成为视频通信应用当中分布比较广泛的两个很重要的分支点。和传统的数据以及语音等通信模式比较, 视频通信具有更加生动和形象的特点[1]。所以, 使用视频通讯的方式进行传输的内容更加的直观和丰富, 并且视频监控系统和视频会议系统能够兼容多媒体的复合型和计算机的交互性以及电视的真实性和通信的分布性等等特点, 它具有明显的优越性。
1、IP网络的视频监控技术综述
1.1 IP网络的视频监控概念
IP网络的视频监控技术的一大特点是可以把获取到的视频信息转换为数字的形式, 并且通过无线IP或者是有线IP进行传输。这样的传输方式可以把当时获取到的录像信息以及录像功能扩展到只要有网络连接的地方, 并且还可以方便的和其他一些网络设备进行连接。IP网络视频监控可以由全部的摄像机构成, 也可以由视频服务器和模拟摄像机组成, 还有另外一种就是可以由这两种混合在一起构成。然而, 不管采用哪一种方式进行监控, IP监控都已经被充分的证明不管是在哪一个行业都有最佳的解决方式。所以, 目前在诸多行业当中这种IP网络的视频监控技术已经完全取代了传统的监控系统, 用来提高企业的安全性和降低成本。IP监控系统有明显的可扩展性, 并且它还巩固了现有的远程监控的应用领域, 加速了在其他行业的应用。
1.2 IP网络监控系统的发展趋势
未来的网络监控会出现两种发展趋势, 分别是:智能化后台应用和集中监控。这两种IP网络监控系统将逐渐代替过去传统的孤立监控和分散式监控技术。但是, IP网络的网络技术正是实现这个转变的最佳途径。过去, 大量的视频数据不能够得到及时和充分的利用, 导致数据信息的丢失, 而且又诸多信息很难完成及时的保存和提取。而IP网络监控系统的数字化的优势在于:能够随着多媒体数据库和视频分析技术以及人工智能技术自动的从获取的视频当中流露出大量的信息, 而这些信息又可以不断的保存和检索和驱动, 能够轻松的对艰难的任务加以完成。
2、基于IP网络视频监控系统的特点分析以及设计方案
(1) 在IP网络视频监控当中, 传输协议和传输信道的选择会直接对音频信号以及视频信号造成一定的影响。因此, 传输信道的选择要根据实际情况来定, 当监控局限相对较小的时候要选择能够有一定承受能力的以太网;当监控不同地域的时候, 要根据带宽和数据流量来选择通信网络, 如:N—ISDN以及PSTN等等[2]。其中, 监控系统的的传输协议是能够保证网络顺畅通信的基础保障。
TCP/IP协议是IP网络视频监控系统的主要通信协议, 它是为计算机和异构网之间的通信提供数据而产生的。IP是网络层协议, 负责的是各个主机之间的数据传输。数据传输层是主要是负责纠错以及检错。在IP网络监控系统当中使用了两种协议, 是用户数据协议和传输控制协议。
UDP用户数据协议指的是一种无连接的数据包投递服务协议, 每个分组都有完整的目的地址, 并且在各个系统当中能够独立的运行和传送。UDP传输和TCP (传输控制协议) 相比, 要低于它。音频流和视频流在时间轴上的连续性, 要求网络的实时传输要具有一定的带宽, UDP能够和视频流以及音频流之间有很好的匹配, 是可以选择的传输协议。
TCP是面向连接的协议, 在通信的时候需要首先建立连接, 并且提供可靠有序的服务来进行虚电路服务。它的重传机制和检错机制以及拥塞控制机制虽然能够保证数据有效的传输, 但是也会耗用网络的带宽资源, 比较难以适应音频和视频的传输实时性要求。尤其是当网络状况不好和丢包率较高的情况下, 接收方不得不重传数据, 造成延迟, 从而严重影响了媒体流的通信质量。
(2) 系统联动, 建立管理平台。把网络视频监控所产生的一些音频和视频以及报警这些机制进行结合, 特别是对门禁要进行特别的集成和管理建设, 对原先的110报警系统进行整合, 建立一种能够统一进行管理的管理网络平台。把所有的机构组织和系统等都组合成一个整体, 这个整体可以对是由多种门禁信息以及报警系统进行视频确认的, 并且能够对误报问题进行解决。
(3) 管理权限重心后移。在过去传统的视频监控当中, 安保管理人员指具备管理员的权限和职责, 也就是说可以进行独立的监控操作[3]。然而, 当网络视频监控综合管理系统建立好了以后, 前端的安保人员只有录像回放产看和实施监控的权限, 并且还可以把所有的网络视频监控系统进行修改权限, 如:录像资料更改, 录像机系统设置以及报警系统设置等等。
3、结语
总而言之, IP网络视频监控系统的应用已经越来越广泛了。IP网络监控作为IP网络的视频监控系统的主要载体, IP宽带的完善和发展会极大的提高用户对IP网络监控信心。IP网络视频监控在未来的发展方向应该趋向于视频以及安防和自动控制市场当中, 它的技术焦点也越来越多的集中到一体化方案当中。在网络技术飞速发展的今天, 以安防监控领域为载体的远程监控必将占取主导地位[4]。网络集成一体化必将会有独特的设计方案, 然而随着网络的不断完善, IP网络监控技术必将日趋完善。
参考文献
[1]姚玉坤, 刘会峰, 沈鑫丽, 张明德, 林华蓉.基于P2P的视频会议系统节点选择机制的改进研究[J].计算机应用与软件, 2010, 27 (12) :1024-1026.
[2]苏兆勇, 杨鹏升, 张军, 乔建安, 赵则珍.网络视频监控系统在大型企业管理中的应用[J].有色设备, 2010, 07 (05) :1734-1736.
[3]ITU-t.Vide0codiIlg for Iow bit fate communication.ITU.T Rec.H.263, version 1:Nov.2010, vefsion 2:JAN.Version 3:N0v.2000 (l0) :11l l-1113.
IP数字网络监控在世博中心的应用 篇8
1 世博中心项目简述
(1）功能多样化
世博中心作为世博永久性场馆中最重要的场馆之一，在世博会期间将承担世博会运营指挥中心、庆典会议中心、国宴招待中心、新闻中心、论坛活动中心等功能。而世博会后期又将转变为具有政务中心和国际会议中心的功能。因此，世博中心本身具有功能多样化的特点。
(2）出入口多、功能流程复杂多变
世博中心出入口多、功能流程复杂多变。在世博中心整个建筑的周围设置有大量的出入通道，以适应建筑功能的各种不同需要。因此，世博中心的功能流程十分复杂和多变。
此外，2010年上海世博会是一种全新理念的现代展览会，是一个超大型的集展示、游览、交流于一体的综合性国际博览会。世博中心具有潜在安全风险大和不安定因素多的特点。
2 IP数字网络监控系统的解决之道
针对世博中心的特殊需求，无论是模拟监控方案还是当前常用的“DVR/DVS+流媒体服务器”方案，都无法很好的满足要求。
目前，基于IP寻址的多媒体通信技术发展势头强劲，监控设备的数字化、网络化发展已经普遍展开，IP网络数字监控系统的建设已成为发展趋势。因此，世博中心采用全数字网络化的视频监控系统解决方案已成为一种必然选择。
世博中心视频监控系统采用的全数字分布式网络监控系统是完全基于数字视频技术和网络传输技术的视频监控系统，该系统综合运用了多媒体视频技术、计算机网络技术、工业控制技术，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化等。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了集中监控、集中管理。
3 IP数字网络监控系统的特点
(1)高清晰的图像质量。本监控方案采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1 (4CIF)高清晰图像分辨率，支持H.264MainProfile标准，编码带宽最高可达2M，尤其是在高动态图像监控场合，可以为用户提供广播级的高清图像质量。
(2)专业可靠的海量存储。
(3)便利的管理维护。将IP网管及业务控制平台的技术应用至IP监控系统，彻底改变传统监控只能依靠人工进行系统管理和维护的局面，实现编解码、存储、网络传输和业务软件(服务器)四大平台的统一管理。
(4)设备高可靠性。采用电信级器件和制造工艺，充分满足高风险等级场所的高可靠性监控需求。
(5)国际标准的高契合。设备控制信令完全符合IETF SIP标准(会话初始协议)，SIP协议可以方便的和其他多媒体系统互通。图像编码完全符合国际标准，图像格式标准化可通过国际通行的第三方公司Tektronix测试仪器的严格测试。存储技术完全符合国际i SCSI标准，充分支持端到端的网络视频IP SAN存储。
4 世博中心系统设计概要
世博中心视频监控系统将采用数字化解决方案，如图1所示。
在数字视频监控系统中，前端采用模拟摄像机，所有摄像机通过分布在楼层各处的弱电间，分别连接进入相对应的弱电汇聚机房进行数字编码压缩和本地数字视频存储。
为确保IP数字视频监控系统的网络安全和网络带宽，提供给使用者一个高质量的图像质量和畅通的使用平台，本设计需建立一套独立的安防系统专用网络。
5 数字网络视频系统的组成部分
(1)前端视频摄像系统。负责摄取现场景物并将其转换为电信号，经视频传输线缆及相关传输设备将电信号传送到监控中心，通过解调、放大后将电信号转换成图像信号，送到监视器上显示出来。
(2)数字视频编解码系统。数字视频编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，提供从单路到16路各种密度的规格，可支持实时流和存储流双流设计，并能够支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流。
(3)网络视频存储系统。专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属，并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时提供视频图像的NAS备份功能。
(4)系统管理平台。包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器。
(5)承载网络系统。采用安防专用网络资源对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换。通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。
6 IP数字网络监控系统的业务流程
世博中心数字视频监控系统解决方案借鉴了NGN(下一代通讯网络)架构，采用视频流控制和承载交换相分离的机制，可以高质量的实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等。其中VM视频管理服务器是整个系统的信令控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM视频管理服务器处理。
数据管理服务器作为存储系统的管理核心，可以对分布式部属的IP SAN网络存储设备进行统一的存储资源管理，灵活实现各种应用;系统中的实时监视流则是通过IP网络进行以分布式的交换和处理。
本套系统基于组播网的业务流处理机制——实时监视流与存储流分开处理，系统管理和业务流程如下所述：
(1）实时视频流
实时流具有偶发性，并具备大收敛比，可通过IP网络组播和MS8000流媒体分发服务器的部署实现实时图像流的分发功能，支持大规模监控，减少传统方案的瓶颈和图像的延时。
(2）存储视频流
视频存储流采用文件方式直接写入存储中，充分发挥IP SAN存储的高效、可靠和可扩展性，解决大容量存储中间服务器的瓶颈问题。
(3）点播回放流
视频管理客户端和解码器通过UDP单播访问EC编码器，引入相应监控场景的音视频流，从而实现实时查看不同监控场景的功能。
7 结束语
IP远程监控 篇9
1 IP多播技术概述
多播是将报文通过一台主机发送到一组主机中,是介于单播与广播之间的通信技术。数据包从多播源发送到特定多播组,主机需要具有特定多播组的地址才能够接收数据包。这种通信技术将网络中的接收者归为一组,数据包的传送只需要一条链路来传送,能够节约宽带。在多播组中的主机可以是同一物理网络或多播路由器支持的不同物理网络。
1.1 IP多播地址
IP多播利用多播地址来进行标识。IP多播地址主要有本地链路多播地址、预留多播地址、管理范围多播地址三种类型。本地链路地址只有本地网络段上的网络协议才能够使用,在本地网络进行传递,不能够通过IP路由转发;预留多播地址主要是指即时性的多播地址,多为临时创建、临时丢弃,可以通过IP路由转发;管理范围多播地址指的是在私有领域内使用的地址。
一个多播组对应一个多播地址,多播地址相同的主机就组成了多播组。多播组建立的同时会得到一个多播地址,结束时会被收回,在以后的多播中再次使用。IP多播地址只能够作为目的地址,不可能在数据报的源地址字段中出现IP多播地址,所以也就不可能会出现在源路由、路由记录选项中。
1.2 多播协议
多播协议主要有两种,一种是主机与路由器之间,两者的组成管理协议,其中最重要的一种就是因特网管理协议IGMP(Internet Group ManagementProtocol);另一种是路由器与路由器之间,两者的动态多播路由协议,又包括域内协议与域间协议两种。PIM＿DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode),PIM-SM (Protocol IndependentMulticast-Sparse Mode)等属于域内协议,MSDP(Multicast Source DiscoveryProtocol)和MBGP等属于域间协议[1]。
当一个多播主机想要加入某一个多播组的时候,可以向本地多播路由器发送因特网管理协议消息,接受组流量;想要离开多播组时也是同样的方式,多播主机向本地多播路由器发送希望离开的消息。当多播流量出现了跨多个物理网络的情况时,多播主机发送的消息就需要多播路由器构造的多播分发树来转发多播数据报。
2 转播台远程监控系统中IP多播技术的应用
2.1 IP多播技术的优势
在远程监控系统中,采用单播传输视频数据时,视频服务器需一直保持侦听状态,造成服务器系统资源消耗;系统的稳定性与传输的实时性会受到套接字频繁侦听的影响;同一个视频服务发送个多个客户时需要多次发送,客户的数量决定了发送的次数。这样的多次重复会影响系统与网络的效率。采用广播传输视频数据时,视频数据会传送给所有局域网用户,对视频数据没有需求的主机也会接收到该视频数据,会占用宽带资源,浪费系统和网络资源;广播不能够跨网段传播数据,不能满足当前跨地域、多网段的远程监控视频传输。
通过与单播、广播的对比,可以明显的看出IP多播技术在远程监控系统中的传输优势,而且IP多播技术能够避免广播风暴,还能够跨网传输视频数据。
2.2 基于IP多播的转播台远程监控系统
整个转播台远程监控系统的组成部分主要有视频采集装置、服务器(存储视频)、IP多播网络、路由器(支持多播协议)、应用终端等。转播台远程监控系统中通过IP多播技术的使用而实现了多点传输监控视频,将多个被监控对象的视频信息通过网络传输给IP地点不同的多个监控者。
转播台远程监控系统设有监控中心,对整个系统监控视频进行调配和管理。当视频访问请求者向监控中心发送请求信息,想要加入到多播组中对视频进行访问时,监控中心对该视频服务器进行审查。如果该视频服务器的视频已经接入到网上视频中,监控中心只需向请求者传输多播地址;如果没有接入,监控中心需要向视频服务器主机发送接入命令和多播组地址,请求者通过多播组地址进行访问[2]。监控中心要根据网络系统宽带资源来调整监控视频的接入速率和数量。
2.3 多播在WinSock中的实现
Windows下的网络编程规范和网络编程接口就是WinSock。转播台远程监控系统采用Microsoft Visual C++6.0进行设计开发,这种开发工具使程序员更加方便地使用WinSock开发通信软件[3]。
2.3 网络中多播的实现
当然,转播台远程监控系统的运行还需要网络中实现多播功能,所以要对网络设备进行修改配置[5]。当前,PIM-DM,PIM-SM多播路由协议与IGMP协议在一大部分的网络设备厂商生产的路由器中已经得到了实现,能够支持多播业务。IP多播业务在一部分内部网络中也得到了越来越广泛的运用。在转播台远程监控系统中,要对路由器交换机进行相关的配置,使多播路由协议能够在路由器上运行。
3 总结
笔者对转播台远程监控系统中IP多播技术的应用进行了详细的介绍。IP多播技术是一种多点传输方式,通过IP多播技术能够使发出的数据包被同一多播组中的多个主机接收,要比单播和广播更加有效,而且IP多播技术具有减少网络数据传输总量、节省宽带的优势。所以说,转播台远程监控系统中的多个监控现场、多个监控终端的问题能够通过多播通信来解决。
参考文献
[1]单玉峰,柴乔林,肖宗水.交互式IP多播技术及其在多点视频会议中的应用研究[J].计算机工程与应用,2011,23(14):19-26.
[2]汪晓平.基于网络的数字视频远程监控系统关键技术的研究及系统实施[J].全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊,2011,23(19):29-34.
[3]罗广孝.基于MPEG4技术的远程图像监控系统的研究与实现[J].华北电力大学,2010,12(11):11—13.
[4]张小,葛仁伟,刘维亮,张文俊.IP多播在数字视频监控系统中的实现[J].上海大学学报:自然科学版,2012,3(34):09-12.
IP远程监控 篇10
1. 资源分级接收, 缓解接收机磁盘空间和资源接收时间上的危机
本地各农村远程教育项目校资源接收大体分为两类:一类是国家远程教育I P数据资源, 这部分资源面向全国远程教育地面接收点, 知识覆盖面广, 教材版本较多, 推送时间为周一至周四, 周六重播小学资源。另一类是河北省远程教育I P数据资源, 这部分资源由于面向本省, 教材版本较少, 具有较强的针对性, 推送时间为周五至周六。这两类资源由同一部接收机来完成接收, 如果不及时地将已接收资源进行分类整理的话, 往往会因接收机磁盘爆满而遗失资源。另外, 河北省远程教育资源推送时间占用了周六休息日, 这给管理教师带来诸多不便。同时, 由于农村地区, 经常会出现停电现象, 而两级资源推送时间安排又比较紧, 常常会造成无法补收资源的情况。为确保两级资源顺利地完整接收, 我认为可采取国家、省两级资源“分级”接收的办法, 即接收机负责接受国家远程教育资源, 而河北省远程教育资源直接下载。这是因为, 当前河北省各远程教育项目校均为“河北远程教育网”会员学校, 而“河北远程教育网”为会员学校搭建了资源下载平台, 网站根据远程教育资源的推送周期, 会及时地将本省各期远程教育资源在资源下载平台中予以公布。这样远程教育项目校用接收机接收国家I P数据资源, 通过登录“河北远程教育网”资源下载平台直接下载河北远程教育资源, 不仅解决了同一接收机接收两部分资源带来的诸多不便, 而且有利于远程教育资源的完整接收和整理。
2. 结合本校实际, 为资源“瘦身”
国家远程教育资源面向全国卫星地面接收点推送I P数据资源, 内容涵盖面广, 涉及时事动态、课程资源、学习指导、专题教育、教师发展、少年文化、为农服务等七大板块, 而我市农村村委会都已经配备有卫星小站地面接收设施。因此, 为节约磁盘空间, 学校可对资源进行有选择的接收。另外, 两级I P资源的知识涵盖面广, 教材版本较多, 体系庞大, 我们可分为两部分进行管理。首先, 对于共用部分的资源要及时整理保存。例如, 国家I P数据资源中的专题教育、视频课堂、少年文化等资源应定期从接收机中整理出来。其次, 对于课程资源、学习指导等内容, 由于教材版本不同可有选择性地予以保存。例如, 河北远程教育资源, 涵盖冀教版、人教课标版、人教版三个不同版本, 管理教师可根据本校各年级所使用教材版本进行资源的保存, 而对其他教材版本的资源文件夹予以剔除, 从而实现资源的“瘦身”。我们可将“瘦身”后的资源转存到其他计算机中, 如计算机教室中的教师机等, 这样为以后的资源发布和保存打下基础。
3. 对资源进行分类整理
远程教育资源接收 (下载) 完成后, 是以文件夹目录结构存放的, 通常在最后一个子文件夹中保存具体的资源, 其目录结构大体为:期次—年级—课题—资源。了解了资源的保存目录结构后, 我们便可以对资源进行分类整理了。第一步是删除不同版本的资源文件夹 (前面已有叙述) 。第二步是资源归类。对于管理教师来说, 如果没有太多的时间和精力来整理资源的话, 我们在删除不同版本资源文件夹后, 可保持原有文件夹结构不变。若有时间, 我们可以将原来的资源文件夹结构做一下调整, 即按年级—科目—资源文件夹进行归类。当然, 无论采用哪种资源保存方式, 最终目的是为以后的资源发布和永久性保存打下良好的基础。
4. 通过建立简易网站进行资源发布
远程教育资源的浏览方式很多, 例如, 在接收机中使用1.2版接收软件的用户, 可以通过“网上邻居”属性设置1 0台以下计算机共享资源。或者通过IIS, 将接收资源的计算机进行站点发布, 满足10台以上的计算机共享资源。使用2.X版本接收软件的用户, 直接在学生机上安装使用E R B r o w s e r远程教育资源浏览器进行资源浏览。但有一点我们应该清楚, 经过我们整理“瘦身”后的资源, 若再用以上的方式浏览会造成许多的烦琐, 而离开了资源浏览器或i n d e x主页, 直接到文件夹中去浏览资源内容又非常不便, 毕竟各期资源文件夹的命名均为拼音或数字两种方式, 如果不打开具体的文件或通过index主页浏览, 很难知道其具体的内容是什么。那么, 我们应如何发布已经整理好的资源呢?管理教师不妨自己构建一个简易的资源发布网站, 根据所整理资源的实际情况设定具体的栏目和内容, 这样会更便于学校内部的资源发布和教师浏览。如利用FrontPage构建一个“只有一个网页”的简单站点, 将整理后的各期远程教育资源添加进去发布。关于站点中网页的格局设置及其内容等, 可根据设计者个人兴趣、喜好及需要而定。
5. 资源的保存