多路视频数据实时采集系统设计与实现
常永亮王霖萱常馨蓉
( 中国飞行试验研究院陕西西安 710089)
( 贵州省贵阳市花溪区贵州大学贵州省贵阳市 550025)
( 陕西省榆林市榆阳区榆林学院陕西省榆林市 719000)
摘要面对越来越多的实时视频采集、播放的应用，如何能更加方便的操控视频采集，保证流畅的播放效果，成为近几年实时媒体流的一个重要研究方向。本文介绍了视频数据的采集、记
录、编解码、多路视频数据间的切换，基于多网络协议组合下的多媒体流传输，动态切换四路视
频数据实时传输与播放，从而使远端操控、优质播放有了很大的提高。
关键词视频编解码、媒体流、RTP/RTCP协议、组播协议、TCP协议
0.引言
随着信息技术的不断发展，人们将计算机技术引入视频采集、视频处理领域，用计算机处理视频信息和网络传输数字视频数据在很多领域已有广泛的应用，飞机试飞中现如今也大量的应用。
针对目前分散在多处试飞现场视频传入监控大厅后监测设备多而分散的问题，提出了将多处试飞现场视频引入监控大厅后用一台高性能服务器管控，客户端通过网络请求服务器端检测关心的现场场景，达到集中管理优化监控的目的。
视频图像采集的方法较多，基本可分为2大类：数字信号采集和模拟信号采集。前者采用图像采集芯片组完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新；除了要对采集模式进行设定外，主处理器不参与采集过程，我们只要在相应的帧存储器地址取出采集到的视频数据即可得到相应的视频数据，这种方法，无论在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了显著的提高，但成本高。后者采用通用视频采集卡实现图像的采集，并用软件进行实时编码，其特点是数据采集CPU占用率较高，对处理器的速度要求高，成本低、易于实现，能够满足某些图像采集系统的需要。此系统使用第二类视频采集方法。
如何将各处试飞现场视频信号通过VGA持续接收？传统方式是将模拟的VGA信号引到指定显示器显示，这样即浪费资源且多占空间。多路视频实时采集使用的是VisionRGB- PRO板卡（英国Datapath公司），此卡可同时实时采集两路视频数据，基本达到了本系统的要求，再用一台VGA矩阵切换器将前端数据源的四路视频数据进行人为切换采集，用H.264格式编解码，保存为H.264格式，通过RTP/RTCP 与组播协议将编码后视频流传输给请求客户端，而且可在客户端通过TCP协议选择关心的VGA采集通道。
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在一台显示器上同时最多显示两路 VGA 数据，不用再增加设备，并通过一台服务器软件实时处理后，按客户端请求实时传送到相应客户端监控某现场状态。达到用任意一台客户端按需监控的目的。
1. 系统整体设计
VGA 矩阵切换器视频服务器
客户端
图1 系统结构框图 系统主要实现对前端四路视频数据的人为切换式实时采集，在服务器端最多可同时采集和储存两路视频数据（用一个视频采集卡），也可以一次只采集一路视频数据，再经网络实时传输到客户端播放,服务器端同时实时播放所采集的视频数据。
系统主要由VGA 矩阵切换器、服务器端软件、客户端软件三大部分组成，VGA 矩阵切换器对四路视频输入信号进行切换输出，服务器端主要负责视频数据采集、VGA 矩阵信号切换、视频数据编码、视频信号网络传输，客户端主要负责视数据的解码与播放、简单的VGA 矩阵输入输出信号切换。
在进行视频切换方面可在服务器端或客户端自行切换，在服务器端可通过串行口操作VGA 矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换，在客户端可通过网络（TCP ）－>服务器程序相应模块－>串行口－>VGA 矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换。如图1所示。
2. 系统软件的设计
服务器端软件设计
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图2 服务器端程序流程图
图2所示为服务器端实时采集、记录、发送视频数据的程序流程图。运行服务器端程序先加载配置信息，加载成功后初始化RGB板卡、串口、网络，初始化成功后进入实时检测VGA通道信号状态，无信号可手动选择其他通道检测，如果有视频信号将进入实时显示与编码保存状态。如有客户端通过网络请求视频数据，则将编码后的视频数据用RTP协议打包后通过组播协议发送给请求的客户端，同时周期性发送RTCP控制包，，通过对发送、丢失的数据包的数量等统计，动态地改变传输速率与同步视频播放。视频数据量较大 ,这就要求视频数据处理系统具有实时处理的特点。在服务器端的实现是整个系统的关键，在此也承担了整个软件系统的大部分工作，主要有以下几大块：一是采集；二是记
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录；三是向客户端发送；四是串口的通信；五图像的形成；六是服务器端的实时播放；七是对图像亮度、颜色、位置等的调整；采集通道、采样率、采集时间的选择。
软件要实现对视频数据的实时采集、控制视频输入输出通道、把视频数据实时编码保存并发送到多个请求客户端。在软件实现方面应用了相应的SDK（Software development kit）和API(应用编程接口)。
视频采集先通过Initialise函数初始化VisionRGB板卡与播放界面，在SetupCapture函数中初始化视频的显示的模式，在采集方面最主要是实时性，在此以事件驱动的方法从端口获取数据，回调函数InitiateFrameCapture通过板卡通道命令事件实时采集原始视频数据，采集到视频数据流在相应软件界面播放的同时再利用ffmpeg开源库将InitiateFrameCapture获取视频原始数据编码为H264格式，编码后的数据在服务器本地保存的同时通过网络传输给请求客户端。如图3所示。
图3 服务器端数据处理流程图
在服务器端各方面协调工作是关键，程序启动首先默认上次设定的视频采集卡通道，如有视频数
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据就播放、记录，如果没有视频数据就等待，如果要调整视频采集卡通道可用串口给VGA矩阵切换器发送相应的命令让VGA矩阵切换器进行相应的输入输出通道切换。也可通过TCP协议经客户端经网络到服务器串口到VGA矩阵切换器进行VGA矩阵切换器相应的输入输出通道切换。每次切换后将自动保存原视频文件，如切换后有视频数据将自动重新生成一个新的视频文件。
在服务器界面播放的视频是没经编码处理的，但网络传输和保存的视频数据是经H.264编码处理后的，这样有力的减轻了网络间传输和服务器的存储I/O负担。
为了在局域网上有效的、高质量的实时传输媒体流，需要多种技术的支持，包括网络传输层协议的选择、编(解)码技术，网络传输层质量控制技术等等。
实时传输协议(RTP)为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频数据。应用程序通常在UDP 上运行RTP 以便使用其多路结点和校验服务;这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。在此，通过JRTPLIB 库提供的RTPUDPv4TransmissionParams、RTPSessionParams 等类实现了在组播协议上利用RTP/RTCP 协议对视频流进行封装、视频流的同步和控制流封装。服务器端将视频数据封装成RTP协议格式通过组播传输到请求客户端，客户端再将RTP协议包中视频数据分离出，给H.264解码库进行解码播放。服务器端网络接口函数核心代码如下：
服务器端网络发送核心代码如下：
......
RTPUDPv4TransmissionParams netInterface;
RTPSessionParams netSet;
netSet.SetOwnTimestampUnit(1.0/8000);
netSet.SetAcceptOwnPackets(true);
netInterface.SetPortbase(组播端口);
netInterface.SetLocalIPList(本地IP);
netInterface.SetMulticastInterfaceIP(组播IP);
netInterface.SetMulticastTTL(255);
sess.Create(netSet,&netInterface);
RTPIPv4Address addr(destip,destport);
sess.AddDestination(addr);
if(!sess.SupportsMulticasting())
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{
::MessageBox (NULL," 加入组播错误!","错误",MB_ICONERROR);
}
......
如果局域网通信速率很高且状态稳定，则进行实时视频传输就可以达到非常好的效果。但是在网络出现异常时会导致数据传输率不稳定或明显下降，造成发送端数据积压或丢失，此时就要采取一定的策略来控制发送端（服务器端）与接收端（客户端），以达到实时性、稳定性的要求，通过RTCP 控制分组信息，服务器端与客户端实时交互描述信息，根据传输数据状态调整传输数据及网络应用状态，达到最佳实时传输视频流的网络状态。在服务器端的采集、播放、保存不受此策略的影响，也就是在服务器端保存的视频数据不会有丢帧的现象。
在服务器端视频采集采用从VisionRGB视频采集卡捕获视频数据，经相应软件模块处理成位图型式的视频帧，然后用H.264编码进行压缩，通过相应网络协议实现压缩后的视频数据在局域网中的实时传输，在客户端接收数据交给H.264解码器解压，最后实现视频播放。如图4所示:
图4 网络间传输示意图
客户端软件设计
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在上面讲服务器端的实现时已经大概描述了客户端的实现，把服务器端实现，客户端实现难点就小很多。如图5所示：
图5 客户端程序流程图
客户端程序执行流程，运行客户端程序先初始化网络，如果成功则将请求命令发送给服务器端，将接受的网络包按RTP协议分解组合送给H.264解码库解码播放，同时向服务器端周期性发送RTCP 控制包。
在客户端也可以自行选择要采集的通道，但对服务器端的采样率等都不能通过客户端进行设置。
客户端端网络接收核心代码如下：
......
RTPUDPv4TransmissionParams netInterface;
RTPSessionParams netSet;
netSet.SetOwnTimestampUnit(1.0/8000);
netSet.SetAcceptOwnPackets(true);
netInterface.SetPortbase(组播端口);
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netInterface.SetBindIP(本地IP);
netInterface.SetMulticastInterfaceIP(组播IP);
RTPIPv4Address addr(destip,portbase);
sess.Create(netSet,&netInterface);
sess.SupportsMulticasting();
status=sess.JoinMulticastGroup(addr);
……
在客户端实时H.264解码播放速度是完全可以达到实时播放的要求。H.264解码和播放在不同的两个线程中实现，这样做主要是为了播放流畅。可以在两个不同客户端全屏播放两个不同的视频通道采集的数据。
运行结果分析
在相对稳定的千兆以太网环境下，保证数据源质量的前提下，对采集、接收到的VGA数据包进行统计结果如表1：
表1 时间段内采集与接收帧数比较
3. 结论
系统作为试飞场景视频监控系统的一部分,负责多个试飞现场VGA数据的实时采集、记录和视频编解码算法的实现、通过多网络协议的优化组合，解决了视频流稳定传输、流畅播放的功能，系统软件还支持事后视频回放，在试运行期间已达到本系统的要求。
系统的软件开发难点和重点在服务器端各功能的实现与多网络输协议的协调运用，通过多网络协议的协调运用，达到很好的实时监控效果。
系统对VGA视频输入扩充后可以实现多于四路输入，增加VisionRGB- PRO板卡可增加视频输出路数，如此升级后，可大大增加系统的实时监控能力。
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参考文献
[1] Jeffrey Richter(美)． Windows核心编程[M]．北京: 机械工业出版社出版,2008．
[2] 张静 , 梁澍．Windows多媒体编程基础[M] 北京. 清华大学出版社,2005
[3] 罗莉琴、詹祖桥．Windows网络编程[M] ．北京. 人民邮电出版社,2011
[4] 雷延钊．H.264图像压缩与图像增强算法的研究与实现[L] ．成都. 电子科技大学,2011 [5] 毕厚杰．新一代视频压缩码标准-H.264_AVC[M] ．北京. 人民邮电出版社,2011
[6] 陈靖．深入理解视频编解码技术--基于H.264标准及参考模型[M] ．北京. 北京航空航天大学出版社,2012
[7] 李少博，王晓东，周宇，陈美子，章联军．基于RTP/RTCP主动丢包的立体视频传输研究[J] ．北京. 计算机工
程,2015 41(4):241-245
[8] 刘志军．基于H264的实时流媒体可靠性传输[J] ．武汉. 中南民族大学,2015
信息采集系统解决方案
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
XX燃气远程视频监控 设 计 方 案
书 设计单位： 设计人： 前言 本方案针对新澳燃气监控子系统的具体要求，我们特向用户推荐具有强大本地录像、检索和远程监控功能的，基于压缩格式的DS-7800系列硬盘录像机数字监控系统。产品采用稳定的嵌入式平台，用户界面友好。系统实时采集音视频信号（PAL制或NTSC制）压缩成标准的文件，并可在多个硬盘上实现循环录像。同时可存贮多个通道的音视频信号，并保证音视频的同步。支持各种网络传输介质，能在internet上做实时流畅传输，完全满足客户需求。 一、系统设计依据 1. GB50198-94（民用闭路监视电视系统工程技术规范）。 2. GA/T75-94（安全防范工程程序和要求）
3. GA/T70-94（安全防范工程费用概预算编制办法）。 4. GA/T74-94GA（安全防范系统通用图形符号） 5. GB50054-95（低压配电设计规范） 6. 中华人民共和国<<社会公共安全标准汇编1、2>> 7. 中华人民共和国<<国家电气工程施工规范汇编>> 8. GA/T27-1992<<中华人民共和国公安部行业标准>> 9. GA/T75-1994<<安全防范工程程序与要求>> 10. QB/T50198-1994<<民用闭路电视监控系统工程技术规范>> 11. QB/T9813-2000<<微型计算机通用规范>> 12. QB15207-1994<<视频入侵报警其标准汇编>> 13. 甲方的实际需求。 二、系统设计原则 本套监控系统的设计须严格按照甲方的要求且遵守以下原则： 先进性：本监控系统采用国际上技术先进、性能优良、工作稳定的监控设备，使整个系统的应用在相当长的一段时间内保持领先的水平。 可靠性：系统的可靠性原则应贯穿于系统设计、设备选型、软硬件配置到系统施工的全过程。只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。 方便性：监控系统的操作应具有灵活简便，人机界面友好，易于掌握的特点，操作人员能够方便物进行使用及维护，使整个系统的功能得以最大实现。 扩展性：系统设计留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩充。为此，设备采用模块式结构，在需要时可随时补充。增加视频及其它控制模块，使系统具备灵活的扩展性。 三、集中监控系统需求分析： 随着网络通讯技术的发展，对监控管理系统提出了新的要求，集中监控的目标是充分利用现有的网络平台，在较小的投资下，实现监控系统的集中管理。完善原有的本地化安全防范手段，强化本地监控和远程管理中心两层安全防范机制，便于最大化的调动所有资源，处理突发事件，提高处警效率，规范下属网点日常工作。因此我们特向新澳燃气有限公司推荐
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实时计算，流数据处理系统简介与简单分析 发表于2014-06-12 14:19| 4350次阅读| 来源CSDN博客| 8条评论| 作者va_key 大数据实时计算流计算 摘要：实时计算一般都是针对海量数据进行的，一般要求为秒级。实时计算主要分为两块:数据的实时入库、数据的实时计算。今天这篇文章详细介绍了实时计算，流数据处理系统简介与简单分析。 编者按：互联网领域的实时计算一般都是针对海量数据进行的，除了像非实时计算的需求（如计算结果准确）以外，实时计算最重要的一个需求是能够实时响应计算结果，一般要求为秒级。实时计算的今天，业界都没有一个准确的定义，什么叫实时计算？什么不是？今天这篇文章详细介绍了实时计算，流数据处理系统简介与简单分析。 以下为作者原文： 一．实时计算的概念 实时计算一般都是针对海量数据进行的，一般要求为秒级。实时计算主要分为两块:数据的实时入库、数据的实时计算。 主要应用的场景： 1) 数据源是实时的不间断的，要求用户的响应时间也是实时的（比如对于大型网站的流式数据：网站的访问PV/UV、用户访问了什么内容、搜索了什么内容等，实时的数据计算和分析可以动态实时地刷新用户访问数据，展示网站实时流量的变化情况，分析每天各小时的流量和用户分布情况） 2) 数据量大且无法或没必要预算，但要求对用户的响应时间是实时的。比如说： 昨天来自每个省份不同性别的访问量分布，昨天来自每个省份不同性别不同年龄不同职业不同名族的访问量分布。 二．实时计算的相关技术 主要分为三个阶段（大多是日志流）: 数据的产生与收集阶段、传输与分析处理阶段、存储对对外提供服务阶段
下面具体针对上面三个阶段详细介绍下 1）数据实时采集： 需求：功能上保证可以完整的收集到所有日志数据，为实时应用提供实时数据；响应时间上要保证实时性、低延迟在1秒左右；配置简单，部署容易；系统稳定可靠等。 目前的产品：Facebook的Scribe、LinkedIn的Kafka、Cloudera的Flume，淘宝开源的TimeTunnel、Hadoop的Chukwa等，均可以满足每秒数百MB的日志数据采集和传输需求。他们都是开源项目。 2）数据实时计算 在流数据不断变化的运动过程中实时地进行分析，捕捉到可能对用户有用的信息，并把结果发送出去。 实时计算目前的主流产品：
激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置
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IP远程视频监控系统解决方案 作为最近几年崛起的新产品，网络视频服务器已经成为第三代全数字化视频监控系统的核心产品并日益被工程商和用户所熟知。但是，在基于宽带ADSL网 络的应用中，如何低成本地实现在动态 IP地址环境下监控中心对监控前端的实时访问，仍是困扰诸多工程商和系统集成商的难题之一。本文将就此问题提出完 整的解决方案。 随着网络技术的快速发展，宽带的普及以及宽带使用成本的日趋低廉，利用网络作为传输媒介的远程视频监控也得到日益普及的应用。 目前，利用网络作为传输媒介的远程视频监控系统的核心技术产品可分为数字硬盘录像机和网络视频服务器两大类。数字硬盘录像机通常被行内人士称为第二代准数字化监控系统产品，主要以在本地局域网监控应用为主。在远程网络视频监控应用领域，以数字硬盘录像机为核心的监控系统由于无法实现多路全实时监控、集成性差等缺陷，正逐步被基于网络视频服务器的第三代全数字化监控系统所取代。 网络视频服务器能够充分满足客户对远程视频监控方面的需求，在技术性能 上体现了目前视频监控领域中数字化和网络化两大趋势，具有高可靠性、高集成 度的鲜明特点，可广泛应用于诸如对电力无人驻守变电站、电信机房、银行、道路交通、学校、海关、连锁营业场所的远程视频监控以及本地局域网络方式下的监控。原则上，在任何网络通达的地方（包括企业专网和以ADSL接入为代表的 INTERNE公网），通过网络视频服务器均可以实现远程同步的视频监控应用。 除了诸如电力、电信、银行等大企业的远程视频监控应用会考虑利用其自身的专线网络媒介外，中小规模企业多会采用 ADSL宽带网络作为传输媒介，尤其是那些视频数据采集网点较多而且较分散的应用环境情况。 、基于INTERNET公网的远程监控基本原理 以通过ADSL接入INTERNET公网为例。各监控前端网络视频服务器读取相连的
预处理监控设备方案 概述 传统视频监控系统是通过摄像头等这些数据采集前端获取视频图片信息，仅提供视频的捕获、存储和回放等简单的功能；数据吞吐量大造成数据传输和服务器处理数据的压力大；需要大量的人力且准确度并不高；因此，智能视频监控系统应运而生。 本系统在视频采集前端搭建硬件平台，硬件平台中搭载图像处理算法，将摄像头传入的图片筛选出关键信息，通过物联网传入服务器中进行处理。利用算法提取关键信息可以减少传输的数据，从而能提高传输效率并且减小服务器的压力；同时在传输过程中把数据拆分成多个模块并行处理，也可大大提升传输处理速度，达到实时性、高效性的要求。 1硬件前端功能 1）采集图像信息； 2）实现算法对图像的灵活处理，并行高速传输； 3）提取、分类图像关键信息； 4）采用NB-IoT协议实现无线传输 2方案论述 2.1系统构成 图2.1是系统总体结构框图。
图2.1 系统总体结构框图 用CCD进行图像数据采集后，用视频解码芯片进行A/D转换，从模拟视频输入口输入的全电视信号在视频解码芯片内部经过钳位、抗混叠滤波、A/D转换、最后转换成BT.656视频数据流。 本系统中，对图像的处理分为两个阶段，第一个阶段为ZYNQ的双核ARM处理器部分通过算法对图像的处理；第二个阶段为ZYNQ的FPGA部分对数据的打包分类。为了尽可能提高性能并达到实时性要求，我们以ARM为中央处理核心，由FPGA实现系统控制。系统分为处理器模块、FPGA组模块和各总线接口模块等。其中处理器模块包含双核ARM、内存空间以及相应逻辑。处理器作为最小处理单元模块而存在，可以完成相应的处理子任务。 双核ARM作为从CPU做图像的处理（通过算法实现），两个处理模块在系统核心FPGA控制下并行运行。而FPGA作为系统中心，负责两个微处理器互相通信、互相协调以及它们与外界（通过主从总线和互连总线）的信息交换。同时，系统处理子任务可以由FPGA直接派发给处理器。灵活的FPGA体系结构设计是该系统有效性的保证。在实际应用中，可以根据系统的任务，通过配置FPGA控制两个微处理器按流水线方式运行，缩短系统的处理时间。另外，可以通过FPGA的配置扩展双ARM的工作方式，控制它们按MIMD方式并行处理同一输入图像。 最后经过处理过的图像通过NB-IoT协议发送到服务器端。 2.1.1 FIFO机制 为了加快ZYNQ的处理速度，本系统采用同步FIFO高速缓冲方案。FIFO即先进先出存储器, 也是一种专门用来做总线缓冲的特殊存储器。FIFO没有地址
实时数据采集系统项目解决方案
目录 1、背景 (2) 1. 1、引言 (2) 1．2、项目目标 (2) 2、应用系统体系结构 (3) 2.1、实时数据采集系统的原理构架 (3) 3、实时数据采集系统的主要功能….. .............................................................. .3 4、实时数据采集系统主要技术特征 (4) 4.1、数据传输方面 (5) 4.2、数据存储方面 (5) 4.3、历史数据 (5) 4.4、图形仿真技术 (5) 5、实时数据采集系统性能特征 (5) 5.1、数据具有实时性 (6) 5.2、数据具有稳定性 (6) 5.3、数据具有准确性 (6) 5.4、数据具有开放性 (6) 6、DCS及实时数据采集机连接说明 (6) 7、系统运行环境说明 (7) 7.1系统网络环境说明 (8) 7.2硬件环境说明 (8)
1、背景 1. 1、引言 随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市场，是电力企业不断追求的目标。要实现上述目标，必须把企业经营生产中的各个环节，包括市场分析、经营决策、计划调度、过程监控、销售服务、资源管理等全部生产经营活动综合为一个有机的整体，实现综合信息集成，使企业在经营过程中保持柔性，因此，建立全厂统一的生产实时数据平台，就成了流程企业今后生产信息化的关键。 1．2、项目目标 “实时数据采集系统”是为生产过程进行实时综合优化服务信息系统提供数据基础。 企业信息化建设的关键问题是集成，即在获取生产流程所需全部信息的基础上，将分散的控制系统、生产调度系统和管理决策系统有机地 集成起来，不同业务和系统间能够实时的交换和共享数据。 ?建立统一的企业数据模型。 ?解决分期建设的不同应用系统、不同电厂之间彼此隔离、互不匹配、 互不共享的“信息孤岛”问题。 ?保证数据来源一致性，提高数据经过层层抽取之后的可信度。 ?汇总、分析和展示企业历史的业务数据。 ?企业管理层能够直接根据各个电厂的真实数据进行统计数据、分析 逐步钻取直到数据根源。 ?透明底层的数据，监督统计分析数据的准确性。
旅游景区远程视频监控系统解决方案
旅游景区网上视音频直播系统研究与实现 随着社会的发展和人民生活水平的提高，我国旅游业已经越来越大众化，旅游人数与日俱增，游客面对如此之多的景区，如何选择满意的景区；以及景区面对如此之多的旅客，又如何能把握商机吸引更多游客?旅游者的需求越来越个性化、多样化，而旅游企业也需要有越来越完善的对外宣传方式来提高了旅游景区的国际知名度，提高对游客服务质量，增加与游客的互动性。近几年来网络媒体的快速发展为景区宣传提供了媒介，而网上音视频直播直观、实时、互动等特点得到了国际知名景区的青睐，在旅游景区中采用网上直播系统，世界各地的游客可以在家中对景区的各种景点风光、会议现场、庆祝活动实时观看，提高游客来现场游览的兴趣。本文结合浙江省科技计划重大项目(2004C13034)“旅游景区网络化综合管理与服务平台研究及应用示范”，以组建第三代旅游网站、增加景区与旅客信息互动、扩大景区对外宣传力度以及提高景区国际知名度为目的，利用计算机领域的流媒体、人工智能、移动Agent、对等网络等理论和技术进行了相关的研究与工程实现工作，其具体工作如下： (1)对该领域的国内外研究现状进行了分析，总结网上音视频直播系统目前存在的技术难题和问题，并阐述本文研究的背景、意义和主要内容。 (2)对网上直播系统进行需求分析，设计了旅游景区网上直播系统的硬件构架和软件构架。硬件设计包括系统硬件总体框架设计以及硬件设备的选取。软件设计实现以下4个功能：音视频采集、数据压缩、流媒体服务和客户端播放。 (3)由于网上直播系统的客户端并发数多并可能处于不同的ISP运营网络下，而音/视频是大流量数据，对网络带宽要求高，音视频直播网的结构直接影响整个系统效率。本课题根据需求分析，研究了基于树形结构流媒体应用层的组网模式，将移动Agent理论引入到流媒体应用层组播网的实现中，以P2P协议作为直播网传输方式，提出了一种基于移动Agent的自组织直播网，使得组播网拓扑结构能够根据网络变化自动重建，流媒体服务的服务内容和格式可以在不需要用户人为参与的情况下动态增加和减少，还能根据一个区域内多个用户的实际情况进行综合优化每个转发节点的负荷。 (4)设计开发了旅游景区历史上大型活动等视音频资料的IPTV网上点播系统，景区多媒体信息点播系统采用VOD方式运行，最后并给出了流媒体服务端和客户端的实现。 景区在线平台(实时视频)解决方案-在线景区 景区风光或城市形象作为旅游产品具有非实体性、无转移性、不规范性、无贮存性、强敏感性的特点。良好的景区风光或城市形象营销策略能为景区或城市吸引更多的游客，带来巨大的商机，推动景区或城市的健康持续发展，因此其营销的重要性是毋庸置疑的，但其当前的营销理念还有些落后陈旧，终端营销模式主要还是依托于比较传统的手段和方法，尚未做到与时俱进。 营销理念落后，内容陈旧
交通视频采集系统 第一章建设背景 1.1 视频监控系统现状 1.1.1交通应急指挥中心系统职能 威海市交通运输局作为威海市重要的政府主管部门，主要负责：全市公路、水路和地方铁路交通行业管理和运输组织管理，协调道路、水路运输与其它运输方式的衔接；组织实施上级下达的重点物资运输、紧急客货运输和军事运输。作为市交通运输局下属事业单位，威海市交通应急指挥与信息服务中心将负责本次视频采集系统的建设，必将进一步改善城市整体交通环境，提高城市交通管理水平、提升城市形象和品味。 1.1.2 视频在应急指挥中的作用 威海市交通应急视频监控系统通过视频监控布局，可实时反馈监控区域的图像信息，有利于在执法工作中提高现场即时办公效率，提高事件处理的真实性、准确性、实时性及宏观调配能力。 威海市交通应急指挥与信息服务中心的视频采集系统主要负责通过统一视频监控系统对全市二级以上客运站、客运站周边违章行为高发区域、站外广场等客流密集地进行管理。工作人员可通过图像采集来了解各站点的实时状况，实时传输的图像要保证清晰度高、连贯性高，不能出现拖尾、马赛克等情况，保证交通各职能部门的管理员在第一时间掌握实时的、清晰的高品质视频图像。系统一方面要做到事件即时处理，另一方面也要为交通管理职能部门保留数据信息，这就要求在图像实时采集的同时，根据具体需求进行录像存储。 1.2 视频监控系统存在的问题 部署分散，监控系统资源共享性差。交通、公安、交警、公
路、港航等相关部门的各类监控设备部署较为分散，由于之前缺乏实现信息互联互通的技术手段，加之跨域查阅视频的审批手续繁冗，视频信息共享性差，不能对应急事件即时处理、即时响应。 覆盖面广，但仍存在监控的“死角”。在汽车客运站、码头、机场、旅游集散地、景区景点等违章行为高发地、其他人员密集地仍存在诸多应急指挥监控死角，存在打击黑车黑导、即时处理应急事件的隐患，需增加相应监控点位，以确保应急事件的即时指挥与处理。 1.3 视频监控系统升级建设的必要性 1.3.1信息共享缺乏可信验证技术支持 通过最新的高清识别及可信验证技术，较好地解决部署分散，信息共享性差问题，盘活视频监控系统的存量资产，发挥投资建设的应有效应。本次视频采集系统将通过与公安、交警、公路、港航等相关部门协调，计划接入920路视频资源，主要包括市区主要路段、重点路口、治超点、主要道路、高速公路等，进一步提高各系统视频监控资源在交通应急指挥中心中的作用。 1.3.2 监控死角需自建视频设备扫除 为进一步扫除安全隐患，规交通运营秩序，威海市交通应急指挥中心将增加部分自建视频，解决监控死角问题，进一步提升“文明城市”形象的含金量。威海市交通应急指挥中心计划新增视频80路，主要分布在全市二级以上汽车客运站，包括威海站、荣成站、文登站、乳山站、石岛站以及威海北站汽车站，监控点位包括安检、进站口、出站口、站外广场、车站周边等违章行为高发地、其他人员密集地。本次主要建设容有：社会监控的接入、新建前端设备、立杆（含基础施工、路面开挖恢复等）、借杆、防雷地网施工、取电工程等，根据技术功能要求来进行整体综合
毕业设计（论文） 题 目： 语音播报实时数据处理系统的设计与实现 学生姓名： 学 号： 所在学院： 专业班级： 届 别： 指导教师：
本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书 1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目《基于单片机的实验室环境检测》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源； 3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 日期：年月日 目录
1绪论 (2) 2系统设计 (3) 2.1设计需求 (3) 2.2系统原理 (3) 3系统硬件设计 (4) 3.1电源模块 (4) 3.2微控制器模块 (5) 3.3非特定人声语音模块 (5) 3.4 DHT11数字温\湿度传感器 (7) 3.5 ENC28J60以太网模块 (9) 4系统软件设计 (10) 4.1整体流程 (10) 4.2以太网模块软件方案 (12) 4.3语音模块软件方案 (13) 5 系统调试 (14) 5.1硬件电路故障及解决方法 (15) 5.2硬件调试方法 (15) 6结束语 (15) 参考文献: (17)
实时数据采集系统方案
实时数据采集系统《项目解决方案》 实时数据采集系统 项目解决方案 0 实时数据采集系统《项目解决方案》 目录 1、背 景 ..................................................................... .................................... 2 1. 1、引 言 ..................................................................... ..................... 2 1(2、项目目 标 ..................................................................... ............. 2 2、应用系统体系结 构 ..................................................................... .............. 3 2.1、实时数据采集系统的原理构架…………………………………..3 、实时 数据采集系统的主要功 能….. ........................................................... .3 3 4、实时数据采集系统主要技术特 征 .............................................................. 4
4.1、数据传输方面……………………………………………………..5 4.2、数据存储方面……………………………………………………..5 4.3、历史数据…………………………………………………………...5 4.4、图形仿真技术……………………………………………………..5 5、实时 数据采集系统性能特 征 ...................................................................... 5 5.1、数据具有实时性…………………………………………………..6 5.2、数据具有稳定性…………………………………………………..6 5.3、 数据具有准确性…………………………………………………6 5.4、数据具有开放性…………………………………………………..6 6、DCS 及实时数据采集机连接说 明 ............................................................. 6 7、系 统运行环境说 明 ..................................................................... ................ 7 7.1 系统网络环境说明………………….……………………………....8 7.2 硬件环境说明……………………………………………………….8 1 实时数据采集系统《项目解决方案》 1、背景 1. 1、引言 随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信 息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市
数据采集系统的历史与发展 数据采集系统起始于20设计50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的 灵活性可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专业的系统。 20世纪70年代中后期，随着微型的发展，诞生了采集器，仪表同计算机溶于一 体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自是这一类的 典型代表。这种接口系统采用积木式结构，把相应的接口卡装在专用的机箱内，然后 由一台计算机控制。第二类系统在工业现场应用较多。这两种系统中，如果采集测试 任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡在添加的专业的机箱里即可完成 硬件平台中建，如果采集测试任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡再 添加到专用的机箱即可完成硬件平台重建，显然，这种系统比专用系统灵活得多。20 世纪80年代后期，数据采集系统发生了极大的变化，工业计算机，单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处 理能力大大加强。 20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事，航 空电子设备及宇航技术，工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能，高可靠性的单片数据采集系统（DAS）。目前有的DAS产品精度已达16位，采集速度每秒达到几十万次以上。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不 同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速地组成一个新的系统。该阶段并行总线数据采集系统高速，模块化和即插即用方 向发展，典型系统有VXI总线系统，PCI,PXI总线系统等，数据位以达到32位总线宽度，采用频率可以达到100MSps。由于采用了高密度，屏蔽型，针孔式的连接器和卡 式模块，可以充分保证其隐定性急可靠性，但其昂贵的价格是阻碍它在自动化领域取 得了成功的应用。 串行总线数据采集系统向分布式系统结构和智能化方向发展，可靠性不断提高。 数据采集系统物理层通信，由于采用RS485双绞线，电力载波，无线和光纤，所以其技术得到了不断发展和完善。其在工业现场数据采集和控制等众多领域得到了广泛的 应用。由于目前局域网技术的发展，一个工厂管理层局域网，车间层的局域网和底层 的设备网已经可以有效地连接在一起，可以有效地把多台数据采集设备联在一起，以 实现生产环节的在线实时数据采集与监控。
移动数据采集解决方案 由于移动终端的携带方便，信号覆盖广，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为生活必带随身用品，人们对其给予了越来越高的关注与期望。 企业和政府依托移动终端，采用无线数据传输技术、定位技术、通过事件分类编码体系、地理编码体系，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、图像、声音和位置信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化、全时段、全方位覆盖的管理模式，实现应用与管理方式的多样化。 一、移动终端应用分析 传统的数据采集方式的问题： 依赖于纸质表格和手工填报，之后输入至相关的计算机系统。这样的操作方式存在很多问题，如手段单一、数据传递不及时、无法确认数据采集的地理位置、时间等。 数据质量难以保证。 数据采集的过程无法监控。 大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。
传统数据获取方式的问题： 要求复杂的数据交互，同时兼顾现场数据查询和数据录入。 需要固定场所、固定布局的企业和政府信息化建设。 人们需要在企业、政府的内网完成数据查询与阅览。而随时随地的获取所需信息至关重要。人们不可能将海量数据带在身边，尤其是当这些数据存储在内网的数据库中的时候。 二、数据采集解决方案 移动数据采集系统以移动终端为载体，结合2G/3G等移动通信网络，建立起一套可移动化的信息系统，通过将企业、政府的内部办公、业务系统扩展到移动终端的方式，帮助用户摆脱时间和空间的限制，使用户随时随地关联内网系统，获取所需任务与信息，按照标准化的工作流程，快速执行采集任务的填报工作，完成对文字、表单、图像、声音和位置信息的采集和实时传递，保证采集任务的快速构建和及时传输、摆脱地域性和网络资源设备的限制，实现精确、快捷、高效、可视化的数据采集模式。 通过整合移动数据采集、信息查询、第三方系统等，形成一套完备的移动应用平台，终端应用可完成数据录入、查询展示等功能，后台管理系统用于接收终端上报的采集数据、管理任务分类和派发、查看任务进展、信息反馈、数据统计、分析和展示以及工作监督等相关工作。
关于建筑工地DS-9000视频采集系统操作介绍
（一）建筑工地监控主要操作功能介绍： 本地监控： a.1/4/6/8/9/16画面预览，预览通道顺序可调 b.预览分组切换、手动切换、或自动轮巡预览，自动轮巡周期可 设置 c.预览电子放大 d.屏蔽指定的预览通道 e.视频移动侦测、视频丢失检测、视频遮档检测、视频输入异常 检测 f.视频隐私遮盖 g.云台控制、预置点、巡航、轨迹设置、3D跟踪控制 录像与回放设置： a.录像触发：手动、定时、报警、移动侦测报等 b.按事件（报警输入、移动侦测、智能报警）查询录像文件 c.按通道号、录像类型、文件类型、起止时间等条件进行录像资 料的检索和回放 d.录像文件倒放、暂停、快放、慢放、前跳、后跳鼠标拖动定位 e.同步回放 资料备份： https://www.doczj.com/doc/2e895121.html,B 、eSATA盘进行备份 b.按文件进行批量备份 c.回放时进行剪辑备份 d.报警与异常管理： e.统一管理设备与IP通道的视频遮挡报警、视频移动侦测、视 频丢失报警 f.各种报警可触发弹出报警画面、声音警告等 g.系统运行异常时自恢复 其它功能： a.三级权限用户管理，管理员可创建多个操作用户并设定其权限，
权限可细化到通道 权限说明 “本地配置” 本地查看日志：查看系统的日志、系统信息。 本地参数设置：设置参数、恢复默认参数、导入/导出参数。 本地通道管理：可以“启用”/“禁用”模拟通道，增加/删除IP通道。 本地高级管理：可以进行硬盘管理（初始化、设置硬盘属性）、升级系统程序、清除IO报警输出。 本地关机/重启：可以进行重启/关机操作。 “远程配置” 远程查看日志：远程查看记录在硬盘录像机上的日志。 远程参数设置：远程设置参数、恢复默认参数、导入/导出参数。 远程通道管理：远程“启用”/“禁用“模拟通道，增加/删除IP通道。 远程控制串口：建立透明通道，发送/接收RS232/RS485端口的数据。 远程控制本地输出：可以发送远程按键。 语音对讲：可发起对硬盘录像机的语音对讲。 远程请求报警上传、报警输出：远程可以布防（即要求将报警/异常状态发送给远程客户端）和控制设备报警输出。 远程高级管理：远程进行硬盘管理（初始化、设置硬盘属性）、升级系统程序、清除IO报警输出。 远程关机/重启：远程进行重启/关机操作。 “通道配置” 远程预览：远程预览各通道的现场画面，此权限细化到每一个通道。 本地手动录像：本地手动启动/停止录像，此权限细化到每一个通道。 远程手动录像：远程手动启动/停止录像，此权限细化到每一个通道。 本地回放：本地回放硬盘录像机上记录的录像文件，此权限细化到每一个通道。 远程回放：远程回放、下载硬盘录像机上记录的录像文件，此权限细化到每一个通道。 本地云台控制：本地控制云台，此权限细化到每一个通道。 远程云台控制：远程控制云台，此权限细化到每一个通道。 本地备份：本地备份硬盘录像机上记录的录像文件，此权限细化到每一个通道。具有本地备份权限的通道一定具有本地回放权限。 b.完备的操作、报警、异常及信息日志记录和检索 客户端应用网络功能： a.分级用户管理（二级），管理员可创建多个操作用户并设定其 权限，权限可细化到通道 权限说明： 1）网络预览——权限可细化到通道 2）云镜控制——权限可细化到通道 3）视频调节——权限可细化到通道
卫星传输远程视频监控系统方案 1．概述 所属矿山分别搭建iPSTAR双向站，在公司总部建立监控中心，通过北京iPSTAR关口站，基于卫星网络和互联网络构建视频监控网络。 网络拓扑结构为星型网，以关口站为中心辐射全国，远端站到关口站是卫星一跳。 系统拓扑图如下： 2．部署方案 远端站 双向远端站搭建在煤矿现场需要进行远程监控的地点，主要设备包括： iPSTAR双向天线 iPSTAR室外单元（包括功率放大器、低噪声变频放大器、L波段电缆等） iPSTAR室内单元（iPSTAR终端，具备一个Ethernet接口） HUB（将iPSTAR的Ethernet接口从一个扩展至多个） 视频服务器（将视频数据转换成编码，以IP格式封装转发给iPSTAR室内单元） 摄像机、镜头、云台、云台解码器等 可根需要据配置音响和麦克一套，用来与中心站语音交流 视频服务器具体参数参见《产品展示》--“IP网络视频产品”。 典型配置如下图： 监控中心 中心站搭建在煤炭公司，主要设备包括： 计算机服务器1台（高端配置计算机也可以） 交换机 软件防火墙 也可以上监视大屏，可以考虑根据投资情况考虑 3．实现功能 电子地图 系统支持电子地图访问，以空间数据库为基础，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。 分层结构管理
本系统采用多级用户管理和分级授权访问的机制。用户分成两类，一类是系统管理员，拥有系统级权限，可以添加、删除和修改用户，进行用户的分配和管理，可以对系统进行安装、配置和检查，保障整个系统的正常运行；另一类是操作用户，在操作用户中设置权限，用户根据权限执行相应的监控范围。 现场的实时视频监控和采集 通过配置高质量的紅外线摄像机，对监控点的监控达到在正常光照条件或夜间光照条件较差甚至是0照度的情况下仍能进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。 对关键区域进行24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地和监控中心的屏幕上。 发生报警后，联动前端镜头对报警区域进行实时监视。 监视区域内图像的动态变化，检测监视区域内的物体运动。 监控信息的存储和备份 前端摄像的音视频信号经过模数转换，编码压缩，传送到监控中心的中心管理服务器，经视频解码器解码后，给硬盘录像机，录制的文件方式保存在硬盘中，支持长时间连续不间断的录制和存储。 报警信息的采集和联动管理 可以管理报警器的输入节点。当前端有报警发生时，在监控中心，系统会以声音方式通知值班人员，并在监控软件上弹出报警摄像机画面。系统具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。 全方位云台及周边设备的与控制 远程监控系统可对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制操作，不仅对云台可做全方位控制，而且可以对模拟量、开关量进行实时准确的探测，并做出相应的反应。 现场指挥 挥可以利用监控终端与现场进行实时双向语音对讲，将现场图像转发到指定的分控点，以实现共同分析、决策的实战需求。 设备在线管理 对编码器、转发服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。
数字图象处理技术在电子通信与信息处理领域得到了广泛的应用，设计一种功能灵活、使用方便、便于嵌入到监控系统中的视频信号采集电路具有重要的实用意义。 在研究基于DSP的视频监控系统时，考虑到高速实时处理及实用化两方面的具体要求，需要开发一种具有高速、高集成度等特点的视频图象信号采集监控系统，为此监控系统采用专用视频解码芯片和复杂可编程逻辑器件(CPLD)构成前端图象采集部分。设计上采用专用视频解码芯片，以CPLD器件作为控制单元和外围接口，以FIFO为缓存结构，能够有效地实现视频信号的采集与读取的高速并行，具有整体电路简单、可靠性高、集成度高、接口方便等优点，无需更改硬件电路，就可以应用于各种视频信号处理监控系统中。使得原来非常复杂的电路设计得到了极大的简化，并且使原来纯硬件的设计，变成软件和硬件的混合设计，使整个监控系统的设计增加柔韧性。 1 监控系统硬件平台结构 监控系统平台硬件结构如图1所示。整个监控系统分为两部分，分别是图象采集监控系统和基于DSP主监控系统。前者是一个基于SAA7110A/SAA7110视频解码芯片，由复杂可编程逻辑芯片CPLD实现精确采样的高速视频采集监控系统；后者是通用数字信号处理监控系统，它主要包括：64K WORD程序存储器、64K WORD数据存储器、DSP、时钟产生电路、串行接口及相应的电平转换电路等。 监控系统的工作流程是，首先由图象采集监控系统按QCIF格式精确采集指定区域的视频图象数据，暂存于帧存储器FIFO中；由DSP将暂存于FIFO中的数据读入DSP的数据存储器中，与原先的几帧图象数据一起进行基于H.263的视频数据压缩；然后由DSP将压缩后的视频数据平滑地从串行接口输出，由普通MODEM或ADSL MODEM传送到远端的监控中心，监控中心的PC机收到数据后进行相应的解码，并将还原后的视频图象进行显示或进行基于WEB的广播。 2 视频信号采集监控系统 2.1 视频信号采集监控系统的基本特性 一般的视频信号采集监控系统一般由视频信号经箝位放大、同步信号分离、亮度/色度信号分离和A/D变换等部分组成，采样数据按照一定的时序和总线要求，输出到数据总线上，从而完成视频信号的解码，图中的存储器作为帧采样缓冲存储器，可以适应不同总线、输出格式和时序要求的总线接口。 视频信号采集监控系统是高速数据采集监控系统的一个特例。过去的视频信号采集监控系统采用小规模数字和模拟器件，来实现高速运算放大、同步信号分离、亮度/色度信号分离、高速A/D变换、锁相环、时序逻辑控制等电路的功能。但由于监控系统的采样频率和工作时钟高达数十兆赫兹，且器件集成度低，布线复杂，级间和器件间耦合干扰大，因此开发和调试都十分困难；另一方面，为达到精确采样的目的，采样时钟需要和输人的视频信号构成同步关系，因而，利用分离出来的同步信号和监控系统采样时钟进行锁相，产生精确同步的采样时钟，成为设计和调试过程中的另一个难点。同时，通过实现亮度、色度、对比度、视频前级放大增益的可编程控制，达到视频信号采集的智能化，又是以往监控系统难以完成的。关于这一点，在监控系统初期开发过程中已有深切体会[1]。 基于以上考虑，本监控系统采用了SAA7110A作为视频监控系统的输入前端视频采样处理器。 2.2 视频图象采集监控系统设计 SAA7110/SAA7110A是高集成度、功能完善的大规模视频解码集成电路[2]。它采用PLCC68封装，内部集成了视频信号采样所需的2个8bit模/数转换器，时钟产生电路和亮度、对比度、饱和度控制等外围电路，用它来替代原来的分立电路，极大地减小监控系统设计的工作量，并通过内置的大量功能电路和控制寄存器来实现功能的灵活配置。