局域网视频监控系统的设计 （40页、17596字）

摘要：视频监控融合了信息技术、计算机技术、网络技术以及流媒体技术，一直是人们关注的应用技术热点之一，它以其直观方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多场合。本文针对视频捕获和传输回放的功能要求，讨论了其软件系统的主要任务及解决方案。视频采集部分使用VFW函数进行。数据传输部分采用UDP协议，它提供面向无连接，不可靠的通信，相较于TCP有传输速率高，延迟小的优点。本文的视频采集、传输和显示是基于Microsoft Visual C++ 6.0环境，利用MFC开发的。Visual C++作为一个可视的集成开发工具，提供了软件代码自动生成和可视化的资源编辑功能。与传统的一些编程平台相比，它能够使系统具有较高的效率和可用性。初步的实验结果表明，该软件系统在主要的功能上已接近实用化，并且操作简便、工作可靠。

关键词：VFW；UDP；WinSock

The Design of LAN-Video Monitoring System

Abstract: Video Monitoring has amalgamated technology of information, computer, network and media stream. So people give much attention to video monitoring every time. It has been a hotspot because of its convenience and abundance information. This article discussed the task and solution about video capture, transmission and display. Video data has been captured successfully by VFW and use protocol of UDP when transport. UDP provide connectionless and uncertainty communication. Compared with TCP, UDP has high speed and short time measurement. Video capture, transmission and display are based on the development environment of Microsoft Visual C++ 6.0 and programmed by MFC. Visual C++ 6.0 is a visualized integrated development tool, which can produce software code automatically and supplied integrated editor. It has higher efficiency and more usability than traditional programming terrace. Experiment result shows that this software system is not only practical, but also has simply operation and reliable work.

Key words:  VFW,  UDP,  WinSock

 
目    录
第1章  绪  论 1
1.1  课题背景 1
1.2  课题的发展现状 1
1.3  课题目的和意义 3
1.4  论文的主要内容 3
第2章  基本概念介绍 4
2.1  VC++介绍 4
2.1.1  C++ 4
2.1.2  VC++ 4
2.2  MFC简介 5
2.3  VFW的体系结构 5
2.4  TCP/IP协议简介 6
2.5  SOCKET套接字 8
2.5.1  SOCKET套接字的引入 8
2.5.2  异步非阻塞 9
2.6  本章小节 9
第3章  局域网视频监控系统方案设计 10
3.1  系统总体方案设计 10
3.2  视频捕获方案的设计 11
3.2.1  视频捕获方案的选择 11
3.2.2  AVICap窗口类 12
3.2.3  视频传输软件流程的设计 13
3.3  视频传输方案设计 14
3.3.1  传输层协议的选择 14
3.3.2  UDP协议的详细介绍 15
3.3.3  套接字方案设计 16
3.3.4  视频传输软件流程的设计 16
3.4  视频回放方案设计 17
3.4.1  视频回放方案选择 17
3.4.2 位图信息头介绍 17
3.5  开发平台和工具的选择 19
3.6  本章小节 20
第4章  局域网视频监控系统实现 21
4.1  视频采集实现 21
4.1.1  视频捕获 21
4.1.2  视频捕获程序的测试与分析 23
4.2  视频传输的实现 23
4.2.1  视频传输 23
4.2.2  传输系统的测试与分析 26
4.3  视频接收还原的实现 28
4.3.1  视频接收还原 28
4.3.2  视频接收还原的测试与分析 28
4.4  局域网视频监控系统的测试与分析 29
4.5  本章小结 33
结    论 34
致    谢 35
参考文献 36
 
第1章  绪  论
本章主要根据当今社会的发展状况，介绍了该课题的背景，发展以及意义。同时也简述了本文所写的主要内容。让我们对本课题的研究有一个初步的认识。该课题随着计算机通讯的发展也逐步成为了热门的话题
1.1  课题背景
21世纪是信息时代，出于对安全的考虑，怎样将自己希望掌握的信息以最快最准确的方式传输一直是人们关注的热点。
近年来，随着经济和科技的发展，在工业，商贸和金融等领域的企事业单位中都已经基本实现基于局域网的计算机网络化管理。与此同时出于安全的考虑，这些企事业单位又迫切希望能以图象等多煤体信息对重要目标进行不间断的安全监视，并及时将有关信息传送给监视中心。传统的网络主要提供数据业务，而在多媒体技术日新月异使得文本，语音，图形，图象和视频综合进入网络的需求日益增长。其中视频应用已经以其高数据量，连续性，实时性强，需要精确的时间控制，占用较大的网络带宽等特点，给学术界和工业界提出了巨大的挑战，也成为研究的热点和难点。无论对图象和视频的压缩技术，网络的传输控制技术还是视频传输相关网络协议方面都提出了新的要求。视频图象传输与传统的文件传输有明显的区别，传统文件传输对于传输的延迟，抖动没有过多的要求，但是要求有严格的差错控制和重传机制，视频图象传输在传输的实时性和同步性上要求很高，并且要求传输延迟小，视频图象传输能够忍受分组，丢失造成的差错或反常，也可以忍受由于没有重传或者纠错机制引起的显示不连续或显示混乱[1]。一直以来由于视频数据量大和网络带宽有限的矛盾，使得视频传输技术的应用受到很大的制约，必须根据视频传输的特点采用合适的网络协议和传输算法，才能达到较好的传输效果。因此研究远程有限带宽的多媒体通信具有很大的现实意义。
所以利用现有的局域网资源实现基于视频图象的安全监控已经成为了一个很有发展前景的研究方向。
1.2  课题的发展现状
视频监控技术发展经历了模拟监控、数字监控正在向大规模网络监控发展，视频监控系统的各组成部分――前端视频采集、视频传输、视频记录、控制、显示部分技术发展很快。
为了和电脑对应，传统的模拟设备已经开始向数字设备转换；数字资料已经开始方便地传送和管理；可以借助安防网络设备连接其他的数字产品来扩大应用范围；远程传送的需求也越来越大，这表明视频监控技术已全面进入数字时代。网络信息的发展；许多建筑物已经具备局域网和广域网；有许多要求是在PC控制下的升级系统；图象处理用PC有许多的弹性；多种的数据保存硬件（硬盘、备份光盘等）发展很快，基础设施的发展为视频监控技术的发展创造了条件。
监控技术的发展呈现出了他的许多新特点：监控点数量多且分散；网络化建设使网络视频传输变得经济、可行；海量数据传输和存储的需求；设备管理重要性增强甚至超过图象监控本身；管理者流动性增强；施工、布线成本昂贵，要求简化布线降低投资；同时信息安全受到普遍关注。所有这些市场的需求不断的呼唤着视频监控技术变革。 视频监控的关键技术主要有视频采集压缩、视频信号可靠地传输、信息存储调用的智能化与系统的集中管理。
视频监控系统的发展趋势包括：
1）前端一体化；
2）视频数字化，数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成功的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化[2]。
视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。
3）监控网络化，视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。
集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。
系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。
4）系统集成化也是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
1.3  课题目的和意义
通过做毕业设计题目“局域网视频监控设计”，可以从中学习VC++编程，这是课堂之外学的编程知识，通过对它的学习，可以比其他很多同学多掌握一种非常有用的编程工具。还可以从此次设计中学习视频捕获和显示技术和视频传输技术，视频传输技术是Internet发展的必然产物，学习它很有必要；而视频的捕获和显示也是视频处理的最基础的技术，学习他可以让我们在以后对视频图象处理的研究中更快的掌握其实质。
本课题可以方便的构建局域网中的两台计算机之间的监视系统，达到实时监控的目的。可用于学校考场、幼儿园教室、工厂车间、小区别墅、宾馆酒店、办公楼、实验室、高速公路收费站等地方，以达到视频监视的目的。它能够实时的将被监视地点的情况传输到监视端，使监控人员能够及时的掌握情况并采取措施。
1.4  论文的主要内容
本论文是针对视频监视系统当前的研究现状，主要研究视频捕获，传输及在接收端显示。本论文根据网络应用的具体情况，在VC++平台上，设计并实现了两台计算机之间的实时视频传输，达到了远程监视的目的。