基于单片机的多媒体远程监控系统

基于单片机的多媒体远程监控系统内容摘要：

的单点、单线制模式变成了多点监控系统，井利用当时并不先进的电子技术，开发出各种多点镜头切换矩阵、云台控制器和 多种多样的云台，摄像机也针对不同场合的应用要求出现了不同的种类， 比如红外、防水、防爆等类型，系统的发 展日趋成熟。 最初的图像监控系统采用模拟方式传输 Ⅱ 控信号 ， 将图像基带信号直接送入视频 电缆进行传输。 每一监视点的视频信号部通过一条电缆 连接到中心控制室的多路切换器上，通过手动切换方式选择监视点图像， 使之显示在监视器上。 其后 ， 为了适应在一个地点通过一条电缆传送多台摄像机的图像信号的要求，开 始采用模拟射频调制方法，将各路视频信号调制在不同的射频载波上，通过混合器进入一条电缆当中，传送到控制中心。 在控制中心，将射频电缆送来的多路调制信号，通过梳状滤波器分离出来，再分别进行解调，还原出各 路视频。 由于采用了调 制方式，使多路视频信号能够在一条电缆中传输，大大简化了系统布线， 使系统应用范围得以扩 展。 但是自于电缆带宽的限制，在一根电缆中传输的图像路数是有限的，而且传输距离有限， 所以其应用范围仍受到限制。 在模拟式图像监控系统的控制方面，最初大多采用模拟电路与中、 小规模数字集 成电路制成的控制器，通过手动方式对镜头进行各种控制，这种方式不仅功能简单，可靠性差，而且易受干扰、系统寿命短。 到二十世纪七八十年代，随着新技术革命的兴起、微处理器技术的进一步普及和 发展，监控系统有了质的飞跃，控制方式打破传统监控的概念。 控制能力 大大加强，除了能自动实现传统监控系统的各项功能外，还增加了数据采集 哈尔滨理工大学学士学位论文 2 与报警控制功能，使监控系统向信息的多样化迈出了一步。 同时，伴随着彩色图像技术的普及与应用，监控图像由原来的黑白图像变成了彩色图像。 其间各种实用的监控技术都得以发展 ，如帧间识别技术 与数据采集融为一 件的综合监控技术等。 针对不同应用领域的系列配套监控产品不断出现， 组成了不同规模、不同用途 的电视图像模拟监控系统。 图像监控系统的发展历史 进入二十世纪八十年代，随着计算机技术的发展，图像监控领域也引发一场革 命。 计算机越来越多的应用到监控系统中。 人们 开始 使用计算机来处理各种监控图像信息，利用计算机强大的数据处理能力，通过视频采集卡将监控视频信号采集到计算机中。 利用计算机显示器显示出更高画质的监控图像。 同时随着 Windows 等图形化界 面的操作系统的普及， 以计算机作为监控主机的多媒体监控系统以其图形化、人性化的操作界面，使得原有模拟监控主机相形见绌。 但是这种多媒体监控系统在控制信息及图像信息的传输上仍依赖于传统的485 总线及同轴电缆。 只是在计算机上能通过 RS232 口对传统的解码器或视频切换矩阵发出控制命令 ， 并接收同轴 电缆传输来的视频信息进行处理。 所以这种 系统仍未 脱离传统模拟监控系统应用范围的限制，只能用于本地的或短距离的图像监控。 基于网络的多媒体远程监控系统 数字视频压缩编码技术的日益成熟及多媒体网络传输技术的不断发展 ， 为真正意 义的 多媒体远程监控系统的发展提供了条件。 基于 网络的多媒体远程监控系统完全打破了传统模拟监控系统的限制。 随着 PC 机功能的日益强 大 ， 计算机对监控图像、声 音的处理越来越迅捷。 经计算机压缩处理的音、视频信息能方便地存储于本机硬盘上， 并能传输到网络中供客户端查询检索。 同时依托不断发展的网络技术和通信技术，对监控信息的共享和交互查询也趋向 更广域的范围。 公用电话网（ PSTN）、数字数据通信 网 (DDN)、综 合 业务数字网 (ISDN)、各种类型的 LAN、以及迅猛发展的 INTERNET 将全 球连为一体。 借助这些计算机通讯网络，远程监控 系统的监控区域也越来越广。 从局域到城域到广域，从一个城市到另一个城市，利用基于 网络的多媒体远程监控系统，彻底摆脱了以往模拟监控系统的区域限制。 相隔千里也能完成以往在监控现场才能完成的监控操作。 基于网络的远程监控系统国内外研究现状及发展趋势 基于网络的多媒体远程监控系统 是 以计算机为核心，结合多媒体编程技术、计算 机网络技术的 第三代图像监控系统。 其最大 优点 即体现在远距离监控方面，同时这种监控系统还能与信息管理系统融合在一起，更好的为管理服务，提高企业的管理水平和工作效率。 基于网络的多媒体远程监控系统是 20 世纪的新兴产品，是信息时代根本特征的全 面体现，是安防监控行业在 21 世纪的发展方向。 目前对于这 种 监控系统 哈尔滨理工大学学士学位论文 3 发展的最新领 域，国外已经有了较成熟的理论及众多的产品。 英国、美国、以色列、日本等诸多欧美国家都有许多相关的产品问世，如英国的贝克尔（ BAXALL)、日本的三立 (SANTACHI)、美国缔佳 (DISCOVER)等诸多公司厂家都有相关产品问世。 总体来说， 这些远程监控系统大都是以配备高性能一体化主板为核心部件的工控机作为主控设备。 一体化主板集成了强劲的图像压缩处理芯片、视频采集芯片、网络通讯芯片、 485 与 232 转换通讯芯片及高性能的 CPU、RAM、 FLASH ROM，有些较高端的主控设备还集成 了视频、音频切换矩阵和大容量的硬盘。 强劲的硬件平台结合庞杂的硬件编程使得这些主控机具备了完善的监视控制能力，整个系统主要就是依靠这些主控机实现音视频报警信息的采集压缩并通过网卡传输到远端分控机上，同时主控机还能接收远端分控机上发布的控制信息，并转 换为 485 或 232 控制信号后传输到监控点的解码器上，对 镜头、云台、阀门等监控设备进行控制。 同时这些主控机也能根据用户预 先设定，自动响应处理一些报警信息，进行自动录像或报警联动等操作， 具有一定的智能性。 在这类系统中，远端分控机只要安装了相应的客户端软件即可通过计算机网络编程直接与远端主控机进行通讯，客户端对远端监控点的操作 是完全透明的，和用本机的 232 口进行操作 完全一样，而实际所有通讯信息、音视频信息都是通过网络传输的。 在这些国外的远程监控系统中，基于 WEB／BROWSE 架构的远程监控系统也越来越多 ， 其 基本原 理和上述系统一致。 相对上述模式，这类系统的监控主控服务器功能更为强大 ， 主控服务器上直接架设了WEB 服务器，对远端用户提供 WEB、 FTP 访问服务，客户 端不需要安装相关软件，通过 IE 或 NETSCAPE 即可访问主控端的 WEB 服务器，通 过网页上内嵌的控件，即可对远端监控点进行监控。 目前，对基于网络的多媒体远程监控系统，国内也有很多公司厂家在进行研发 相关产品也有很多问世，诸如北京的黄金眼系列、天目系列、上海的交大达通系列、 深圳的亚讯系列等。 总体来说，这些国内产品的核心技术、主要构件大多都是 OEM 国外产品的，所以其架 构、功能基本和国外产品一致。 展望基于网络的多媒体远程监控系统的发展前景 ， 可以看到随着数字化技术。