（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南許昌市，461000）徐洋杜瑞濤

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖形處理與傳輸?shù)燃夹g(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。在監(jiān)控領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控為發(fā)展重點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)使用視頻存儲(chǔ)的錄像機(jī)已經(jīng)無法使現(xiàn)代需求得到滿足，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展為視頻監(jiān)控領(lǐng)域，使數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的智能性、可靠性得到提高，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，使視頻圖像遠(yuǎn)程傳輸?shù)膯栴}得到解決，便于視頻資料的保存，數(shù)字化系統(tǒng)圖像也更加的清晰，抗干擾能力比較強(qiáng)。通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠共享系統(tǒng)軟硬件資源，此為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展主要趨勢(shì)[1]。以此，本文將實(shí)時(shí)性、安全性、可擴(kuò)展性與易操作性作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)數(shù)字視頻傳輸、壓縮、播放和存儲(chǔ)為核心的監(jiān)控集中管理系統(tǒng)。

1 監(jiān)控集中管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

集中監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在本地網(wǎng)絡(luò)范圍中劃分為多級(jí)分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，具體到設(shè)備、局部、區(qū)域管理中。與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和信息交換的實(shí)際需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控系統(tǒng)主要包括利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和通信網(wǎng)絡(luò)兩種方式。

1.1 分散自律式實(shí)時(shí)對(duì)等體系

其一，客戶網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。此種監(jiān)控系統(tǒng)的方式將數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)置到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)商業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件的安裝，對(duì)所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，和實(shí)際結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新。此種通信方式的安全性能比較高，并且操作實(shí)現(xiàn)比較方便。其二，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)在對(duì)等通信監(jiān)控系統(tǒng)中使用，能夠管理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合實(shí)際的更新數(shù)據(jù)庫。此種通信方式具有實(shí)時(shí)性分布型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的信息能夠滿足實(shí)際需求。以需求傳輸數(shù)據(jù)，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷[2]。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)

通過智能設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，屬于低層次數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相互通訊，通過RS422/RS455網(wǎng)絡(luò)降低通訊電纜和串口資源，具有較高的單通訊速度，數(shù)據(jù)的刷新能夠有效滿足實(shí)際的需求。

1.3 局域網(wǎng)絡(luò)

將開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到區(qū)域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理中心，將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理分中心設(shè)置到廣域范圍中，并且不會(huì)受到傳輸數(shù)據(jù)中心的限制。有效解決區(qū)域監(jiān)控負(fù)擔(dān)比較大的問題，實(shí)現(xiàn)完善局域網(wǎng)系統(tǒng)的創(chuàng)建。處理監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，在同個(gè)實(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)，方便數(shù)據(jù)信息的共享和協(xié)同，進(jìn)一步提高監(jiān)控系統(tǒng)工作效率[3]。

圖1 監(jiān)控集中管理系統(tǒng)的架構(gòu)

2 監(jiān)控集中管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)

監(jiān)管系統(tǒng)要對(duì)客戶端上傳知識(shí)文件接收，并且設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)系統(tǒng)與Client通信進(jìn)行監(jiān)管。將TCP/IP協(xié)議作為基礎(chǔ)，利用Socket通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信。系統(tǒng)使用連接通信機(jī)制，在連接的時(shí)候雙方利用此通信鏈路實(shí)現(xiàn)I/O操作，此方式比較可靠。因?yàn)镾ocket機(jī)制為底層通信機(jī)制，所以利用Socket數(shù)據(jù)為原始字節(jié)流信息。那么，客戶/服務(wù)器要根據(jù)程序員所制定的約定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化處理之后才能夠使用，此約定就是一種協(xié)議。在系統(tǒng)中定義以下通信協(xié)議：控制信息利用指定字符在Clinent和監(jiān)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)傳輸通信，知識(shí)庫文件利用FTP協(xié)議傳輸?shù)椒?wù)器端FTP，圖2為Server和Client的通信協(xié)議[4]。

圖2 Server和Client的通信協(xié)議

2.2 配置文件的設(shè)計(jì)

因?yàn)榧泄芾硐到y(tǒng)執(zhí)行過程為不斷監(jiān)聽、處理監(jiān)聽信息的過程，通過圖2的通信過程表示，監(jiān)管系統(tǒng)在對(duì)端口監(jiān)聽的時(shí)候，還要對(duì)監(jiān)聽信息進(jìn)行處理，為客戶端返回信息。為了使監(jiān)管系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，要對(duì)客戶端傳輸知識(shí)文件進(jìn)行保存，設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置文件configment.sys，其中包括監(jiān)管系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)候的基本信息，比如監(jiān)管系統(tǒng)時(shí)候綁定的端口號(hào)、IP號(hào)和線程池中工作線程數(shù)量等[5]。

2.3 監(jiān)控模塊

監(jiān)控模塊能夠?qū)芾砭W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)充、創(chuàng)建、改造，此屬于基本的網(wǎng)絡(luò)管理功能，控制網(wǎng)絡(luò)配置狀態(tài)，并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、使用狀態(tài)、資源配備等配置信息的修改、監(jiān)測(cè)與定義。配置管理功能包括業(yè)務(wù)提供、資源提供、資源清單管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

資源清單管理屬于基本的功能，能夠提供網(wǎng)絡(luò)管理所需要的資源數(shù)據(jù)。通過資源滿足業(yè)務(wù)需求，合理開發(fā)資源，提供客戶需要的業(yè)務(wù)和功能，為客戶組和客戶分配物理資源。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞?wù)能夠顯示網(wǎng)絡(luò)層次布局，需要網(wǎng)絡(luò)圖譜技術(shù)支持。配置管理創(chuàng)建MIB，配置MIB使配置功能能夠使用，也能夠使全部管理系統(tǒng)所使用[6]。

故障管理能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障并且糾正，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)，故障管理能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位、告警檢測(cè)、故障修復(fù)、業(yè)務(wù)恢復(fù)和測(cè)試等。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與測(cè)試過程中，故障管理根據(jù)配置管理資源清單對(duì)網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行識(shí)別。

2.4 自動(dòng)響應(yīng)模塊

告警檢測(cè)能夠監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并且實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)，通過故障定位能夠定位設(shè)備故障，和診斷、測(cè)試與性能監(jiān)測(cè)結(jié)合得出數(shù)據(jù)并分析。在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障之后，通過業(yè)務(wù)恢復(fù)功能和備用資源提供業(yè)務(wù)，恢復(fù)策略包括隔離故障設(shè)備、備用設(shè)備與故障設(shè)備的切換等。

2.5 集中監(jiān)控管理模塊

2.5.1 客戶端列表

此列表包括全部授權(quán)客戶端和流媒體服務(wù)器現(xiàn)實(shí)連接狀態(tài)，列表顯示操作種類、IP地址、客戶端端口號(hào)、操作時(shí)間。某客戶端對(duì)服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求的時(shí)候，列表能夠?qū)?dāng)前客戶端IP地址展現(xiàn)出來，顯示流媒體服務(wù)器為隨機(jī)分配端口號(hào)和加入具體時(shí)間。在客戶端停止播放的時(shí)候，列表頁包括相應(yīng)端口號(hào)、IP地址與操作時(shí)間[7]。

2.5.2 服務(wù)器功能控制

此部分能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器軟件功能控制，包括被監(jiān)控對(duì)象的功能，比如停止、啟動(dòng)、關(guān)于、配置和退出等。在啟動(dòng)軟件之后就會(huì)進(jìn)入到啟動(dòng)狀態(tài)，為了避免錯(cuò)誤操作要禁止關(guān)閉軟件，只能夠在停止手動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)之后，才能夠退出軟件。對(duì)配置按鈕點(diǎn)擊的時(shí)候，就能夠設(shè)置軟件。

2.5.3 連接信息顯示

將服務(wù)器目前連接狀態(tài)顯示出來，并且顯示有多少客戶端連接流媒體服務(wù)器和流媒體服務(wù)器連接DVR數(shù)量。

2.5.4 轉(zhuǎn)發(fā)控制

轉(zhuǎn)發(fā)控制為服務(wù)器核心部分，處于系統(tǒng)服務(wù)器后臺(tái)，能夠處理客戶端請(qǐng)求、視頻分發(fā)和判斷某請(qǐng)求合法性和某路視頻處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)[8]。

3 監(jiān)控集中管理系統(tǒng)的使用

圖3為系統(tǒng)登錄界面，不同用戶在選擇系統(tǒng)登錄到監(jiān)控集中管理系統(tǒng)的時(shí)候，管理工作人員將合法用戶名與密碼、正確驗(yàn)證圖片輸入之后就能夠登錄。

圖3 系統(tǒng)登錄界面

系統(tǒng)監(jiān)控信息詳見圖4，利用路由表信息得出IP傳輸路徑和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在相同路由器連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，如果所有連接連通，那么能夠利用路由表展示任意一條利用源網(wǎng)絡(luò)到目的網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)傳輸路徑[9]。

圖4 系統(tǒng)監(jiān)控信息

通過路由表實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)建模，系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)路由全部子網(wǎng)結(jié)構(gòu)，自動(dòng)搜索路由器自拓?fù)洌⑶覄?dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)更新。進(jìn)入到系統(tǒng)之后，管理人員單擊開始監(jiān)控之后就會(huì)進(jìn)入到監(jiān)控狀態(tài)。相應(yīng)設(shè)備監(jiān)控信息表和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖能夠自動(dòng)顯示，便于管理人員管理和監(jiān)控。因?yàn)樽泳W(wǎng)信息，活動(dòng)主機(jī)為創(chuàng)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要信息，所以在得到路由表創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時(shí)候，利用此方法能夠得到同個(gè)網(wǎng)段子網(wǎng)活動(dòng)主機(jī)信息。

此監(jiān)控集中管理系統(tǒng)通過系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管技術(shù)和web功能的融合，提供給網(wǎng)管人員比傳統(tǒng)工具更有力的手段。管理人員使用web能夠利用任何瀏覽器在任何站點(diǎn)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，解決操作問題。使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)人員工作效率得到提高，并且更好地維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，保證網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定、高效、正常的運(yùn)行[10]。

4 結(jié)語

信息時(shí)代對(duì)社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展具有一定影響，集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)屬于多網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)畫面所集中的監(jiān)控軟件，主要業(yè)務(wù)包括截屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像、回放等。和各環(huán)境監(jiān)控流程總結(jié)，并且和先進(jìn)5G、4G技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控管理，促進(jìn)我國通信系統(tǒng)的發(fā)展。