物联网技术社区安防视频通信监控中的应用分析

物联网技术社区安防视频通信监控中的应用分析

魏洪伟

安徽超清科技股份有限公司安徽合肥230000

摘要：近些年来随着物联网技术的飞速发展，人们对于物联网技术在安全监测方面的重视程度也越来也高。针对目前传统视频监控系统在安全监测方面的报警数据冗余大、监测实时性弱等弱点，本文结合物联网、3G/4G/以及多媒体技术，提出通过多媒体数据融合特征分析，实现社区视频通信监控系统登入的身份识别；利用无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)和3G/4G网络传输技术及终端设备相结合实现社区环境实时监测；同时基于嵌入式webserver远程监控等先进技术来实现全面的家居安全监测需求。

关键词：物联网技术、社区安防、视频通信监控

一、前言

随着网络技术的不断发展，互联网应用在人们的生活中已经密不可分，越来越多的数字安防及智能家居防护系统已经普遍进入了人们的视野，视频监控在各个领域尤其是安防，物防，消防以及建筑等领域的运用也越来越广泛了[1]。在日常生活中，我们也可以看到在生活区域或一些商业区域出现了越来越多的摄像头[2]。这些摄像头（也称作“天眼”），通过在重点场所重要位置的安装部署，可以对一些异常的事件加以监控，帮助社区管理部门来获取实时视频和监控录像，针对预防和打击犯罪，提供了关键技术手段，从而保障社区安全[3]，并起到了良好的震慑效应。然而传统的视频监控系统无论是在数据冗余、实时性等性能指标上都存在着较大的不足，这也使得传统的物联网监控系统已经逐渐无法满足人们越来越高的监控需求[4]。本文通过利用嵌入式web服务的远程监控技术实现全面实时的家居安全检查需求；同时基于4G网络、多媒体技术并且结合物联网技术、视频通讯技术提出通过在原来的视频数据上对现实的社区环境实现视频监控系统的实时监控。

二、系统设计方案

1、关键技术选型

（1）JavaEE技术

JavaEE是SUN公司推出的一种标准和体系结构，其利用Java2技术来解决企业级应用方案在开发和部署过程中复杂问题。它在集成了标准版诸多优点的同时，还全面支持JavaServerPages（JSP）、JavaServletAPI、JavaBeans（EJB）、及XML技术，能够极大地缩短系统开发的时间，提高开发效率。由JavaEE所提供的中间层的集成框架对应用系统的开发来说，不仅节约费用而且满足了系统对高可靠性、高可用性和可扩展的需求，同时，还降低了开发分布式应用系统的复杂程度，增强了应用系统的可移植性，方便系统的部署。

JavaEE采用多层级的分布式应用模型，将传统双层级模型中的层级按照不同应用逻辑划分成多个不同的层级。在JavaEE网络体系架构当中，根据功能的不同可以将应用程序划分为多个不同的组件，各个组件又能够依据其所在的不同层级被分布在不同的服务器上，包括：在客户端运行的客户层组件；在JavaEE服务器上运行的Web层组件以及业务层组件以及在数据库服务器上所运行的EIS层组件。

（2）Oracle数据库

数据库管理设计的质量直接影响到系统的运行效率与具体功能是否能够良好的实现。在数据库的有关设计中，要确保数据的规范化、一致性、唯一性，避免出现数据的冗余，消除影响系统稳定的不良因素。

Oracle数据库管理系统是本课题所设计的集团业务管理系统的基础以及核心内容。Oracle数据库管理系统所具有的特点主要体现在以下几个方面：

（1）支持ANSI/ISOSQL-92、ANSI/ISOSQL-89以及ANSI/ISOSQL-99，与SQLCoreSQL：2003的标准相符合。

（2）Oracle数据库管理系统能够为市场上广泛使用的多并行处理机提供有效的支持。

（3）Oracle数据库管理系统具有较好的伸缩性。无论是单CPU的扩充、多CPU的扩充，还是处理节点的扩充，在对信息管理系统的数据库的正常运行不造成影响的情况下，对信息管理系统进行更新，系统原有的各种应用能够实现无损移植。

（4）Oracle数据库管理系统能够对主流网络协议提供支持，如混合协议、TCP/IP、NetBIOS以及IPX/SPX等；能够对100G/1000G的高速交换网络提供强大的支持，例如InfiniBand)。

（5）Oracle数据库管理系统具有开放性的特点，能够支持不同种类的数据库之间实现互访。

（6）Oracle数据库管理系统支持对大型异种数据库进行访问，Oracle数据库管理系统可以将原有的异种数据库向自身的数据库进行无损移植，与此同时，还能够实现与高级语言之间的互连，并且能够支持两阶段提交的功能以及分布式事务功能。

（7）Oracle数据库管理系统能够进行自动备份以及日志管理等，对于系统当中被保护的各项信息数据资源（例如应用程序文件、系统文件、数据库文件等）的访问、修改或者是拷贝等各项操作都能够非常详细地记录下来。如果有任何非法的存取操作等都能够立即产生警告并迅速反馈到系统的主控台上。

2、系统总体设计

该监视系统运用C/S（Client/Server）模式。图2为该系统的整体结构，包括以下两部分：客户端和服务器端。客户端是基于Android开发的，异常情况的接收方；服务器端采用JavaEE技术和Oracle数据库进行实现，主要是责收集视频数据与图片数据，并且通过计算机技术进行分析处理，最后把处理结果反馈给客户端。该视频监控系统基于嵌入式linux技术、无线视频通讯技术和图片识别技术开发而成的。监测系统整体结构图如图1所示。

图1监测系统整体结构图

3、系统实现

物联网技术社区安防视频通信监控系统需要实现以下三种功能：

（1）监控视频采集处理功能

物联网技术社区安防视频通信监控系统可以提供社区无线视频采集服务，以完成基础监控视频信息的采集。V4L(VideoforLinux)接口函数和Linux系统内核视频息息相关。V4L2接口在Linux内核的配置过程中起到了很重要的作用，也只需要在菜单配置的选项中添加即可。V4L2的操作模式呈流水线型，对V4L2的利用大大降低了开发相关视频的难度。图2是采集视频数据的详细流程，流程图依次展示各种操作完成的先后顺序，第一步是开启设备，其次是对各项参数的设置，初始化结束后就是采集数据再对视频数据进行处理，最后关闭视频设备等。

图2监测系统整体结构图

（2）流媒体服务功能

流媒体服务是视频实时监控的核心部分。它重在用于满足客户方的需求，把满足客户端接收到压缩处理后的视频数据。该系统的监控设备是在嵌入式Linux系统的基础上开发的，要完成视频数据实时发送，还需移植一个流媒体服务软件，这样做是为了通过RTP封装视频数据流。这样客户端就能接收到处理后的视频信息，在视频发送的过程中流媒体服务软件通过客户方的网络情况信息反馈来调节视频帧率。流媒体传输软件架构如图3所示。它的主要功能是在视频数据流加上RTP包头，通过RTP封装视频数据流以便于数据传输。传输的过程中RTCP模块会根据固定时间产生的RTCP数据包，向客户端发出回应，并且根据回应报文即时做出网络服务功能的调节，以确保传输过程中流媒体不存在丢包的现象。除此之外，视频流传输的服务质量主要通过RSVP进行保障的。

图3流媒体传输软件架构图

（3）视频压缩功能

本系统视频压缩编码是通过配对编译MJPG-streamer程序来完成，其无线视频监控系统的视频监控端设计使用了M-JPEG压缩方法，这个应用过程可以变换视频和音频流的进行格式，并且支持在网络上进行传输。MJPG-streamer的原理是利用输入设备，比如摄像头等工具采集视频源，然后将收集到的视频数据存储到内存中。然后压缩处理视频数据，再在输出设备中处理视频数据，最后通过外部设备展示出来。MJPG-streamer为了实现一个视频源数据可以满足多个终端同时展现的功能，当客户端发出接收数据的时候，可以在另一个全面的地址中复制JPEG图像，从而同一时间显现视频的功能得以实现。

三、结语

本文利用JavaEE技术和Oracle数据库设计并实现一个嵌入式web服务的社区安防视频通信监控系统。于此同时基于4G网络、多媒体技术并且结合物联网技术、视频通讯技术提出对现实的社区环境实现视频监控系统的实时监控，有效地解决了因传统视频监控系统数据冗余、实时性等性能指标上的缺陷不足所导致的无法满足现有需求的实际问题。

参考文献：

[1]黄发扬.物联网技术在社区安防中的应用[J].商品与质量,2016(22).

[2]黄荷清.物联网在安防监控系统中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2016(18).

[3]李海.物联网在安防监控系统中的应用分析[J].工程技术：文摘版,2016(2):00251-00251.

[4]王柱林,唐奉章,杨廷海.物联网技术在社区安防中的应用[J].现代建筑电气,2017,8(8):49-51.