消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

目錄摘要 消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一章緒論1.1課題的研究背景消防安全是公共安全的重要組成部分，與人民的生命與財(cái)產(chǎn)密切相關(guān)，我國黨和政府對消防安全始終高度重視，長期以來把加強(qiáng)消防安全的監(jiān)控和管理，減少消防事故的發(fā)生作為重要任務(wù)常抓不懈。近年來，隨著全國消防信息化建設(shè)的快速發(fā)展，采用消防視頻監(jiān)控易燃易爆場所、人員密集公共場所等的現(xiàn)象越來越普遍。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)的融合。攝像機(jī)通過同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，同時(shí)可將需要傳輸?shù)恼Z音信號同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)。通過控制主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對云臺的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)在多路攝像機(jī)及云臺之間的切換。利用特殊的錄像處理模式，可對圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)控消防安全重點(diǎn)區(qū)域，大大改善了消防部門對重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)控能力。借助消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可以生動(dòng)、直觀地了解監(jiān)控區(qū)域的現(xiàn)場情況，能夠幫助消防人員快速找到起火點(diǎn)或者爆燃點(diǎn)，便于消防工作人員快速施救。1.2課題的目的及意義消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對消防安全重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，比如汽油、柴油等存放區(qū)域，大型紡織廠的布料存放車間，危險(xiǎn)化學(xué)品的存儲(chǔ)倉庫等，一旦這些區(qū)域發(fā)生火災(zāi)或者爆炸等事故，將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至對人們的生命安全亦造成威脅，因此采用消防視頻對這些消防重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控對維護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。消防視頻監(jiān)控只要安裝調(diào)試好，投入正常使用后，幾乎不需要再安排人員是現(xiàn)場進(jìn)行巡回檢查，節(jié)省了勞動(dòng)力資源，降低了勞動(dòng)成本。對于一些重要場所，如果安排人員夜間排查存在光線不好，排查的盲區(qū)多，而采用了消防視頻監(jiān)控則能有效地克服這一問題。消防視頻的監(jiān)控區(qū)域和控制中心之間可以通過數(shù)據(jù)線連接起來，工作人員在控制中心，便能對距離千里之外的現(xiàn)場進(jìn)行跨時(shí)間、跨空間的遠(yuǎn)程監(jiān)控，比如某液化氣罐存放倉庫在郊區(qū)，控制中心設(shè)立在市區(qū)的消防中隊(duì)的辦公大樓內(nèi)，隨時(shí)隨地可以調(diào)看該倉庫的安全狀況。同時(shí)消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)自身所配置的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以將分散式的管理集中到一起，提高了消防部門的工作效率。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及到多個(gè)學(xué)科的知識，是消防安全監(jiān)控領(lǐng)域重點(diǎn)建設(shè)的內(nèi)容之一，在一定范圍了，促進(jìn)了消防系統(tǒng)的信息化建設(shè)，這也是公共消防系統(tǒng)建設(shè)的重要發(fā)展方向，正在世界各國得到廣泛應(yīng)用，因此采用消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)對我國消防事業(yè)的現(xiàn)代化、信息化建設(shè)具有促進(jìn)作用。1.3課題的研究現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃興起，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在眾多行業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。除了在傳統(tǒng)行業(yè)如通訊、交通、安全等領(lǐng)域外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在快速向其他行業(yè)發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、傳輸技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，迎來了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的黃金發(fā)展期。社會(huì)治安日趨復(fù)雜，公共場所的安全問題升級，城市的犯罪現(xiàn)象攀升，犯罪手段逐漸更新、升級，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用在現(xiàn)代社會(huì)的安全與消防中日漸突出。我國視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要階段。第一代是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在這一階段，視頻監(jiān)控系統(tǒng)剛剛興起，自動(dòng)化程度較落后，監(jiān)控的區(qū)域的范圍小，僅適合小范圍內(nèi)監(jiān)控，視頻信號在傳輸?shù)倪^程中容易發(fā)生衰減，并且容易受到外界的干擾，而造成圖像質(zhì)量的變差。其次，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安裝的過程中，布線的工作量較大，需要預(yù)先整體規(guī)劃好，后期想要添加新的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)去十分繁瑣。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號和音頻信號的傳輸方式和存儲(chǔ)方式均為模擬形式，信息存儲(chǔ)不太方便，系統(tǒng)是使用磁帶來存儲(chǔ)信息，記錄的信息量有限，而且需要大量的磁帶，磁帶具有一定的局限性，在使用的過程容易發(fā)生變形，磁頭與磁帶間的摩擦現(xiàn)象嚴(yán)重，容易引起圖像信息的失真。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬攝像機(jī)、視頻矩陣、控制鍵盤、磁帶式錄像機(jī)、電視墻等部分組成，監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號是通過控制的主機(jī)進(jìn)行模擬信號處理的。第二代是基于微機(jī)平臺的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)將微機(jī)技術(shù)和windows技術(shù)相結(jié)合，系統(tǒng)中安裝有視頻壓縮軟件，可以將距離在1-2公里內(nèi)的視頻信息傳輸回控制臺，相比第一代視頻監(jiān)控技術(shù)而言，基于微機(jī)平臺的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對視頻圖像、音頻信號的采集、存儲(chǔ)方式是數(shù)字形式，而不是采用磁帶了，與第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)相似，需要鋪設(shè)光纜，才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的視頻信號傳輸，而且在光纜的兩端需要安裝視頻光端機(jī)設(shè)備，如果要建立起一套完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所需要投入的成本巨大，而且維護(hù)費(fèi)用昂貴，一旦發(fā)生故障，維修起來十分麻煩。第三代是全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的大面積使用應(yīng)運(yùn)而生的，它的結(jié)構(gòu)為嵌入式，不需要在監(jiān)控現(xiàn)場安裝PC機(jī)，它主要由網(wǎng)絡(luò)攝像、網(wǎng)絡(luò)高速球、網(wǎng)絡(luò)視頻接入器等部分組成，其所輸出的信號為全數(shù)字式，可直接在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，24小時(shí)全天候運(yùn)行，圖像質(zhì)量高，此外，該系統(tǒng)還內(nèi)置Web服務(wù)器，只要在網(wǎng)絡(luò)上得到授權(quán)的工作人員均可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享，可以實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)互通，便于遠(yuǎn)距離的傳輸和控制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年到2012年，數(shù)字視頻監(jiān)控在總體視頻監(jiān)控市場規(guī)模中所占的比例從35.7%增長到了56.7%。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場正在穩(wěn)步增長，所占比例由2004年的7.4%增長到2012年的28.2%。2005年9月中國公安部正式啟動(dòng)城市聯(lián)網(wǎng)報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，受此政策影響，以及交通信息化建設(shè)、金融監(jiān)控、安全生產(chǎn)、智能家居等各種項(xiàng)目建設(shè)與發(fā)展的帶動(dòng)，中國視頻監(jiān)控產(chǎn)品的需求量不斷擴(kuò)大。2011年中國視頻監(jiān)控行業(yè)總體市場規(guī)模達(dá)到230.4億元人民幣，同比增長19.71%。預(yù)計(jì)2012-2015年間將保持著21.52%的平均增長速度。1.4課題的主要研究內(nèi)容消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)在維護(hù)社會(huì)的消防安全，預(yù)防重大、特大消防安全事故，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高消防事故應(yīng)急能力方面發(fā)揮了重要作用，本文主要研究了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，具體的內(nèi)容如下：（1）、第一章是緒論部分，主要研究了課題的研究背景，課題研究的目的意義，課題的研究現(xiàn)狀（2）、第二章主要介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成等。（3）、第三章主要介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)，分別從消防視頻監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)、消防視頻存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)、消防視頻圖像分析模塊的設(shè)計(jì)三個(gè)方面進(jìn)行了深入地介紹。（4）第四章是結(jié)論和展望，主要是對全文工作的總結(jié)，以及對消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢的展望。第二章消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對存在消防隱患的重點(diǎn)區(qū)域或公共活動(dòng)場所進(jìn)行消防監(jiān)管，一旦發(fā)生消防事故，便于消防部門進(jìn)行撲救，減少對人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)損失。在消防視頻監(jiān)控的開發(fā)與設(shè)計(jì)過程中，遵循架構(gòu)合理、安全可靠、性價(jià)比最優(yōu)、維護(hù)方便等原則。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）、便捷性該消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，編程過程和操作使用過程應(yīng)盡可能地簡便，易于學(xué)習(xí)，系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行不會(huì)太復(fù)雜，能夠?yàn)橛脩籼峁┦孢m、快捷、安全的操作界面，便于操作人員實(shí)行集中式管理。（2）、經(jīng)濟(jì)性在開發(fā)設(shè)計(jì)消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該遵行性價(jià)比最優(yōu)的原則，充分考慮開發(fā)該系統(tǒng)的費(fèi)用，以及日常維護(hù)的費(fèi)用，根據(jù)實(shí)際監(jiān)控的消防區(qū)域因地制宜設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，要求既能夠滿足系統(tǒng)的功能需要，又能盡可能的降低經(jīng)濟(jì)成本。（3）、可靠性消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備較好的可靠性，特別在遠(yuǎn)程傳輸視頻信息時(shí)，要求盡可能少地受到外界的干擾以及衰弱，避免圖像的失真，能夠有效地保證圖像的準(zhǔn)確性、完整性和一致性。同時(shí)，該系統(tǒng)還應(yīng)該具有自動(dòng)備份的功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過調(diào)出備份文件，查看當(dāng)時(shí)現(xiàn)場的情況。（4）、開放性消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)不是一個(gè)孤立的軟件系統(tǒng)，還應(yīng)該考慮還周邊通訊環(huán)境的融合，比如說在大型購物廣場的消防監(jiān)控系統(tǒng)，最好還應(yīng)該具備和商場的防盜系統(tǒng)的兼容，從而實(shí)現(xiàn)兩者的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對商場的安全監(jiān)管。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般是實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的，要求該系統(tǒng)留有足夠的端口和外界相連接，以便實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。（5）、可擴(kuò)充性科技的發(fā)展是不斷進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更是日新月異，因此在該消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該盡可能地保留與其他自動(dòng)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)連接的接口。此系統(tǒng)，在開發(fā)與設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該盡可能的考慮日后更新、擴(kuò)充、升級的可能，便于未來對該系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)充和升級。（6）大容量性消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像信息、音頻信息等所需要儲(chǔ)存的信息量多，因此在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)有足夠大的容量，便于在開展工作過程中能夠儲(chǔ)存更多的信息，滿足日益增長的信息儲(chǔ)存要求。（7）高效性消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)在一定的程度上是為了取代人工巡邏，降低了勞動(dòng)力成本，增加信息監(jiān)控的有效性，因此在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該考慮系統(tǒng)的最佳運(yùn)行條件，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)的掌握重點(diǎn)消防區(qū)域的監(jiān)控信息和報(bào)警情況，從而提高消防部門的監(jiān)管力度和綜合管理水平。2.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案圖2-1消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像裝置、信號傳輸裝置、圖像顯示裝置、信息儲(chǔ)存裝置、系統(tǒng)控制裝置5個(gè)部分組成，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案也是圍繞這5部分展開的。如圖2-1所示，為消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，其中攝像機(jī)拍攝監(jiān)控區(qū)域現(xiàn)場的實(shí)況實(shí)貌，然后通過光纜等信號傳輸線將視頻信號傳輸給控制主機(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號分配到圖像存儲(chǔ)器和視頻顯示器里，工作人員可以通過操作控制中心發(fā)出相關(guān)指令，對攝像裝置的云臺和攝像頭進(jìn)行調(diào)焦、調(diào)距，以便拍攝出更加清晰的視頻資料，還可以通過控制中心來實(shí)現(xiàn)多路攝像機(jī)及云臺之間的切換，從而實(shí)現(xiàn)工作人員對監(jiān)控區(qū)域信息的動(dòng)態(tài)了解，提高消防事故的應(yīng)急處理能力。2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像裝置、信號傳輸裝置、圖像顯示裝置、信息儲(chǔ)存裝置、系統(tǒng)控制裝置5個(gè)部分組成。每個(gè)部分的具體組成如下：（1）攝像裝置攝像裝置是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，它是安裝在監(jiān)控區(qū)域現(xiàn)場的，要求視角盡可能大的監(jiān)控面積。攝像裝置主要有云臺和攝像機(jī)構(gòu)成，在本項(xiàng)目中選用彩色高清晰度的攝像機(jī)，具體參數(shù)如下：圖像傳感器：1/3SONYSuperHADCCD有效像素：752*582（PAL），768*494（NTSC）感光面積：4.9mm*3.7mm信號系統(tǒng)：PAL/NTSC制式水平清晰：480電視線鏡頭安裝方式：C/CS格式可選自動(dòng)增益控制：開啟/關(guān)閉可選擇背光補(bǔ)償：開啟/關(guān)閉可選擇電子快門：開啟/關(guān)閉可選擇快門速度：1/50(1/60)—1/100,000(秒)自動(dòng)光圈鏡頭：VIDEO/DC伺服型可選擇白平衡：自動(dòng)跟蹤白平衡信噪比：大于48db最低照度：F1.2時(shí)，1.0Lux視頻輸出：1.0VP-P，75歐姆所需電源：DV12V/AC24V功率消耗：小于2.8W插口：VIDEOOUT（BNC）尺寸：58mm*50mm*115mm（2）傳輸裝置攝像機(jī)里所采集到的信號包括圖像信號、聲音信號、報(bào)警信號、數(shù)據(jù)信號等，這些信號需要通過傳輸裝置輸送到系統(tǒng)控制裝置，傳輸裝置的好壞直接影響了視頻信號在傳輸過程中是否失真。本論文中選用SYV-75-5同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，該同軸電纜線的外導(dǎo)體用銅絲編織而成，內(nèi)導(dǎo)體為銅芯線，連接信號端，內(nèi)外導(dǎo)體之間填充有絕緣介質(zhì)，減少了輻射的損耗和外界雜散信號的干擾。（3）顯示裝置消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的顯示裝置主要有若干臺監(jiān)視器組成，可能是一臺也可能是幾臺，顯示裝置的作用是將控制中心傳輸過來的視頻信號逐一顯示出來。大多數(shù)情況下，都是兩臺及其以上的攝像機(jī)公用一個(gè)監(jiān)視器，可以將這幾臺攝像機(jī)里的圖像在同一臺監(jiān)視器上顯示出來。如果某一監(jiān)控的場所發(fā)生異常情況，可以將該路視頻信號切換到一個(gè)監(jiān)視器上，便于工作人員觀察。本課題中選用CPM-1404C/2504C型號的彩色監(jiān)視器，具體參數(shù)如下：水平清晰度：＞650線12C總線控制，操作直觀方便1路復(fù)合視頻輸入/輸出（BNC）1路音頻輸入/輸出（RCA）內(nèi)置揚(yáng)聲器，最大功率為1.2W采用抗干擾金屬外殼在NTSC制式下具有膚色校正功能NTSC或PAL自動(dòng)轉(zhuǎn)換電源：AC90V~220V，50/60Hz（4）信息儲(chǔ)存裝置信息儲(chǔ)存裝置是消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成之一，它能夠?qū)z像機(jī)里拍攝到的視頻信息儲(chǔ)存下來，便于工作人員隨時(shí)調(diào)看。信息的儲(chǔ)存主要通過硬盤錄像機(jī)來完成的，本課題選用了派爾富WANDEOR數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其主要參數(shù)如下：操作系統(tǒng)：Windows2000壓縮格式：H.264硬壓視頻輸入：16路全實(shí)時(shí)音頻輸入：4路音頻錄像速度：400幀/秒系統(tǒng)分辨率：704x576/352x288畫面分割：1、4、9、16智能搜索：時(shí)間、通道、事件錄像模式：手動(dòng)、自動(dòng)循環(huán)、報(bào)警驅(qū)動(dòng)、移動(dòng)偵測報(bào)警輸入模式：需加載WA-ND110報(bào)警解碼器報(bào)警輸出模式：需加載WA-ND110報(bào)警解碼器云臺鏡頭控制：可以儲(chǔ)存方式：IDE/FDD/DAT/DVD-RAM電源：220-230V看門狗：有外形尺寸：400x177x550硬盤標(biāo)配：80G傳輸方式：LAN、PSDN、ISDN、ADSL傳輸通道：1-16路檢索：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)看、網(wǎng)絡(luò)錄像、網(wǎng)絡(luò)檢索同工（5）系統(tǒng)控制裝置系統(tǒng)控制裝置是消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“心臟”部分，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的指揮樞紐，矩陣控制機(jī)是系統(tǒng)控制裝置的重要組成部分，在本課題中選用了銀河矩陣控制主機(jī)，其主要的參數(shù)如下：64路視頻信號輸入，8路視頻輸出；支持并行/串行報(bào)警方式，最大64路報(bào)警信號輸入；64個(gè)靈活的分組切換，每組連接2-16個(gè)監(jiān)視器，便于快速巡視各路圖像；完善的系統(tǒng)設(shè)置編程，漢字菜單顯示；可配接8個(gè)鍵盤，構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，每個(gè)分用戶可連接多個(gè)監(jiān)視器；可控制普通云臺、一體化云臺、預(yù)置云臺；一個(gè)RS232雙工接口，一個(gè)RS485半雙工接口，二個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)接口；符合開放性要求，具備網(wǎng)絡(luò)特性，可接受其他設(shè)備的控制和信息查詢。第三章消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)3.1消防視頻監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)消防視頻監(jiān)視模塊的主要作用是通過攝像頭對所監(jiān)控的區(qū)域進(jìn)行全方位的監(jiān)控，消防工作人員可以在控制中心觀察到監(jiān)控現(xiàn)場里實(shí)時(shí)畫面。該模塊的功能主要由以下部分組成：多畫面監(jiān)視、攝像機(jī)控制功能、切換控制功能、監(jiān)控操作權(quán)限控制功能，各個(gè)部分具體的作用如下：（1）多畫面監(jiān)視功能可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)監(jiān)控區(qū)域的同時(shí)監(jiān)控，多畫面監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量不能高于16個(gè)，可以調(diào)取其中的某一個(gè)監(jiān)控畫面，放大至全屏實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)工作人員發(fā)來監(jiān)控請求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立起鏈接，將視頻發(fā)送到控制中心。（2）攝像機(jī)控制功能可以實(shí)現(xiàn)云臺左、右、上、下的轉(zhuǎn)動(dòng)，以便更好的拍攝到現(xiàn)場的畫面，還可以控制攝像頭的上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近變焦，具備自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉的功能。（3）切換控制功能有三種方式，一種是自動(dòng)切換，一種是人工手動(dòng)切換，第三種是報(bào)警自動(dòng)切換。切換控制功能既可以實(shí)現(xiàn)同一站點(diǎn)的攝像機(jī)切換，還可以根據(jù)其他組合進(jìn)行切換。（4）監(jiān)控操作權(quán)限的控制功能可以根據(jù)系統(tǒng)的要求，對監(jiān)控主機(jī)的工作人員的使用權(quán)限和控制級別進(jìn)行管制。通過授權(quán)，系統(tǒng)控制的管理員可以實(shí)現(xiàn)對消防重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域的多畫面輪換，實(shí)行對圖像的接收和播放，并對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的操控。消防視頻監(jiān)視模塊的程序如下：CliveVideoDisplayWindow:CliveVideoDisplayWindow(CVideoCaptureCaaard*pVideoCaptureCard,CliveVideoDisplayScheme*pLiveVideoDisplayScheme,CRectm_rectTotalDiplayRegion,MultiWindowiSubRectsNumber):CMultiDisplayRect(m_rectTotalDiplayRegion,iSubRectsNumber){m_pVideoCaptureCard=pVideoCaputureCard;m_pLiveVideoDisplayScheme=pLiveVideoDisplayScheme;m_iTotalChannels=m_pVideoCaptureCard＞InitDSPs();m_iTotalChannerls=m_pVideoCaptureCard＞GetTotalChannels();m_iTotalChannels=16;m_iFirstDisplayChannel=0;}3.2消防視頻存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)視頻的存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)主要為了確定該監(jiān)控系統(tǒng)對存儲(chǔ)空間的需求，并根據(jù)數(shù)據(jù)量提出存儲(chǔ)系統(tǒng)主要硬件平臺的要求。對于消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊的主要硬件平臺的分析方法如下：（1）總結(jié)目前可能的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)清晰度類型；（2）假設(shè)可能的清晰度數(shù)據(jù)需求比例；（3）假設(shè)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)的保存周期；（4）總結(jié)存儲(chǔ)空間需求的運(yùn)算公式；（5）進(jìn)行集中式，分布式的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)空間需求評估；（6）規(guī)劃相應(yīng)的產(chǎn)品配置。3.3消防視頻圖像分析模塊的設(shè)計(jì)在消防視頻監(jiān)控的發(fā)展過程中，有三種清晰度類型的視頻，分別為標(biāo)清視頻，選512Kbps；高清視頻，選2048Kbps；超清視頻，選4096Kbps。在實(shí)際使用的過程中，可能90%的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)采用標(biāo)清模式，8%的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)采用高清模式，2%的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)采用超清模式。此外，根據(jù)實(shí)際需求，大部分視頻數(shù)據(jù)訪問集中在1天內(nèi)，少婦分?jǐn)?shù)據(jù)訪問集中在6天內(nèi)，由此可以確定該監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間。3.3消防視頻圖像分析模塊的設(shè)計(jì)消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像分析功能主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：視頻圖像的讀取功能、圖像的反差調(diào)整功能、圖像的灰度化功能、圖像的梯度獲取功能、圖像的邊緣求取功能、圖像的二值化功能、圖像的運(yùn)動(dòng)軌跡繪制功能等。（1）視頻圖像的讀?。阂曨l圖像讀取可以通過函數(shù)ReadDIBFile來實(shí)現(xiàn)，可以通過函數(shù)BytePerLine讀取每行象素所占用的字節(jié)數(shù)，可以通過函數(shù)PixelOffset實(shí)現(xiàn)圖像像素點(diǎn)的整體移動(dòng)。圖片數(shù)據(jù)的讀取有兩種情況：一種情況是在進(jìn)行背景提取的時(shí)候讀取圖片，另一種情況是在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視頻圖像判定的時(shí)候讀取圖片。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)的執(zhí)行代碼如下：PublicclassupdateDemo{PrivateStringdbURL=”O(jiān)DBCodbc:Diaodu”//數(shù)據(jù)庫標(biāo)識名PrivateStringuser=”diaodu”;//數(shù)據(jù)庫用戶PrivateStringpassword=”diaodu”;//數(shù)據(jù)庫用戶密碼PublicUpdateDemo(){Try{ClassforName(“sunODBCodbc.ODBCdbcDriver”).//加載驅(qū)動(dòng)器Connectioncon=DriverManagergetConnection(dbURL,user,password);//獲取連接StringsqlStr=’’select*fromtable”;//SQL查詢語句Statementst=con.createStatement();//獲取PreparedStatement對象Resultsetrs=stexecuteQuery(sqlStr);//執(zhí)行查詢Stringinfo1，info2,info3;//查詢結(jié)果（2）視頻圖像反差調(diào)整：將獲取的圖像區(qū)域進(jìn)行灰度化，調(diào)用圖像的灰度處理方法，根據(jù)圖像的尺寸范圍，再獲取圖像的尺寸變量，包括圖像的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像的反差調(diào)整的目的是最終得到圖像特征值而進(jìn)行的處理方法。測試操作，為保存處理后的反差調(diào)整后圖像，執(zhí)行程序要求則執(zhí)行反差調(diào)整功能處理，先獲取圖像的色度和位置數(shù)據(jù)，對打開的圖像進(jìn)行反差調(diào)整處理，在程序界面的窗口中，圖像發(fā)差調(diào)整程序，首先利用圖像打開控件打開待處理的圖像文件。測試結(jié)果顯示，效果良好，反應(yīng)時(shí)間＜0.5s，程序性能穩(wěn)定，能有效地將彩色圖像進(jìn)行反差調(diào)整處理，反差調(diào)整程序的設(shè)計(jì)，對比反差調(diào)整前后的兩副圖像，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地處理圖像的反差調(diào)整，得到初步處理的圖像信息，該功能的設(shè)計(jì)已經(jīng)滿足視頻監(jiān)控的分析功能要求。（4）視頻圖像梯度的獲取：視頻圖像梯度的獲取是一個(gè)微分求取的過程，是將圖像中的像素點(diǎn)之間的數(shù)值進(jìn)行相互變換，使被編輯部門的圖像進(jìn)行梯度獲取。圖像梯度獲取的算法如下：VoidCMyImageDBDoc:GetGradient(BYTE*image,INTwidth,INTheight,FlOAT*deltar,FLOAT*deltasita)//得到輸入圖像的梯度；{//下面計(jì)算各像素在水平和垂直方向上的梯度，邊緣點(diǎn)梯度計(jì)為0；INT*deltaxarr,INT*deltayarr,INTgrawidth=widthINTgraheight=heightINTdeltacount=grawidth*graheight,Deltaxarr=newINT(deltacount)Deltayerr=newINT(deltacount)//暫不計(jì)算邊緣點(diǎn)（5）視頻圖像的灰度化：圖像灰度化是在數(shù)值分配的過程中，根據(jù)一定的權(quán)重進(jìn)行，將圖像的RGB的3個(gè)分量的值進(jìn)行重新的分配，灰度化就將彩色圖像中的像素點(diǎn)的數(shù)值，進(jìn)行交換，是進(jìn)一步的圖像處理的必要階段，是將圖像進(jìn)行黑白轉(zhuǎn)換的過程?；叶然瘓D像的實(shí)現(xiàn)功能的核心算法如下：使其R=G=B得到灰度圖像的像素標(biāo)準(zhǔn)，采用加權(quán)算法設(shè)置圖像像素顏色，通過提取彩色圖像像素的顏色分量，其實(shí)現(xiàn)過程就是圖像的灰度化，彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像。實(shí)現(xiàn)圖像的灰度化操作過程如下：VoidcopenBmpView:OnBitmapGray(){//TODO:AddyourcommandhandlercodehereUpdateData();If(m_sourcefile=’’’’||m_target_Grayfile=””)Return;File*sourcefile*targetfile;//位圖文件頭和信息頭BITMAPFILEHEADERsourcefileheader,targetfileheader,BITMAPINFOHEADERsourceinfoheader,targetinfoheader,Memset(&targetfileheader,O,sizeof(BITMAPFILEHEADER));Memset(&targetinfoheader,O,sizeof(BITMAPINFOHEADER));Sourcefile=fopen(m_sourcefile,”rb”);//以二進(jìn)制形式讀取文件Fread(void*)&sourcefileheader,1,sizeof(BITMAPFILEHEADET),sourcefile);//提取原圖文件頭（6）視頻圖像的邊緣求?。阂曨l圖像的邊緣化求取的實(shí)質(zhì)是使用sobel算子本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)求梯度的過程，執(zhí)行的功能代碼和前面梯度求取是一樣的，在膨脹操作之后，進(jìn)行圖像邊緣的提取，一般都是根據(jù)圖像點(diǎn)的梯度值來求取，進(jìn)而求取視頻圖像的邊緣。（7）視頻圖像的二值化：視頻圖像的二值化過程是圖像的膨脹、邊緣求取和圖像的細(xì)化過程，圖像的二值化也是比較重要的圖像處理算法，如果像素點(diǎn)小于閥值的部分則顯示為黑色，而在圖像中，將這樣的點(diǎn)顯示設(shè)置為白色，超過了閥值的，其亮度的數(shù)值比較大的，將圖像中的像素點(diǎn)部分比較亮的，在數(shù)字圖像進(jìn)行了灰度化以后進(jìn)行的操作過程。視頻圖像的二值化函數(shù)如下：RecursiveLocateRect(lpData,wBytesPerLine,y-1,x,num,faceRect);RecursiveLocateRect(lpData,wBytesPerLine,y+1,x,num,faceRect);RecursiveLocateRect(lpData,wBytesPerLine,y,x-1,num,faceRect);RecursiveLocateRect(lpData,wBytesPerLine,y,x+1,num,faceRect).（8）物體運(yùn)動(dòng)軌跡的繪制：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的繪制是將物體在圖像中所處的位置，即物體的橫縱坐標(biāo)值，通過某種特殊的程序或算法將軌跡繪制出來。將圖像的數(shù)組中的數(shù)據(jù)按照曲線分布的情況，繪制出來，將待處理的圖片進(jìn)行實(shí)際位置、尺寸的掃描，包括了數(shù)字圖像中的運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)組的建立和運(yùn)行，以繪制物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為系統(tǒng)的主要目標(biāo)，將圖像中的物體的中心點(diǎn)的位置，對物體的運(yùn)動(dòng)軌跡的繪制。VoidTrack:OnPaint(){CPaintDC(this);//devicecontextforpaintingIntI;CPenPen;//創(chuàng)建畫筆PenCreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,0));//選中畫筆Dc:Selectobject(&Pen),CWnd*ChartCRectm_ChartRect,//得到窗口指針Chart=GetDlgItem(IDC_STATIC_GUUI);//得到窗口的矩形大小Chart＞GetWindowRect(&m_ChartRect);//更改屏幕坐標(biāo)，使之與客戶區(qū)相對應(yīng)ScreenToClient(&m_ChartRect);//畫物體中心點(diǎn)For(i=o,i＜this-＞m_YDGJ.m_Len;i++){CPointpo;//得到物體中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)Po.x=m_YDGJ.mGuiji(i)X+40;Po.y=m_mapheight-m_YDGJ.m_Guiji(i),y+50;//畫點(diǎn)Dc.setpixel(po,RGB(255,0,0))}//畫物體的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線第四章總結(jié)與展望5.1總結(jié)消防安全是公共安全的重要組成部分，與人民群眾的生命與財(cái)產(chǎn)密切相關(guān)，隨著全國消防信息化建設(shè)的快速發(fā)展，采用消防視頻監(jiān)控易燃易爆場所、人員密集公共場所等越來越普遍。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)的融合。首先，本文中詳細(xì)介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用背景，闡述了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的目的及意義，分析了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，進(jìn)而介紹了全文的主要研究內(nèi)容。接著，本文中詳細(xì)地介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，深入地介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)是應(yīng)堅(jiān)持便捷性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、開放性、可擴(kuò)充性、大容量性、高效性的原則。還介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，從消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的5個(gè)部分組成部分——攝像裝置、信號傳輸裝置、圖像顯示裝置、信息儲(chǔ)存裝置、系統(tǒng)控制裝置進(jìn)行了全面的介紹。最后，本文分別從消防視頻監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)、消防視頻存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)、消防視頻圖像分析模塊的設(shè)計(jì)三個(gè)方面進(jìn)行了深入地介紹了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)的內(nèi)容，介紹了三個(gè)不同模塊的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路。5.2展望隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)步，消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能也變得越來越齊全，功能變得越來越強(qiáng)大，消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也愈加完善。消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域24小時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，極大地提高了對公共消防區(qū)域的安全監(jiān)管，為城市公共安全建設(shè)發(fā)揮了重大作用。在不久地將來，消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：一、消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。通過數(shù)字監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)撲捉技術(shù)會(huì)極大地提高消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)對消防重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)管，可以最大程度地避免各類消防事故的發(fā)生。同時(shí)，采用了消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)之后，可以有實(shí)現(xiàn)監(jiān)管現(xiàn)場的無人值守，并且做到24小時(shí)監(jiān)管無死角，其智能化程度將大大提高。二、消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)字化方向發(fā)展?；诋?dāng)前消防視頻的監(jiān)控系統(tǒng)，在未來其數(shù)字化程度將越來越高，視頻信息的存儲(chǔ)和傳輸將全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，從而提高了視頻信息的存儲(chǔ)效率以及傳輸?shù)乃俣?。這也將較好地促進(jìn)公安消防系統(tǒng)的信息化建設(shè)，消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展將有利于提高消防部門對消防事故的監(jiān)管水平。三、消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)向大儲(chǔ)存量方向發(fā)展。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，需要存儲(chǔ)的視頻信息也越來越多，這就要求未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)更多的信息，并且在存儲(chǔ)的過程中保證圖像信息、音頻信息的真實(shí)性。近年來，計(jì)算機(jī)云存儲(chǔ)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，如果將該技術(shù)應(yīng)用到消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，將大幅度地提高消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量，可以存儲(chǔ)更多的信息。致謝本論文能夠順利完成，首先要感謝我的導(dǎo)師賀軍教授。賀軍老師平易近人、學(xué)識淵博，治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，他的教導(dǎo)對我今后的學(xué)習(xí)和生活有積極而深遠(yuǎn)的影響。賀軍老師在各個(gè)方面都給予我細(xì)心的指導(dǎo)和耐心的啟發(fā)，使我的分析和解決問題的能力得到極大提高，在此表示最誠摯的謝意。同時(shí)還要感謝課題組的賀軍老師在本論文完成過程中所提供的指導(dǎo)與幫助。感謝實(shí)驗(yàn)室同學(xué)們對我的莫大幫助，他們在我畢業(yè)的進(jìn)程中給予許多寶貴的意見和建議。是他們的支持和啟發(fā)才使我研究得以順利進(jìn)行，在此表示深深的謝意！最后，要感謝父母對我的養(yǎng)育之恩，沒有他們的理解和一如