基于Web的嵌入式网络监控系统的设计与实现

王燕飞

摘要：本文首先对网络监控系统进行了简要概述，其次从系统硬件设计、系统软件设计、Web端软件设计三个方面，对嵌入式网络监控系统的设计进行分析，并以此为依据，最后对Web 技术的嵌入式网络视频监控系统的实现进行探讨。希望通过本文的阐述，可以给相关领域提供一些参考。

关键词：Web；嵌入式系统；网络视频；监控系统

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）02-0240-02

The Embedded Network Monitoring System Based on Web Design and Implementation

WANG Yan-fei

（Fushun Vochtional Technology Institute， Fushun 113000， China）

Abstract： This paper first gives a brief overview of the network monitoring system， then the system hardware design， system software design， Web software design three aspects， the design of embedded network monitoring system is analyzed， and on this basis， finally the realization of the Web technology of embedded network video monitoring system are discussed. Hope that through the elaboration of this article， you can provide some reference to the relevant areas..

Key words： Web； Embedded system； The network video； The monitoring system

随着科技的快速发展，现代化网络通信技术也得到了稳定的发展，并且在各个领域中广泛应用，在这种环境的影响下，通过采用网络远程监控技术，可以有效地减少企业的生产成本，提升生产效率，进而给产品安全的提升奠定扎实的契机。此外，随着各个产业的规模不断加大，设备的分散情况日益加重，通过视频监控技术，可以对各个设备的运行情况进行监控，因而得到了广大企业的认可和接受，将视频监控技术和物理通信技术进行融合，可以实现网络远程监控的作用。然而，由于原始的视频监控网络一般都是使用极为普通的双绞线，或者是采用同轴电缆来达到远程数据的传送和监控，如果要下载一些容量比较大的数据或者视频影像，就会导致网络出现堵塞，进而给网络视频监控系统的后续维护工作增加难度，同时还无法试点系统的实时更新。因此，可以根据嵌入式系统的设计特征，对Web的嵌入式网络监控系统的设计方案进行全面的探索，进而研究出一个可靠、稳定的远程网络视频监控系统。

1 系统设计

网络视频监控系统最主要的功能是现场浏览，通过采取Web形式来将多种网络类型进行涵盖，同时还能给用户的应用提供便利的条件。在对Web的嵌入式网络监控系统进行设计时，主要是利用三种软件来构建一个完整的网络监控系统，第一个是嵌入式网络摄像机硬件；第二个是嵌入式软件；第三个是远程管理软件。该系统主要是由两部分高度集中构建而成，第一部分是视频处理部分；第二部分是Web服务器部分。监控系统主要是安置在嵌入式网络摄像装置中，并利用摄像探头来实现各项视频数据的获取，当获取相关的数据信息之后，可以利用视频编码设备，来把模拟视频数字化转变成MPEG -4视频数据，并利用流媒体服务器来实现流媒体格式的转换，同时应用以太网接口来进行数据的传输，当计算机网络接收到数据之后，直接利用浏览器来实现影像的播放，进而实现实时监控。

1.1 系统硬件设计

系統硬件总体框架图见图1：

图1 系统硬件总体框架图

通过图1可以清楚的得知，该系统硬件部分主要由十部分组成，其中包括处理设备、视频收集部分、摄像部分、硬盘部分、USB部分、单片机部分、报警部分以及各种接口等。

该系统中的处理部分主要应用是GM型号的处理设备，它的主要功能就是对系统的运作和视频传送进行编解码。GM型号的处理设备作为一种具备高度集成的编解码设备，它可以实现H.264，MPEG-4的解码。在该系统中应用GM型号处理设备可以实现高清影像的传送，同时还能达到解码的目的，将原始的分辨率降低到25帧左右，这样不仅可以有效地减少了频宽，同时还能节省了大量的保存时间。

应用TW型号芯片的主要作用就是实现前端视频的收集。它可以借助TNC接口来实现与摄像接头的衔接，进而达到视频信息的收集目的。在收集完信息之后，利用BT型号的接口来把搜集到的信息传输到GM型号的接口中，并借助VGA型号接口来将视频信息传送到显示设备中，进而实现视频监控画面的播放。

I2S接口的主要工作就是实现视频信息的传入和传出，给远程用户和管理工作人员的交流提供条件。RS型号接口和云台设备进行衔接，进而达到云台和GM型号接口的通信，并利用云台设置来对摄像设备运行情况的控制。

1.2 系统软件设计

该系统软件部分主要由五部分组成，其中包括驱动部分、系统部分、组织部分、接口部分以及应用部分。

驱动部分的主要作用就是对处理设备进行驱动，实现应用程序和处理设备的通信。

系统部分的主要作用就是保证该系统运行的稳定性和安全性，具备良好的网络支持，同时还能保证源码的公开性，因而给研发提供便利条件，减少研发成本的投入。

组织部分作为整个监控系统的中心环节。该监控系统的所有功能都在这个模板中进行展现，因此该部分主要具备管理、控制、协商、保存等功能。

Framework作为接口部分的框架层，它的主要功能就是实现应用程序和其他功能模版的衔接工作，进而达到应用程序和系统之间数据的监管和发布。它的主要作用就是对系统中的各个功能模版之间的联系进行梳理和调配。进行这样设计的主要优势就是可以有效地对功能模版产生的各种数据接口格式进行消除，进而保证调用格式的一致性。

应用部分的主要作用就是实现远程应用程序利用RPC来进行函数的调用。RPC主要是由两部分组成，一部分是Server，另一部分是Client。

1.3 Web端软件设计

1）ActiveX控件原理

ActiveX作为一种可以让软件设备在网络环境中实现交互的一种新型技术集。它的主要作用就是能够应用在各种类型的容器中。如果是用户第一次进行页面的访问，只要下载该控制软件，并进行本地注册，进而可以进行应用。

因为ActiveX控件自身具备一定的独立性和灵敏性，因而用户主要在远程系统服务模版中的用户程序以及视频监控程序中安装ActiveX控件，并构建成一个Web网页的监控控件。远程用户用IE浏览器访问网页便可自动下载并注册到客户端的操作系统中，进而实现远程监控。

2）嵌入式Web服务器的选择

嵌入式Web服务器和其他Web服务器进行对比，在功能上几乎相同，它们都是在接收到用户的申请后，对申请进行分析，之后将分析结果直接反馈该用户端。通常情况下，Web服务器与用户浏览器两者之间使用HTTP的方式进行通信。

当前，我们常采用的嵌入式Web服务器主要有三种，第一种是Thttpd嵌入式Web服务器；第二种是Boa嵌入式Web服务器；第三种是GoAhead嵌入式Web服务器。在这三种服务器中，功能最简便的就是Thttpd嵌入式Web服务器。而Boa嵌入式Web服务器具备开源代码，并且性能比较好，但是它只能完成单项任务，按照顺序来进行用户申请的处理，因而在处理时需要消耗大量的时间成本。GoAhead嵌入式Web服务器支持CGI，同时在运营的过程中只消耗较少的内存。

因为在进行远程监控时，需要保证监控具备较高的安全性和保密性，因此我们在选择嵌入式Web服务起时，通常会选择GoAhead嵌入式Web服务器。

2 基于 Web 技术的嵌入式网络视频监控系统的实现

2.1 系统架构

1）网络摄像头

在选择网络摄像装置时，通常会选择嵌入式网络摄像装置，由于这种装置具备一定的独立性，并且其内部安装了一个微型处理设备，因此其可以实现视频的剪裁，保证通信和管理工作的统一性。另外，利用择嵌入式网络摄像装置的剪裁功能，可以达到视频信息的收集、整理、保存、和传送等多方面的协调，这样可以有效地减少视频传送的压力，保证系统的稳定性。

2）传输层

传输层的主要功能就是实现视频数据的远程传送。通常情况下，我们会选择以太网当作传送的介质，并采用环形拓扑框架来当作传输层的物理框架，进而保证信息传送的牢靠性。

3）管理层

管理层是由两部分组成，一部分是服务器，另一部分是显示终端，服务器的主要功能就是对视频监控画面进行统一管理和协调。显示终端的主要功能是对视频监控画面进行访问。

2.2 嵌入式视频监控程序的设计

1）划分任务流程

任何工作都要事先做好规划工作，并按照相关的流程来进行，进而保证各项工作的合理性和规范性。

2）按优先级顺序处理

根據预先定义的原则来开展各项任务，如果任务进程存在不统一时，应参照优先级方式来开展，针对同进度的任务，可以根据任务的执行范畴来进行断嵌套处理，进而可以多项任务的共同处理。

3 结束语

本篇文章主要对监控中面临的问题进行综合考虑，从系统硬件设计、系统软件设计、Web端软件设计三个方面，来实现基于Web的嵌入式网络监控系统的设计，这样可以保证监控过程的稳定性，进而给用户提供更真实、更准确的视频数据。

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