[摘要]智能家居集成是利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成。視頻監(jiān)控技術(shù)在智能家居中廣泛應(yīng)用于安全、控制、通信等各方面,簡單介紹網(wǎng)絡(luò)攝像頭組建的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及嵌入式web技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的具體技術(shù)與應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞]視頻監(jiān)控智能家居嵌入式web
中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110038-01
一、引言
20世紀(jì)80年代初,隨著大量采用電子技術(shù)的家用電器面市,住宅電子化(HE,Home Electronics)出現(xiàn)。80年代中期,將家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)設(shè)備各自獨(dú)立的功能綜合為一體后,形成了住宅自動(dòng)化概念(HA,Home Automation)。80年代末,由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了對(duì)住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng),這在美國稱為Smart Home,也就是現(xiàn)在智能家居的原型。
智能家居集成是利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一,而安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù),在小區(qū)及戶內(nèi)可視對(duì)講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,而今年來視頻監(jiān)控技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用逐漸推廣開來。
二、智能監(jiān)控中視頻監(jiān)控的具體應(yīng)用實(shí)例
借著國外智能家居發(fā)展的熱潮,中國國內(nèi)意識(shí)到智能家居的重大意義,也逐步開始智能家居系統(tǒng)的研究和開發(fā)。在此智能家居系統(tǒng)中,將家庭中與信息相關(guān)的家用電器等裝置,通過無線的方式連接到一個(gè)家庭智能控制器上,進(jìn)行集中的管理。并且該控制器系統(tǒng)可以直接通過RJ45連接到以太網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)了嵌入式Internet的接入。常用的攝像頭為帶有web server的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭,攝像頭本身安裝有一個(gè)web server,在遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)安裝一個(gè)插件,可以通過配置IP登陸攝像頭,遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)得到視頻圖像,具體方案如圖1所示。
圖1展示的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的應(yīng)用場景,應(yīng)用系統(tǒng)由路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、客戶機(jī)和帶有瀏覽器插件并安裝有無線網(wǎng)卡的非本地機(jī)組成。其中路由器的作用是給網(wǎng)絡(luò)攝像頭分配IP,遠(yuǎn)程客戶端提供WEB訪問,因此遠(yuǎn)程客戶機(jī)可以直接用IE瀏覽器實(shí)時(shí)觀看監(jiān)控視頻。遠(yuǎn)程客戶機(jī)可以通過無線或者有線方式來獲取該網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻信息,無論采用那種方式,客戶機(jī)上必須安裝一個(gè)相應(yīng)的插件,有了這個(gè)插件,客戶機(jī)就成為該server的一個(gè)客戶端,通過輸入身份認(rèn)證信息,就可以瀏覽該攝像頭采集來的視頻信息。
鑒于此類網(wǎng)絡(luò)攝像頭的特點(diǎn),比較適合應(yīng)用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控,例如:工廠、超市、銀行的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。例如想控制你的房子免受盜賊侵害,或者要照看獨(dú)自在家的孩子、寵物等。網(wǎng)絡(luò)攝像頭由于把視頻壓縮和Web功能集成到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi),可以直接連入以太網(wǎng),達(dá)到即插即看,省掉了各種復(fù)雜的電纜,安裝方便(僅需設(shè)置一個(gè)IP地址),用戶也無需使用專用軟件,僅用瀏覽器即可觀看。但此方案中PC機(jī)需要專人管理,操作較為煩瑣,還很費(fèi)電。針對(duì)這些情況,出現(xiàn)了新型的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng),即基于嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
三、基于嵌入式WEB技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)
基于嵌入式WEB技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和專用的硬件結(jié)構(gòu),無論是軟件還是硬件都保證了嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器比基于PC機(jī)的系統(tǒng)具有更高的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。在智能家居項(xiàng)目中,還可以方便的聯(lián)動(dòng)其他安全防范設(shè)備,如濕度、溫度、煙感等報(bào)警器。
嵌入式WEB的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要原理是:嵌入式視頻服務(wù)器采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),內(nèi)置嵌入式WEB服務(wù)器,攝像機(jī)傳送過來的視頻信號(hào)經(jīng)高效壓縮芯片壓縮后,通過內(nèi)部總線傳送到內(nèi)置的WEB服務(wù)器。用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看WEB服務(wù)器上的攝像機(jī)視頻圖像,授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作。
本系統(tǒng)由攝像機(jī)、嵌入式WEB服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控端組成。攝像機(jī)用來采集監(jiān)控現(xiàn)場的視頻。嵌入式WEB服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心,有硬件和軟件兩個(gè)部分,詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在下面分別介紹。其主要功能包括:為監(jiān)控端提供WEB訪問頁面;對(duì)監(jiān)控端的訪問進(jìn)行有效性、安全性檢查;響應(yīng)監(jiān)控端的請求,為監(jiān)控端提供所需要的視頻圖像;接收監(jiān)控端的控制信息,經(jīng)過軟硬件轉(zhuǎn)換后對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控制。每個(gè)服務(wù)器有自己的IP地址,在監(jiān)控端可以通過瀏覽器界面訪問服務(wù)器。監(jiān)控端的功能則是顯示現(xiàn)場視頻,并根據(jù)需要向服務(wù)器發(fā)送視頻請求以及對(duì)攝像機(jī)的控制信號(hào)。
嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理,使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。除了編碼器外,還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務(wù)器等獨(dú)立的硬件模塊,它們可單獨(dú)安裝,不同廠家設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互連。
四、結(jié)束語
近年來,智能家居在國內(nèi)得到了較大的發(fā)展,而在智能家居中安全、控制、通信部分視頻監(jiān)控均占有相當(dāng)重要的地位。而網(wǎng)絡(luò)攝像頭組建的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、以及在其基礎(chǔ)上衍生的嵌入式web服務(wù)器視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)均可以在智能家居中充分發(fā)揮其作用,具有很好的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
[1]葉朝輝、楊士元,智能家庭網(wǎng)絡(luò)研究與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2002,19(6):38-40.
[2]張衛(wèi)江,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)的研究,哈爾濱工程大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,2003.6.
[3]劉曉飛,基于分布式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同管理平臺(tái)解決方案研究,安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009.1.
[4]喬彩風(fēng)、宋世軍、何忠,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化實(shí)現(xiàn),計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2007.12.
[5]邱金蕙、馮立乾,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2007.16.
[6]王爽,淺談視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)與信息,2009.2.
[關(guān)鍵詞]視頻監(jiān)控智能家居嵌入式web
中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110038-01
一、引言
20世紀(jì)80年代初,隨著大量采用電子技術(shù)的家用電器面市,住宅電子化(HE,Home Electronics)出現(xiàn)。80年代中期,將家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)設(shè)備各自獨(dú)立的功能綜合為一體后,形成了住宅自動(dòng)化概念(HA,Home Automation)。80年代末,由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了對(duì)住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng),這在美國稱為Smart Home,也就是現(xiàn)在智能家居的原型。
智能家居集成是利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一,而安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù),在小區(qū)及戶內(nèi)可視對(duì)講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,而今年來視頻監(jiān)控技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用逐漸推廣開來。
二、智能監(jiān)控中視頻監(jiān)控的具體應(yīng)用實(shí)例
借著國外智能家居發(fā)展的熱潮,中國國內(nèi)意識(shí)到智能家居的重大意義,也逐步開始智能家居系統(tǒng)的研究和開發(fā)。在此智能家居系統(tǒng)中,將家庭中與信息相關(guān)的家用電器等裝置,通過無線的方式連接到一個(gè)家庭智能控制器上,進(jìn)行集中的管理。并且該控制器系統(tǒng)可以直接通過RJ45連接到以太網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)了嵌入式Internet的接入。常用的攝像頭為帶有web server的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭,攝像頭本身安裝有一個(gè)web server,在遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)安裝一個(gè)插件,可以通過配置IP登陸攝像頭,遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)得到視頻圖像,具體方案如圖1所示。
圖1展示的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的應(yīng)用場景,應(yīng)用系統(tǒng)由路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、客戶機(jī)和帶有瀏覽器插件并安裝有無線網(wǎng)卡的非本地機(jī)組成。其中路由器的作用是給網(wǎng)絡(luò)攝像頭分配IP,遠(yuǎn)程客戶端提供WEB訪問,因此遠(yuǎn)程客戶機(jī)可以直接用IE瀏覽器實(shí)時(shí)觀看監(jiān)控視頻。遠(yuǎn)程客戶機(jī)可以通過無線或者有線方式來獲取該網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻信息,無論采用那種方式,客戶機(jī)上必須安裝一個(gè)相應(yīng)的插件,有了這個(gè)插件,客戶機(jī)就成為該server的一個(gè)客戶端,通過輸入身份認(rèn)證信息,就可以瀏覽該攝像頭采集來的視頻信息。
鑒于此類網(wǎng)絡(luò)攝像頭的特點(diǎn),比較適合應(yīng)用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控,例如:工廠、超市、銀行的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。例如想控制你的房子免受盜賊侵害,或者要照看獨(dú)自在家的孩子、寵物等。網(wǎng)絡(luò)攝像頭由于把視頻壓縮和Web功能集成到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi),可以直接連入以太網(wǎng),達(dá)到即插即看,省掉了各種復(fù)雜的電纜,安裝方便(僅需設(shè)置一個(gè)IP地址),用戶也無需使用專用軟件,僅用瀏覽器即可觀看。但此方案中PC機(jī)需要專人管理,操作較為煩瑣,還很費(fèi)電。針對(duì)這些情況,出現(xiàn)了新型的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng),即基于嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
三、基于嵌入式WEB技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)
基于嵌入式WEB技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和專用的硬件結(jié)構(gòu),無論是軟件還是硬件都保證了嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器比基于PC機(jī)的系統(tǒng)具有更高的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。在智能家居項(xiàng)目中,還可以方便的聯(lián)動(dòng)其他安全防范設(shè)備,如濕度、溫度、煙感等報(bào)警器。
嵌入式WEB的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要原理是:嵌入式視頻服務(wù)器采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),內(nèi)置嵌入式WEB服務(wù)器,攝像機(jī)傳送過來的視頻信號(hào)經(jīng)高效壓縮芯片壓縮后,通過內(nèi)部總線傳送到內(nèi)置的WEB服務(wù)器。用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看WEB服務(wù)器上的攝像機(jī)視頻圖像,授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作。
本系統(tǒng)由攝像機(jī)、嵌入式WEB服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控端組成。攝像機(jī)用來采集監(jiān)控現(xiàn)場的視頻。嵌入式WEB服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心,有硬件和軟件兩個(gè)部分,詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在下面分別介紹。其主要功能包括:為監(jiān)控端提供WEB訪問頁面;對(duì)監(jiān)控端的訪問進(jìn)行有效性、安全性檢查;響應(yīng)監(jiān)控端的請求,為監(jiān)控端提供所需要的視頻圖像;接收監(jiān)控端的控制信息,經(jīng)過軟硬件轉(zhuǎn)換后對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控制。每個(gè)服務(wù)器有自己的IP地址,在監(jiān)控端可以通過瀏覽器界面訪問服務(wù)器。監(jiān)控端的功能則是顯示現(xiàn)場視頻,并根據(jù)需要向服務(wù)器發(fā)送視頻請求以及對(duì)攝像機(jī)的控制信號(hào)。
嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理,使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。除了編碼器外,還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務(wù)器等獨(dú)立的硬件模塊,它們可單獨(dú)安裝,不同廠家設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互連。
四、結(jié)束語
近年來,智能家居在國內(nèi)得到了較大的發(fā)展,而在智能家居中安全、控制、通信部分視頻監(jiān)控均占有相當(dāng)重要的地位。而網(wǎng)絡(luò)攝像頭組建的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、以及在其基礎(chǔ)上衍生的嵌入式web服務(wù)器視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)均可以在智能家居中充分發(fā)揮其作用,具有很好的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
[1]葉朝輝、楊士元,智能家庭網(wǎng)絡(luò)研究與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2002,19(6):38-40.
[2]張衛(wèi)江,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)的研究,哈爾濱工程大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,2003.6.
[3]劉曉飛,基于分布式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同管理平臺(tái)解決方案研究,安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009.1.
[4]喬彩風(fēng)、宋世軍、何忠,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化實(shí)現(xiàn),計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2007.12.
[5]邱金蕙、馮立乾,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2007.16.
[6]王爽,淺談視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)與信息,2009.2.
