摘要：随着计算机技术、无线通信技术的飞速发展，互联网的广泛普及，实时动态图像的采集、压缩和远程无线传输技术等为研究无线传输的视频监控提供重要的支持。与有线视频监视系统相比，无线视频监视系统具有很大的优越性，其研究也具有重大的经济意义和现实意义。考虑到传统的视频监控系统的不足，本文提出一种基于无线网络的视频监控系统。
关键词：安防监控；无线网络；系统设计
近年来，随着无线网络技术的日益发展，无线网络的应用越来越被各行各业所接受。无线网络监控系统作为无线网络的一个特殊使用方式也逐渐被广大用户所青睐。由于无线网络监控系统具有安装方便、灵活性强、综合成本低、性价比高和易扩展、易维护等特性，所以使得更多行业的监控系统开始采用无线的方式建立被监控点和监控中心之间的连接。无线网络监控技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用。
一、系统设计
1.1总体方案设计
系统的各个部分都和通信网络以及压缩标准有较为密切的关系，在对系统的总体方案进行具体的设计时，可以遵循以下方面进行：压缩标准以及具体的实现方式。而判断整个网络监控系统的运行是否成功的关键因素就是视频、音频压缩比以及压缩质量。对于无线网路视频监控系统，就需要在压缩码率以及图像质量之间找到一个平衡点，在信道允许下，其所提供的图像质量就相当于一般VCD的质量，这样就能够满足要求。在7.5Mbps的传输速率，图像的清晰度能够有很好的效果，图像像素可以达到352x298，在PAL制式下，帧率约为25帧∥秒。本设计应用了MPEG--1的压缩编码方式，结合具体特定要求，遵循某项标准算法来实现对图像的压缩。
1.2系统结构设计
本系统设计的任务主要是针对传统的视频监控系统的缺点，研究出新型的嵌入式视频监控，在功能上达到传统的视频监控系统的要求，同时解决了传统的视频监控系统的不足。主要是从这几个方面做出了研究与分析，首先是在功耗方面，是采用的低功耗的嵌入式ARM平台，对于视频监控的大数据量问题，针对图像进行了压缩编码以及本地存储，根据监控中心的需求有选择性的传输数据，监控信息的传输不是采用传统的传输方式，而是采用的中国移动提供的GPRS无线传输服务进行传输，主要能实现高性能、适应性强、应用领域广等特点。
根据功能要求，本设计基于ARM的无线监控系统是有以下几个部分构成：嵌入式监控终端设备，联网的监控中心。在视频监控过程中，监控终端首先通过视频采集设备采集到图像信号，经过嵌入式系统完成图像的处理工作，包括图像采集，本地存储，最后通过GPRS模块传输到远程的用户端，从而完成整个系统的工作。
二、系统的硬件选择
嵌入式处理器是嵌入式开发板的心脏，现在市面上处理器种类繁多，相比较而言ARM性价比较高，本系统服务器端选用了三星公司推出的RISC微处理器S3C2440，该处理器采用的是内核ARM920T，013um的CMOS标准宏单元及存储单元。它实现了MMU、BUS、AMBA以及HARVARD这一高速缓冲体系结构。在无线发送模块中该系统选用了中兴公司所生产的4G通信模块ME3620，该模块下行通信速度可达到11Mb/s，上行通信速度1.8Mb/s，可广泛应用于高速数据交换、安防、智能监控、医疗监护等各个方面。
三、系统实现
3.1系统原理
就该系统中的现代无线网络通信而言，它主要依托于WiFi组网通信和socket技术进行相结合的方式来对其进行实现，对总控制器以及分节点之间的通信实现了最大程度的通信，还对其数据的传输过程进行了完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆数据采集器、协议转换器、无线传输DTU以及数据采集监控服务器共同构成了数据采集监控系统。其中，数据采集监控器将现场采集的温度、压力、阀位状态等管线运行参数通过硬线接入的方式进行采集，经过由自身携带的串口转换设备进行协议转换，使用Modbus协议输入至现场安装的无线传输设备RTU，经过电信信道上传至数据采集监控服务器。在服务器侧增设监控画面，可以反映出现场工艺状态，必要时组态报警画面。当现场出现工艺流程异常时及时提示管理人员。
3.2 socket通信功能实现
socket通信功能主要是利用一种十分特殊的I/O，也可以将其当作一个独立的通信链句柄，来描述IP地址以及端口。在实际的应用过程当中，集中体现在客服端/服务器通信模式中，在其模式的发展过程当中，主要利用其中的socket为主要核心部件的操作单元来作为通信数据的传输端口，其中的每一个操作单元当中都具有协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口来实现描述。在进行通信连接的过程当中，主要是利用套接字的方式进行连接，一般来说，在两端中所存在的socket都需要对各自一方的通信程序作出描述。因此在此种情况下，就如同一个文件函数产生调用现象，以socket为基础，建立连接，从而最大化地传输数据，保证其网络的通信过程的有效通畅。在一般情况下，对于socket的编程方法是很多的，都是在对两种进行比较的基础上进行实际的应用。其中可以采用面向连接的现代TCP协议方法，或者无连接的现代UDP协议方法。在实施运行环节时，TCP是一种基于连接的通信协议，需要3次握手才可以对数据段当中所存储的消息以及信息进行及时有效的发送，在数据的发送过程当中需要依靠一个具有稳定性与可靠性的虚连接来实现；但是因为UDP协议本身不具有连接性，所以在进行数据传输时，数据发送端与数据接收端二者之间的连接状态就无法保持，从而致使传输数据的可靠性得不到有效保障。
3.3 WiFi通信功能实现
WiFi通信功能主要是利用无线网络的基础上所进行扩展的一种通信方式，其中具有网络建设简单、扩展性好、性价比高的优势，在实际的应用过程当中其中数据的通讯距离在开放区域能够高达305米，封闭区域内可保持在76～122米的范围，可以说已经成为目前应用十分普遍的短程现代无线通信传递运输技术之一。在对总控制器与分节点之间无线通信的实现方面，主要是对分节点的无线模块进行分析，在进行分析的时候，我们以HLK-RM04模块为主要的研究对象，可以说是一种成本较低的无线通信模块，可以在通用串行接口的基础上对嵌入式模块实施。在该模块的内部当中，存在着TCP/IP协议，可以最大限度地实现其串口、以太网以及无线网三者之间的良好转换。
3.4通信传输功能
主要是对总控制器与分节点之间数据的无线传输。在传输的过程当中，利用WiFi和socket结合来实现。如果在服务器端和客户端也就是总控制器和分节点两端当中对数据做出汇总和处理，来起到一个总控制器的核心作用。摄像头以每秒25帧采集视频，分辨率为720X480。系统硬件上电启动完成后，先ARM控制摄像头采集视频，然后通知前端进行预处理，之后发送到DSP中实现H.264编码，将编码后的信息存储在信息服务器，通过蓝牙、Wifi、4G，进行数据的传输。打开手机端的播放器，将启动网络数据接收、H.264解码及显示的线程。
四、结语
无线网络监控系统的发展的整体方向是：数字化、智能化、自动化、网络化。它大大地简化和提高了信息传递的方式和速度。随着网络技术和计算机技术的不断发展以及市场应用环境的逐步成熟，在技术集成化、应用民用化以及主流技术主导化的发展前提下，无线网络监控系统将会成为监控系统的最终发展方向。
参考文献
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论文作者:张治
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：监控系统论文; 三星论文; 通信论文; 无线网络论文; 数据论文; 图像论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第12期论文;