基于无线Mesh网络的视频监控平台设计
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[摘 要] 基于 Mesh网络的视频监控系统及传输平台，软件部分采用Client/Server system（简称C/S模式） ，C/S模式实现了视频数据流的网络传输工作和一些远程控制功能模块。终端机是通过了视频服务器和摄像机完成视频的采集和压缩工作，并且是利用了Mesh平台来进行传输，利用无线路由器、视频服务器和网络视频摄像机，构建无线Mesh网络视频监控系统，实现视频监控及传输功能。
[关键词] 视频监控;无线; Mesh网络; WMN
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 05. 065
[中图分类号] TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2019）05- 0167- 04
0 引 言
基于Mesh的视频监控系统及传输平台设计，采用C/S模式，这种模式实现了视频数据流的网络传输和远程控制。终端机通过视频服务器和摄像机完成视频采集和压缩，并利用基于 WMN 平台进行传输，让客户在使用端在WMN网络的覆盖范围内通过Internet进行了视频数据流接收工作和传输工作的，软件功能模块部分实现基于无线网状网WMN网络视频监控工作和传输平台管理工作，有效解决不便布设光缆而又急需视频监控的工作场景。
1 基于无线Mesh 网络的视频监控系统
基于Mesh網络的视频监控系统方案如图 1所示。在基于无线Mesh视频监控与传输平台的的视频监控的现场监控环节的设计当中，无线网状网WMN的网络是具有着多个路由转发功能的终端节点进行互联来构成无线网状网WMN网络的骨干网，设计的视频监控终端设备则是用来完成和负责监控视频现场的视频的采集工作、压缩工作、无线路由工作以及数据资料收发工作等功能，无线Mesh网络中还将视频流传送输入到与监控中心相连的无线 Mesh网络的网关中;它由监控中心来接收来自自监控终端的视频数据流情况，并且来进行解压工作、播放工作等处理，无线Mesh网络也同时可以实现本地存储的功能[1]。
1.1 基于无线 Mesh 网络的视频监控系统方案
如图1所示。
1.2 硬件系统的控制方案
如图2所示：设计的视频终端硬件平台是围绕三星S3C2440A01-YQ80处理器搭建，通过处理器的接口把所需外设集成到这个系统中。系统硬件平台包括存储器、微处理器、摄像机、以太网口及电源等。S3C2440A01-YQ80处理器作为一款为移动设备和各种多用途应用设计的处理器，ARM920T是处理器核。系统的硬件平台在监控中心过程中，设计的客户端将利用RTP（Realtime Transport Protocol）实时传输协议来接收视频数据，对终端的控制则采用面向连接的RTP进行实时的传输协议发送控制命令到服务器中，这样设备就实现了对客户视频终端的控制，这就是设计的硬件系统的控制方案[2]。
2 基于DirectShow的客户端开发软件
DirectShow是微软在Active Movie和Video for Windows的基础上推出的新一代基于COM（Component Object Model）的流媒体处理开发包，与DirectX开发包一起发布。Direct Show使用一种叫Filter Graph的模型来管理整个数据流的处理过程，运用DirectShow，可方便地从支持WDM驱动模型的采集卡上捕获数据，并且进行相应的后期处理乃至存储到文件中。这样使在多媒体数据库管理系统（MDBMS）中多媒体数据的存取变得更加方便。它广泛地支持各种媒体格式，包括Asf、Mpeg、Avi、Dv、Mp3、Wave等，为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持，基于无线 Mesh 网络视频监控客户端的软件采用C/S 模式，是基于 VC 平台的 MFC 框架。 客户端和远程终端是通过Linux编程实现在整个网络上通信的。Linux客户软件的操作系统是采用成熟稳定的2.6.23内核，配置时根据硬件资源的大小来选择Flash和SRAM的大小，在网络子项中选择对TCP/IP和IEEE 802.1 1协议的支持，同时还去除了不支持的选项以缩减内核体积，执行编译后得到“NUX”的内核映像文件[3]。
系统结构如图3所示。
3 软件的整体功能的设计
客户端软件由控制命令发送模块、系统安全模块、视频监控模块、 视频影像录像模块组成，功能如下说明。
3.1 控制命令的发送模块
客户端监控中心是可对其中管理范围内的若干个远程监控前端进行着实时的监控，客户端监控中心对不同的用户进行不同的管理模式，分配方式也是不同的，分别控制管理权限。根据控制管理权限的不同，管理者将通过客户端的控制软件，在自己权限所允许的范围内在不同的监控区域内分布监控点，实现对监控现场的实时监控，对摄像机镜头和云平台进行实时控制和实时管理，实现了前端对监控设备进行远程调控功能。
3.2 系统的安全模块
系统安全模块设置：用户要经过系统授权还有输入之前就设置的正确的用户名，用户名一经设置就不可修改，除非重新编程，输入用户名后再经过短信提醒获取验证码，最后输入密码并要进行正确的输入，如果密码或者用户名输入错误在5次以上，会进行锁定，则需进行重新解锁。所以系统安全完善，使用户可较安全地使用。 3.3 视频的监控模块
用视频监控模块，用户将可实现对多个监控点的现场图像进行实时监控，获取与现场端之间相同帧速率的图像，可对每一个视频图像的色饱和度、对比度、亮度、分辨率以及视图大小进行着实时的调节，方便高效。
3.4 視频的影像录像模块
视频的影像录像模块设计是随时可对视频图像进行实时连续的或者选择性的录像存储。录像信息中包括时间点、监控点等这些重要信息;还可对视频录像的回放、视频录像的删除、视频录像输出等进行操作。
4 主要的模块实现与设计工作
为了能同时接收来自系统终端的多媒体多路图像，程序中采用了 Windows XP界面设计上的多线程技术结构，每个技术线程都将创建一个界面小窗口，专门负责其中一路的视频流接收工作和播放工作。客户端的视频数据接收流程示意图如图4所示。
具有相应权限的用户通过口令登录客户端，并完成初始化工作，它选择决定其中的某一路视频请求，客户端和终端相互连接在一起，只要启动视频的数据资料的接收，即可完成这些线程。这样视频数据就通过网络设备传到客户端的视频接收缓冲区，客户端也开始接收视频数据，确保安全性。视频接收模块负责接收设备从网络另一端传输过来的视频数据和视频音像等，设计的监控系统中视频数据格式是 MPEG-4，由于 Direct Show（微软提供的一套在Windows平台上进行流媒体处理的开发包）为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持[4]。
5 对于系统的测试工作
设计的系统测试是在一个社区的街道路口进行，在社区街道路口设置多台的视频监控终端，并安置在监控点，设置的各监控点之间的距离为100-300 m不等，监控设备的主机是通过IEEE802.11b/g/n标准的无线网卡来接入无线网状网WMN当中，再从中间的任何一个监控终端中获取录下来的视频流，再采用所开发的客户端软件设备来完成终端设备的监控视频设置、监控视频的解码/播放、监控视频的接收等功能。对系统测试的结果中表明，视频的画面播放流畅，实时性效果好，视觉效果也让人满意[5]。
6 结 语
无线Mesh网络是近年迅速发展的一种新型无线网络技术，结合基于无线Mesh网络视频监控的发展，使无线视频监控具有灵活性强、高性价比、使用方便等特点[6]，本设计已在安全、军工、交通、安防、公共景区等领域得到应用，取得良好经济与社会效益。
主要参考文献
[1]杨柳青.基于Mesh网络的视频数据采集平台在智慧农村建设中的应用研究[J].唐山师范学院学报，2017，39（2）：67-72.
[2]林永烽.“智能工地”全球眼系统集成工程设计及应用[J].安徽建筑，2014（4）：213-214.
[3]向稳新.移动视频监控技术现状与构架[J].中国公共安全：综合版，2009（9）：178-183.
[4]汤挺峰.谈高清视频监控技术在城市公共安全中应用[J].中国新通信，2017，19（15）：102-103.
[5][作者不详]高清视频监控技术[J].中国安防，2014（15）.
[6]刘飞岐.视频监控技术在电力系统中的应用[J].通讯世界，2017（21）：229-300.
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