1．前言

　　當(dāng)前的信息化時(shí)代，是一個(gè)構(gòu)筑在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的時(shí)代。基于TCP／IP協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)，像Inter－net、Intranet與Extranet等以令人驚異的不可阻擋之勢(shì)發(fā)展著。而以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主流，隨著微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，基于嵌入式WEB的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注。

　　2. 基于嵌入式WEB技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)特征及原理

　　本視頻服務(wù)器具有以下的一些特征。

　　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(wú)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。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。本視頻服務(wù)器使用MPEG-4視頻壓縮技術(shù)，與MJPEG和H.263等壓縮方式比，具有壓縮比高、碼流小、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于Internet環(huán)境下的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。

　　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(guò)來(lái)的視頻信號(hào)經(jīng)高效壓縮芯片壓縮后，通過(guò)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(guò)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。本文所述的監(jiān)控系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。

　　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(lái)采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)頁(yè)面；對(duì)監(jiān)控端的訪問(wèn)進(jìn)行有效性、安全性檢查；響應(yīng)監(jiān)控端的請(qǐng)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(guò)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(guò)瀏覽器界面訪問(wèn)服務(wù)器。監(jiān)控端的功能則是顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻，并根據(jù)需要向服務(wù)器發(fā)送視頻請(qǐng)求以及對(duì)攝像機(jī)的控制信號(hào)。

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　　圖 1 嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

　　3. 嵌入式 WEB 服務(wù)器的硬件結(jié)構(gòu)

　　嵌入式WEB服務(wù)器的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。其主要由CPU芯片、MPEG-4音視頻編碼芯片、Flash芯片、SDRAM內(nèi)存、以太網(wǎng)絡(luò)接口、大容量硬盤(pán)組成。其中CPU采用MOTOROLA公司的PowerPC系列嵌入式通信處理器MPC8250。MPEG-4音視頻編碼芯片完成對(duì)從攝像頭傳送過(guò)來(lái)的視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及對(duì)圖像質(zhì)量的要求，本系統(tǒng)選用基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的分層可擴(kuò)展性編碼方案。壓縮后的視頻數(shù)據(jù)根據(jù)需要，可以存儲(chǔ)在大容量硬盤(pán)中，或者通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)視頻存儲(chǔ)功能，需要采用大容量的硬盤(pán)。

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　　圖 2 嵌入式 WEB 服務(wù)器的硬件結(jié)構(gòu)

　　4. 嵌入式 WEB 服務(wù)器的軟件系統(tǒng)

　　嵌入式WEB服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一，包括嵌入式操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件兩大部分。

　　4.1 嵌入式操作系統(tǒng)

　　嵌入式操作系統(tǒng)是支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，是在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、硬件相關(guān)性、軟件固態(tài)化等方面有著突出特點(diǎn)的專用操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)，它是在根據(jù)系統(tǒng)需要對(duì)LINUX操作系統(tǒng)進(jìn)行小型化裁剪與實(shí)時(shí)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。使用LINUX的優(yōu)勢(shì)在于：其操作系統(tǒng)的源代碼是開(kāi)放的，可根據(jù)需要進(jìn)行定制；系統(tǒng)內(nèi)核小，因而對(duì)硬件的要求相對(duì)要低；支持多任務(wù)多進(jìn)程，能提供較好的實(shí)時(shí)性。