监控应用系统设计文档

一、目的

随着数字监控系统的不断发展，人们对它的功能也提出了越来越高的要求。本系统在已有数字录像监控系统的基础上，对其进行改进，实现了MPEG－4方式的视频压缩，增加了网络监视的功能。

本系统经过改造，加入场景描述等功能，则可以实现视频会议等应用。应用范围参见同类产品，其它应用参见MPEG组织关于MPEG－4的应用文档。

二、功能描述

设计系统功能和性能如下（此部分为设计阶段主要功能考虑，可以在系统开发阶段和完成阶段进行完善和少量的变动）

1）单机多路录像 

采用功能强大的芯片管理技术，实现多卡驱动，单机可支持1－8路视频/音频输入，多画面同屏显示、同时录像及录音；

2）实时录像、且清晰度高 

录像、监看、回放、报警、手工/自动拍照同时进行。录像及回放画质清晰，分辨率为352×288。支持国际通用可变图像质量标准（CIF），用户可根据需要选取画质级别。实时录像不丢帧。可清晰辨认出快速点钞时各种不同面额的钞票；

3）视频音频同步采集回放

采用视、音频的同步采集压缩技术，实现录像回放时声音与图像同步播放。现场声音清晰、逼真；

4）支持大容量硬盘

采用循环覆盖技术，可长期录像，免维护。支持大容量的磁盘机（20G、40G、76G）。支持硬盘队列，即双硬盘同时录像；

5）长时间数码监控（无人值守）

基于工控机的系统环境，使设备的稳定性与可靠性大大加强，可支持长时间的开机，保证系统的稳定运行。遇到意外停电也能将损失降到最小；

6）方便回放及查找

播放方便，具有播放、暂停、快进、慢放等功能。可按照日期、时间、地点多种查询方式进行查询及回放。可预设录像时间，智能图像分析功能，可动态检测、自动报警；

7）支持报警功能

支持联动报警，当有警报时可通过网络（电话）向远端进行报警，并可带动警铃及场灯的相应动作。提供第一时间的现场资料；

8）多画面及云台控制

为降低系统资源的占用，多路可通过多画面显示，可任意选择一画面进行放大实时观看。支持镜头的云台转动与镜头的三可变，使得监控与录像更加随意；

9）兼容性强

与其他模拟或数字式监控均可兼容。在原有的监控基础上实行数字硬盘录像，减少用户的投资；

10）操作灵活、画面简洁

系统基于中文窗口环境，界面简单明了，全部用鼠标即可操作。全程的帮助，使操作人员能轻松胜任；

11）智能化系统

只要事先设置，便可自动按时或分时录像、停止，不需要人为干预；

12）远程监控

通过TCP/IP网络传输监控图像，同时操作人员可以远程进行各种操作；

三、性能指标

系统的主要性能指标如下（可逐步完善）：

完整系统的布局如图所示。

通常，音频视频采集卡插在计算机的PCI插槽内。网络接口不存在时，可以通过串口连接Modem自动播打设定好的报警电话。

五、模块划分

本系统从功能上可以分为3个大的模块：主控模块、分控模块、查询模块。

1）主控模块

系统的主控程序，管理控制全局操作。

2）分控模块

负责每一路音、视频采集工作。处理多路音视频时由主控模块启动多个实例。本系统中分控模块单独编译为一个EXE文件，必须由主控程序来启动。

3）查询模块

用于查询回放录制在磁盘上的MPEG文件，与主控模块集成在主控程序中。

主控程序与分控程序在执行期间将要进行各种信息和命令的交换。主控程序向分控程序发送各种控制命令，有：

－ 启动录像；

－ 停止录像；

－ 有报警，需要启动录像；

－ 改变当前存储路径；

－ 重新启动录像；

－ 磁盘空间不足；

－ 用户改变了定时启动录像的时间段设置；

－ 切换为视频大窗体模式或小窗体模式；

－ 结束程序运行；

本系统中各分控程序状态发生变化时，将及时向主控程序报告，以便主控程序做进一步处理。报告的状态有：

－ 视频发生错误；

－ 转换为监视状态；

－ 正常录像状态；

－ 由报警触发的录像状态；

六、主控制程序

1、功能描述

主控程序是系统的主启动程序，除了完成控制分控程序外，设计如下具体功能：

1）防止系统程序被同时运行多个实例；

2）初始化视频采集卡；

3）调整计算机屏幕到800×600模式；

4）显示splash窗体；

5）删除过期文件，腾出磁盘空间；

6）读取各种全局性的参数设置；

7）监管磁盘的使用情况；

8）监管报警探头的告警信号；

9）监管各视音频通道的状态；

10）向分控程序发送各种命令；

11）设置各种参数；

12）调节图像显示的视野和效果；

13）查询并回放已经存盘的MPEG文件；

2、工作流程

主控程序的具体流程如下。

1）程序初始化

2）启动窗体

3）定时器事件

4）循环监测定时器事件

5）命令钮事件

－ 启动/停止录像：打开frmselitems窗体，选择要启动/停止录像的通道。

－ 图像调节：打开frmadjust窗体，进行图像色彩调节。

－ 报警设置：打开frmwarningset窗体，设置报警处理参数与方式。

－ 参数设置：打开frmparaset窗体，进行系统全局设置以及各通道参数设置。

－ 记录查询：打开frmquery窗体，进行查询操作。

－ 云台镜头调节：根据动作以及操作对象，发送相应控制码。

－ 1/4/9画面显示：按要求将视频显示为指定的画面分割形式。

－ 切换显示：打开控制切换显示时钟，进行循环切换。

6）程序退出

七、主控制程序具体实现

（实际开发过程中，这些代码模块的内容很难一开始就把内容确定好，而是在各个代码编写阶段根据需要逐步完善的。）

1、代码模块中定义的全局变量和函数

1）CSrvCard

该类封装了操纵采集卡的API函数。

2）defs.h

    该文件包含主要的全局常量以及宏定义。

3）global.h

    该文件包含主要的全局变量定义。

4）CSrvPath

    该类封装了各种与路径相关的操作。

5）CSrvScreen

    该类封装了关于计算机屏幕操作的函数。系统启动之初将计算机屏幕分辨率强制为800×600。

6）CSrvDisk

    该类封装了磁盘管理方面的操作。

7）CSrvParaSet

    该类封装了关于程序设置的操作。通过读写ini文件实现。

8）CSrvParallelPort

    该类封装了并行端口操作的API函数。

2、主控程序

1）App相关的初始化操作

－ 防止系统程序被同时运行多个实例；

－ 初始化采集卡；

－ 确保执行程序路径下ini目录存在，如果没有则创建这个子目录，以便存放记录参数设置的ini文件； 

－ 调整计算机屏幕到800×600模式，方便多路视频图像的显示控制；

－ 获取全局设置，包括：

允许磁盘剩余量；

录像开始盘；

磁盘空间不足的处理方式；

是否启动密码；

循环切换视频的时间间隔；

2）主控窗体界面

3）主控窗体类（CSrvControlPanelDlg）

－ Init()函数完成如下操作：

    显示splash窗体；

    删除过期文件，根据当前日期和设定的数据保留天数进行过期文件删除；

    显示自身窗口，加载图片框，并根据视频通道数调整图像的位置和尺寸；

    启动分控程序；

    关闭splash窗体；

    获取并首次向分控程序发送当前存储路径；

    打开数据库；

    启动Timer定时器，进行系统监测；

－ OnTimer()函数

    显示当前时间；

    监管磁盘空间；

    监测报警探头；

    监测各通道状态；

    新日期到来；

－ OnTimeSwitch()函数

    循环监测每个视频通道；

－ 按钮事件处理函数

    启动录像；

    停止录像；

    报警设置；

    图像调节；

    参数设置；

    查看磁盘；

    查询回放；

    云台方向控制（上下左右）；

    调节镜头（光圈、变倍、聚焦）；

    打开/关闭附加设备；

    选择当前摄像头；

    单画面；

    4画面；

    9画面；

    循环切换；

－ Exit()函数

    关闭数据库；

    向分控程序发送结束命令；

    关闭采集卡；

    关闭串口；

    缷载图片框；

八、分控（单通道控制）程序

1、分控程序功能描述

分控程序通过读取命令文件与主控程序实现信息沟通，响应主控程序的命令（进行启动录像、停止录像、改变存盘路径等），并及时告知主控程序自身状态。

2、分控程序的实现

分控程序只有一个窗体，并由于不显示于计算机屏幕而将窗体的visible属性设置为false。

内置定时器，每隔500毫秒启动一次，进行自检和查收主控程序命令。

1）Init()函数

－ 读取ini路径下的slotno.ini文件，获取当前程序对应的通道号；

－ 删除已经存在的命令文件（如comfile1.ini是第1分控程序对应的命令文件），避免误操作；

－ 初始化变量，包括录像状态、视频状态等；

－ 初始化硬件采集卡（出错则结束程序），并读取该通道相应的参数设置；

－ 读取当前存储路径；

－ 设置当前通道状态；

2）OnTimer（）函数

－ 视频检测；

－ 定时录像；

－ 日期检测；

－ 检测处理命令文件；

   启动录像、停止录像、有报警信息、改变当前存储路径、重新启动录像、磁盘空间不足、参数设置发生变化、关闭程序

2）Exit()函数

关闭采集卡，如果处于录像或报警录像状态，则先停止录像。

九、查询回放MPEG数据

1、查询回放功能描述

主控和分控程序配合将各通道的音视频数据以MPEG格式文件存于磁盘。音视频数据录制的目的就是让用户能够查找并回放，以获取所需信息。查询回放模块具有如下几个方面的功能：

查找定位－该模块设置各种查找时的筛选条件，如按音视频通道查询、按日期查询、仅显示报警记录等；

播放MPEG文件－从结果中选定一条记录后，可播放其对应的MPEG文件。播放过程中可以设定播放速度、控制前进和后退、播放当前记录的前一条和后一条记录、改变画面尺寸、捕捉单画面为BMP图片等。

整理磁盘－可设定筛选条件（指定时间条件、音视频通道条件），将符合条件的记录删除。

2、各窗体实现

一十、改进方案