无人值守视频监视系统开发Word格式文档下载.docx
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Radiowavepropagationandantenna
Name：
ChenHui
Directedby：
Prof.YiBenshun
May2013
郑重声明
本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名：
日期：
摘要
一般视频服务器的后台软件分为C/S结构和B/S结构两大类。
C/S结构从上世纪90年代出现至今，技术上已经相当成熟。
但是基于C/S结构的视频监控平台必须安装客户端软件，造成用户使用不便；
随着互联网的快速发展及各类公众信息服务的应用，越来越多的用户希望通过Web浏览器观看公众视频信息，传统的C/S架构无法满足用户的使用需求。
B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，开发出基于B/S结构的视频监控软件系统，能较好的满足当前人们对网络视频的需求。
本文针对基于B/S结构的视频监控系统软件设计的主要工作有：
（1）查找并阅读了关于流媒体相关文献资料，采用了比较适合开发的Red5流媒体服务器，并对该服务器进行了一定的学习了解。
（我理解的这个无人基站的搭建在上位机这块主要是对red5进行开发，在red5这块原有的基础上进行开发。
）
（2）设计了基于B/S结构视频服务器的总体方案，并对该方案的每一个环节作出了较为详细的说明。
（具体就是整个搭建无人值守通讯站视频及环境监测系统的每一个步骤，并对每一步骤怎么操作做出详细的说明）
（3）搭建了基于Red5服务器的开发平台和数据库，编写了包括前台显示和后台服务的代码，并对整个系统进行调试，完成预期的目标。
（完成一些最基本的功能，但是很多功能仍然还没有完成，比如多人发布以及在发布IP和服务器不在一台PC上时，另外一台PC却无法看到实时直播）
总体来说，本文采用目前比较新的B/S架构技术，设计并完成了视频监控系统。
本系统采用的是Red5流媒体服务器，前台网页用JSP语言编写，后台视频发布到服务器用Flex/Flash语言编写，功能上基本完成了基于B/S的视频监控。
B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。
这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。
客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或SQLServer等数据库。
浏览器通过WebServer同数据库进行数据交互。
这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。
C/S结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。
它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。
目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；
因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。
这也就是目前应用系统的发展方向。
关键词：
B/S结构；
视频监控；
流媒体；
Red5服务器；
RTMP
（RTMP介绍）
ABSTRACT
ThebackgroundsoftwareofgeneralvideoserverisdividedintoC/SmodeandB/Smode.Sincethe1990s,C/Smodetechnologyhasalreadybeenquitemature.ButthevideomonitoringsystembasedonC/Smodemustbeinstalledtheclientsoftware,whichcausesinconveniencetousers.WiththerapiddevelopmentofInternetandapplicationofallkindsofpublicinformationservice,moreandmoreuserswanttowatchpublicvideoinformationthroughtheWebbrowser,however,thetraditionalC/Sarchitecturecan'
tmeetthedemandofusers.ThebiggestadvantageofB/Smodeisthatitcanbeoperatedanywherewithouthavingtoinstallanyspecialsoftware.DevelopingthevideomonitoringsystemsoftwarebasedonB/Sstructurecanbettermeetthecurrentdemandfornetworkvideo.
Inthispaper,themainresearchworksaboutthevideomonitoringsystemareasfollows:
（1）Red5streamingmediaserverwhichissuitableforthedevelopmentisused,andsomeinformationstuffabouttheserverisinvestigated.
（2）TheoverallschemeofvideoserverbasedonB/Smodeisdesigned,andeverylinkoftheschemeisdescribedindetail.
（3）ThedevelopmentplatformanddatabasebasedonRed5serverareconstructed,andtheprogramofforegrounddisplayandbackserviceiswritten,andthewholesystemisdebuggedwhichachievestheexpectedgoal.
Inaword,thecurrentrelativelynovelB/Smodetechnologyisusedinthispaper,andthevideomonitoringsystemisdesignedandcompleted.Inthissystem,aRed5streamingmediaserverisused,thefrontdeskpageiswritteninJSPlanguage,thebackgroundvideopostedontheserviceiswrittenintheFlex/Flashlanguage.ThevideomonitoringfunctionbasedonB/Siscompletedinthepaper.
Keywords：
B/Smode；
videosurveillance；
streammedia；
Red5server；
目录
第1章绪论1
1.1背景及意义1
1.2国内外研究现状及发展趋势2
1.3本文组织结构4
1.4本章小结4
第2章流媒体相关技术基础5
2.1流媒体服务器简介5
2.2流媒体相关协议5
2.2.1RTP/RTCP协议简介6
2.2.2RTMP协议简介8
2.3Red5与Flex/Flash简介9
2.3.1Red5服务器系统架构10
2.3.2Red5服务器工作机制11
2.4本章小结13
第3章开发环境的搭建14
3.1JDK安装14
3.2下载Red5流媒体服务器14
3.3Eclipse配置Flex/Flash插件15
3.4Eclipse配置Red5插件15
3.4.1Red5插件安装15
3.4.2在Eclipse中建立Red5工程16
3.4.3Red5工程编译17
3.5安装数据库MySQL17
3.5.1安装MySQL17
3.5.2安装XAMPP17
3.6本章小结19
第4章视频监控系统设计与实现20
4.1视频采集与发布20
4.1.1用Flex/Flash采集USB摄像头20
4.1.2从视频采集卡发布视频21
4.2视频播放22
4.3用户注册与登录23
4.4系统测试24
4.5本章小结25
第5章总结与展望26
5.1全文总结26
5.2未来展望26
参考文献28
致谢29
第1章绪论
网络视频监控是近年来随着Internet的普及和通信技术发展出现的一个新概念，它是计算机、通信等多种技术相结合的产物，是提供集成语音、数据、多媒体、控制和管理能力的一种崭新应用技术。
随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的实现，全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显。
1.1背景及意义
C/S（Client/Server）和B/S（Browser/Server）是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术[1]，C/S是美国Borland公司最早研发，B/S是美国微软公司研发。
目前，国内大多数的视频监控系统都是基于C/S架构，用户主要通过局域网连接到监控设备进行实时监控。
这种监控方式主要应用在银行，楼宇监控等场合。
然而，当监控人员的工作地点离受控场所较远以及要对多个受控场所进行集中管理时，C/S架构的监控系统就不太适用了。
随着网络技术的发展，产生了基于浏览器的B/S架构的数字视频监控系统，用户可以在任何位置通过广域网对受控场所进行实时监控，而不需要受到空间距离的限制。
同时，B/S架构的视频监控系统可以把多个地点分散的受控场所通过广域网连接起来，为多个监控场所的集中管理提供了一种行之有效的方法。
C/S架构把集中管理模式转化为一种服务器与客户机负荷均衡的分布式计算模式，解决了执行效率及容量不足的问题。
该结构以PC为主，适合部门级应用。
随着应用规模扩展，网络上异种资源类型的增多，开发、管理、维护的复杂程度加大，后期成本骤升，缺乏关键事物处理的安全性与并发处理能力。
以网络中心计算为特征的B/S架构恰到好处地取长补短，兼容并蓄，使计算体系真正成为企业生存发展的生命力。
B/S架构使数据及应用可通过不同平台、不同网络存取，与平台无关，伸缩性大，为企业、行业提供了开放的基于标准的综合性服务计算环境，它将处理、储存、通讯能力移入网络，集中主机/终端和C/S的优点，管理集中，只涉及网络服务器，NC通过下载获得升级功能；
同时信息高度分散，通过HTTP、JAVA可访问联接任何URL资源和应用，共享程度高，可伸缩扩展性强，具有高度开放性和灵活性，同时具备高速率和安全性，使用户真正投资于应用而不是计算机本身。
B/S架构下的远程监控系统是以Web作为通信平台的监控系统，Web技术以HTTP技术为基础[2]，具有简单、高效、跨平台等优点，己经成为信息网络的一种最普遍应用的信息交互平台，由于采用浏览器作为统一的客户端，相对于传统的B/S架构，它具有许多显著的优点：
用户界面一致、友好，方便了用户的使用；
软件的安装、维护和升级容易，客户端只要拥有一个浏览器即可访问系统；
系统具有良好的可扩展性，功能扩展的工作只需在服务器上完成，所有客户端软件都不需要改动，这些特点正是C/S架构所缺乏的，Web技术大大减少了系统的费用，方便了用户。
研究B/S模式下的远程实时监控技术的意义，为未来远程实时监控的发展趋势做了很好的尝试[3]，研究B/S架构下的远程实时监控技术意义可以综合总结如下：
（1）B/S架构下的远程实时监控技术无需客户端软件安装，所有客户只要安装有浏览器，通过Internet/Intranet就可以监视生产过程，无须安装其他支撑软件或插件，便于推广到Internet/Intranet广域网络，在保证网络通讯的情况下可以实现全球范围内的远程实时监控；
（相比较c/s结构，b/s结构的铺设范围更广，只要有internet的条件下就可以实现，而且操作更方便，无需安装除浏览器之外的插件或者软件）
（2）B/S架构下的远程实时监控技术可以通过网页链接极其方便地集成，维护简单，所有的数据和软件都在服务器端，升级和修改只在服务器端进行，便于维护升级。
支持客户机数目多，由于在监视过程中，数据服务器只提供实时变化的数（是不是可以这样理解：
由于各种原因无法看到视频直播而是想看录像时，这个功能完成不了，或者在现有这个搭建的程序中无法完成）据，占用频带少（怎么理解？
？
），可以支持众多的客户同时浏览；
（3）工具简单、界面标准及生动直观，无需花费额外的时间来学习软件操作，简单的界面替换了以往的软件包，所有的数据操作对用户都是透明的，用户不用关心数据的来源，一切都由服务器及专用的数据库来处理。
（这些不是这个的系统的优势或者研究意义，我觉得只要是个视频监控系统都可以完成这样的功能）
1.2国内外研究现状及发展趋势
仅仅用了二十几年的时间，视频监控系统的发展经历了巨大的变化，从早期的模拟监控到近年来异常火爆的数字监控再到悄然升起的网络视频监控，这之间视频监控系统发生了天翻地覆的变化。
从技术角度出发，视频监控系统发展主要分为以下三个阶段[4]：
第一阶段：
七十年代末到九十年代中期，这个阶段以闭路电视监控系统为主，也就是第一代模拟电视监控系统。
其传输媒介为视频线缆。
由控制主机进行模拟处理。
主要应用于银行、政府机关等高档场所；
第二阶段，九十年代中期至九十年代末，以基于PC机插卡式的视频监控系统为主，此阶段也被业内人士称为半数字时代。
其传输媒介依然是视频线缆。
由多媒体控制主机或硬盘录像主机DVR（DigitalVideoRecorder）进行数字处理与存贮。
此阶段的应用也多限于对安全程度要求较高的场所；
第三阶段，九十年代末至今，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统为主，自此，网络视频监控的发展也进入了数字时代。
网络视频监控的应用不再局限于安全防护，逐渐也被用于远程办公、远程医疗、远程教学等领域。
视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分，是一种防范能力较强的综合系统。
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来，随着现代科学技术的不断发展特别是网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控技术也有长足的发展，视频监控进入了全数字化的网络时代，日益受到人们的重视和关注。
视频监控系统的发展基本上是从早期的模拟闭路电视监控系统向数模结合的视频监控系统和现在的数字视频监控系统演变的过程，而现在的数字视频监控系统根据技术的发展又分为三个阶段：
数字监控的多媒体阶段、数字监控的DVR阶段和数字监控的网络阶段。
国内外的视频监控系统正朝着集先进的视频编解码技术、网络传输技术、智能视频分析技术、海量存储管理技术、高清视频采集传输和高清视频显示技术为一体的规范化的视频图像信息系统方向发展。
视频监控技术主要经历了四个阶段的发展[5]。
分别是以闭路电视系统为基础构建的模拟系统、以数字信号控制为中心的模拟视频监控系统、以数字硬盘录像设备为核心的视频监控系统和数字网络视频监控系统四个阶段。
基于B/S结构的视频监控业务是近年来随着Internet的普及和通信技术发展出现的一个新概念；
它是计算机、通信等多种技术相结合的产物，是提供集成的多媒体、控制和管理功能的一种崭新的应用技术[6]。
它完全基于宽带网的图像远程监控、传输、存储、管理的新型增值业务[7]。
该业务系统利用宽带网络将分散、独立的图象采集点进行联网，实现跨区域的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享，为各行业的管理决策者提供了一种全新的、直观的，扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高工作绩效。
网络视频监控平台已经在各个行业和领域得到了非常广泛的应用。
网络视频监控的发展，使视频监控业务的应用前景越来越广阔，成为各行各业广泛应用的监督手段和管理资源，并且成为电信运营商一个新的利润增长点[8]。
目前，大规模的网络视频监控业务尚处于起步阶段，未来的视频监控系统，必将融合3G宽带移动无线网、卫星通信网等技术，网络化、数字化、智能化、移动化是必然趋势，用户对其功能的需求也体现出多元化与系统化。
1.3本文组织结构
本文主要介绍了基于B/S视频监控的发展现状及流媒体服务器的相关概念，并选择了一种开源服务器作为开发平台。
本文详细介绍了各种开发环境的搭配，并且附有相关截图和组要代码。
论文详细结构安排如下：
第1章主要论述了本论文所研究课题的背景与意义、国内外研究现状与发展趋势，同时对论文的组织结构做了安排。
第2章主要介绍了流媒体服务器的相关概念，以及用于实时视频流传输的几种协议。
并且对接下来要讨论的Red5流媒体服务器及相关技术做了简要介绍。
第3章介绍了本次开发视频服务器所用到的开发软件。
主要讨论的是这些软件的配置安装以及简要使用。
可以看到的是服务器的配置安装是相对较为复杂的过程，开发过程中用到了较多技术。
第4章完成了视频采集、视频播放以及用户登录的设计与实现。
对开发过程中的关键位置坐了较为详细的讲解。
第5章对本文的研究工作做一个回顾，总结不足之处，展望今后的工作。
1.4本章小结
本章主要介绍了基于B/S结构的监控系统的研究背景及意义、国内外研究现状。
然后对本文的组织结构做了简单的说明。
第2章流媒体相关技术基础
本章首先介绍了流媒体服务器相关概念，然后简要介绍了与流媒体相关的几种协议，最后选择了一种开源Red5流媒体服务器作为研究对象，并且对Red5流媒体服务器的原理和开发过程做了较为详细的介绍。
2.1流媒体服务器简介
在网络上传输音/视频等多媒体信息，目前主要有下载和流式传输两种方案。
音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；
同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。
流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。
当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。
流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。
流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。
流媒体指在Internet中使用流式传输技术的连续时基媒体[9]，如：
音频、视频或多媒体文件。
流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。
流媒体实现的关键技术就是流式传输。
流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术总称。
其特定含义为通过Internet将影视节目传送到PC机。
实现流式传输有两种方法：
实时流式传输和顺序流式传输。
一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP（RealTimeStreamingProtocol）的实时协议，即为实时流式传输。
如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。
随着媒体素材的丰富、文件的增大，传统的媒体获取方式已经无法为人们提
供良好的使用体验。
在此背景之下，流媒体技术应运而生，是网络媒体发展达到
一定阶段的必然产物。
2.2流媒体相关协议
流媒体服务器的主要功能是以流式协议（RTP/RTSP、MMS、RTMP等）将视频文件传输到客户端，供用户在线观看；
也可从视频采集、压缩软件接收实时视频流，再以流式协议直播给客户端。
典型的流媒体服务器有微软的WindowsMediaService（WMS），它采用MMS协议接收、传输视频，采用WindowsMediaPlayer（WMP）作为前端播放器；
RealNetworks公司的HelixServer，采用RTP/RTSP协议接收、传输视频，采用RealPlayer作为播放前端；
Adobe公司的FlashMediaServer，采用RTMP（RTMPT/RTMPE/RTMPS）协议接收、传输视频，采用FlashPlayer作为播放前端。
值得注意的是，随着Adobe公司的Flash播放器的普及（根据Adobe官方数据，Flash播放器装机量已高达99%以上），越来越多的网络视频开始采用Flash播放器作为播放前端，因此，越来越多的企业开始采用兼容Flash播放器的流媒体服务器，而开始淘汰其他类型的流媒体服务器。
支持Flash播放器的流媒体服务器，除了AdobeFlashMediaServer，还有UltrantFlashMediaServer流媒体服务器软件，以及基于Java语言的开源软件Red5。
2.2.1RTP/RTCP协议简介
RTP协议最早是IETF（InternetEngineeringTaskForce）在RFC1889文件中提出在RFC3550文件中进行了修订和更新[10]，它是专门为交互式音频、视频、仿真数据等实时媒体应用而设计的轻型传输协议。
它由两个紧密相关的部分组成：
实时传输协议RTP（负责传送带有实时信息的数据包）；
实时传输控制协议RTCP（负责管理传输质量和在当前应用进程之间交换的控制信息）。
RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步[11]。
RTP的典型应用建立在UDP上，但也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。
RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠R
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