保洁人员监控系统.docx
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保洁人员监控系统
保洁人员监控系统
1.绪论
1.1设计的背景
1.1.1概述
智能视频监控系统是在视频监控系统中添加相应的智能视频分析模块，并借助强大的计算机数据处理能力,利用数字图像处理、图像模式识别和计算机视觉技术过滤掉监控视频画面中干扰的、无用的图像信息，自动识别和标示出不同的物体,分析并且通过抽取相关监控视频源中有用的关键的视频图像信息,从而达到快速的准确的定位事故发生的现场,判断出监控画面的异常情况,并且以最好和最快的方式做出警报或者是触发指定的动作，有效的进行事前的预警，事中的处理，以及全天候、全自动的对事后的及时取证的实时监控的智能系统。
智能视频监控系统软件是采用计算机视觉技术对视频图像信号进行分析和处理,以达到在不需人为干预情况下，设计出相关的程序对监控视频中的序列图像智能分析,识别、定位和跟踪监控场景中变化，并在此基础上实现自主分析和分辨目标的能力，能在非正常情况发生时及时做出警报或者是提供有用的信息，从而有效地协助相关人员处理异常情况,并且最大范围内降低误报的几率和漏报现象的发生的软件.
1.1.2国内外的发展现状和差距
随着信息技术的高速发展,全世界各国对视频监控的需求以及应用不断的扩大，全球视频监控的市场同时也获得了史无前例的迅猛发展。
在知名市场调查机构的最新报告《全球视频监控设备市场2０11版》中我们可以分析出，尽管全球还没有摆脱经济危机的阴影，但是比起2010年来说，今年全球的视频监控市场依然有着非常强劲的增长速度，预计增长速度将超过1０%。
分析指出,网络视频监控系统设备的销售是这股强劲增长动力的主要来源.
另外，IMSReseaｒch调查机构还指出2０１4年智能监控业绩将有望超过传统模拟监控。
（１）国外发展的状况：
实际上智能视频监控系统的出现和发展是在21世纪初才开始的，２1世纪前,传统模拟监控一直处于主导地位,但是并没有普及。
自从２0０1年美国“9•11”事件，以及后来陆续发生的各种恐怖袭击后，全世界范围内对视频监控系统的需求出现了空前高涨的状况，各国国防安全部也相继加强了视频监控的研究,街头、超市、候车厅、飞机场等公共场所部署的摄像头也越来越多，越来越密集，所组成的监控系统也日益庞大。
就英国来说吧,目前英国全境范围内安装的摄像机就多达53０多万个,按照英国的总人口，平均算来大概每1２个人就有一个，一个人在一天之中将可能出现在3２０个摄像头前.由于摄像头的增加,必然出现了海量信息与视频图像的有效应用与处理问题,为了解决这些问题,各国相继把计算机视觉中的相关技术引入到视频监控中，从而发展起来一种新型视频监控技术一一智能视频监控。
智能视频应用概念模型出现不久以后,一些国外的公司就开始着手研发相应的软硬件产品,经过几年的发展，智能视频监控技术在欧美的一些国家得到了充分的发展，迅速形成了一批相对成熟的产品,并且成功应用于实际安防建设工程中去.据IＭＳReseaｒｃｈ调查显示,世界范围内NＳ（lｎteｌlｉgenｔViｄeｏＳｕrvｅillaｎce）的市场占有率为35%～３６%，其中美国的OV（ＯbjｅctVｉdeｏ）就占有9％左右的比例。
“9•11"事件发生后，美国在安防科研方面大大加强了投资力度，许多研究机构和研究人员纷纷加入了安防类技术研究和开发,智能视频技术就是其中的一个亮点。
由于智能视频分析需求的产生促使视频监控系统智能化出现，进而推动软件市场年复合增长率达到21。
７%。
根据IＭＳ的市场研究分析，在未来3年内有关视频技术的软件市场份额将达到10亿美元。
总的来看，经过长期的发展和积累,在市场需求的推动以及政府的支持下，国外的智能视频应用市场正在从“概念验证”阶段向“规模应用”阶段转化，智能视频已经在地铁、铁路、机场、高速公路、军事等领域得到较广泛的应用，并慢慢开始形成一个产业。
（2）国内发展的状况：
从计算机技术的基础性研究来说，目前国内的研究虽然落后于国际先进水平,但差距并不明显,就智能视频监控核心技术而言属于模式识别人工智能技术的一个分支,是对视频信息的自动分析和提取，从这一技术在国际上被首先提出开始，国内就己有科研人员对此进行了一些研究，并形成一些研究成果。
然而,目前我国的视频监控技术还处于“模拟转数字”的阶段，“数字视频监控"或“网络视频监控"还未成为监控系统的主流，技术层面较低，因此，在国内,这一技术大部分程度上都还处于实验室研究阶段，虽然有不少科研单位或厂家看到了这一技术的前景,意图抢占先机，抢先开发出产品，但由于市场需求力度不强,仍然停留在初级水平，并没有完全形成成熟的产品.
但随着国外成熟产品的进入，监控领域己逐渐意识到这一技术和产品的重要地位，逐渐地为国内的监控行业人员所认识和熟悉，而且看到了这一技术必然是未来监控系统的一个发展趋势.而随着我国经济的进一步发展,奥运会、世博会等一系列国际盛会的申办成功,都大大提高了人们的安全意识，可以说,智能视频监控技术己逐渐进入到国内安防人的视野,并越来越受到看好,认为这将是监控技术发展的又一个春天.而对于庞大的中国国内市场规模来说，虽然目前我国的视频监控技术平均起来仍然处于较低水平,但这并不妨碍某些高端用户对于这一智能监控技术的需求,市场容量同样不可小觑，这也是成为吸引科研单位或企业加强这一技术的研发，积极开发成型产品的原因。
（3）国内外之间的差距：
从核心技术上来说,国内的科研单位或企业可以迎头赶上，与国外的视频监控技术差距并不大,然而，从产品上来说，却仍然有着不小的距离。
a）ﻩ算法技巧的差距从事过模式识别技术产品（如车牌识别、人脸识别、指纹识别等）研发的技术
人员都知道,做产品和单纯的搞技术是完全不同的两码事，核心算法的研究讲究的是思路的新颖性和创新性，而搞产品追求的是实用效果,采用目前国际上最为先进新颖的算法，也许并不一定比采用传统经典算法再加上适当的一些技巧处理效果更好.于产品来说，最重要的是最终的性能,而并不关心是否采用了最先进的算法.
国外成熟产品经过了长期的测试和修改,具有很强的异常情况处理能，在正常情况下,国内外产品看不出差别，而一旦出入恶劣情况下，差距就很容易看出来了。
这是核心技术产品化的必然过程，是回避不了的，国内技术在借鉴国外产品的基础上有可能能少走很多弯路，缩短产品化时间,但却不可能忽略这一过程。
ｂ）ﻩ产品形态的差距
国外产品来说，由于经过了多年的研究和市场应用，经验相对丰富，对于产品形态的考虑也相对成熟，产品形态上的设计必然比较周金，有一些功能通常情况下来看可能是无用的，但也许在某些场合就成了必须的，将其设计进去，就可以提高其应用范围，这也许正是该产品研发过程中从工程中得到的经验或教训。
这些实际工程经验，没有经过实际应用过程的话是无法得知或想象的,当然,由于产品形态的外在性，国内企业在进行产品研发时，这方面是完全可以充分借鉴的,哪怕一时不能理解为何要采用这种形态或接口,但至少可以理解成“这么做肯定是有理由的”.
从这个角度来说，产品形态的差距虽然并不十分关键，但这种差距却是实际存在的。
ｃ）ﻩ整体方案的差距从整体方案设计角度来看，国内技术或者产品与国外成熟产品相比，也是比较明显的.
整体方案设计包括了整个智能监控系统的框架设计，如核心运算放置在前端还是后端，是集中处理还是分布式计算？
参数设置如何实现？
在何处实现?
以何种方式实现?
报警信息如何存贮和管理？
需不需要存贮报警视频？
如果要存贮的话，需要如何存贮和管理？
报警数据和报警视颇能否放在同一服务器中？
有何风险？
设备管理的数据流程是如何的？
如何与周边设备进行数据或信号交互？
等等。
这些问题,都涉及到整体方案的架构以及稳定性、可靠性、灵活性、可扩展性等方面的考虑。
整体方案的设计一一包括软件框架的设计一一同样是从不断地工程实际应用中磨合整理出来并慢慢成熟的，任何一款产品在推出之初都不可能考虑得非常完善，只能不断地修改和改进。
ｄ）ﻩ工程实践的差距最后这一点是十分明显的，毕竟这一技术在国内还是刚刚兴起，并不像国外已经在实际监控系统工程中得到应用，所以一切还是要不断摸索、琢磨和学习。
总之一句话,缺的就是项目、工程和经验，没有实际工程的磨炼,一件产品是很难成为非常成熟的产品.
1.1.3现阶段智能视频监控系统存在的问题
虽然目前智能视频监控技术发展迅速,但是随之而来的问题也不可避免。
主要表现在以下三个方面：
（1）视频监控传输数据量巨大网络带宽资源不足网络带宽是影响视频监控的瓶颈之一,在现有E资源和网络基础的条件下,带宽永远是制约网络视频监控向前发展的最主要因素.随着网络视频监控产品图像清晰度的不断优化，监控系统传输视频流所需的带宽环境也越来越严格,图像越清晰,传输视频流所需的带宽条件也就越高。
因此，网络承载监控资源的压力必然越来越大,甚至解码设备的性能也面临巨大挑战,尤其是高清监控即将兴起应用之际，国内、国外大的安防企业都在为如何解决带宽环境这一问题付出努力。
比如,对前端视频采用更为高效的压缩格式，国外从MＰEG-1到如MPＥG－4,国内则从Ｈ。
２61发展到现在的主流H.2６4,每种压缩格式的进步都将压缩效率提升了好几个倍基数。
正是在这种情况下，视频监控系统的双码流技术应运而生,并已成普及趋势.
（2）视频监控的海量存储
拥有先进、可靠的存储管理系统，整个视频监控业务数据才可以良好保存,并能够进行方便快捷的查询与利用。
因此，在建立先进的视频监控数据海量存储系统是当前视频监控系统网络化、数字化发展的必然趋势。
但是作为视频监控海量存储的载体一一存储系统却由于价格、性能、兼容性等多方面因素成了困扰安防厂商的一大难题.
（3）视频监控系统的智能化应用
目前来说,视频监控系统与监控网络实现智能监控是解决治安，防灾问题的关键因素之一,必须建立完善稳定的系统.而如何将两者有机的联合起来是当前要解决的最主要问题。
目前,很多监控系统都是人为操作，费时费力,实现视频监控系统的智能化是最好的解决途径。
1.1.4未来智能视频监控技术发展趋势
（１）数字化、网络化、智能化是未来智能视频监控技术发展趋势.
（2）计算机技术和微电子技术的进步和发展必然会使智能视频监控系统及其软件的性价比大幅提升.
（3）互联网和宽带网络使得视频监控实现多用户，综合化,系统化.
1.1.5几款知名视频监控软件的对比
4款视频监控软件对比
名称
AcｔivｅＷｅｂCam
之软监控报警系统
WｅbcaｍＸPpro
GO 1984
提供商
PYSoftｗare
泰软科技
DａrkwetNetwoｒk
Loｇiｗａre
版本
６。
9
3．０．8．195
2.2
３。
０．5.7
大小
10.8MB
6.88MB
３.81MB
7．9MＢ
授权
共享软件
共享软件
共享软件
共享软件
基本功能
多路监控
√
√
√
√
自动运行
√
√
√
√
自动拨号
√
√
×
×
截取图像
√
√
√
√
录像功能
√
√
√
√
定时录像
√
√
√
√
视频压缩
√
×
√
√
音频支持
√
√
√
√
时间标签
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√
√
隐藏窗口
√
√
×
×
远程监控
内建服务器
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√
√
√
FTP上传图片
√
×
√
√
实时视频
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√
√
√
设访问账号
√
×
√
√
设访问账密码
√
√
√
√
动态域名支持
厂家服务分配
厂家服务分配
×
√
远程客户
专用客服端
√
√
×
×
浏览器观察
√
√
√
√
可远程监听
√
√
√
√
可手机查看
√
√
×
√
可截取图像
√
√
×
×
可录取视频
√
√
×
×
运动监测
监测范围设定
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√
√
√
监测阀值
√
√
√
√
设定监测时段
√
√
×
√
记录现场视频
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√
√
√
记录现场图片
√
√
√
√
报警方式
发送电子邮件
√
√
√
√
联系远端软件
×
√
×
×
拨打指定电话
×
√
×
√
发生文字短信
×
×
×
×
发生现场彩信
×
√
×
×
FTP上传图片
√
×
×
√
连接指定网址
×
×
√
×
运行指定程序
√
×
√
√
播放报警声音
√
√
×
√
易用性
中文版本
×
√
√
×
安装设置
尚可
困难
尚可
尚可
操作界面
优秀
尚可
尚可
尚可
帮助文档
详细
详细
详细（英文）
详细
点评
“ActｉｖeWebCam"功能强大，并且软件的易用性也非常强，是一款特别适合侧重远程监控功能的用户使用的视频监控软件
“之软监控报警系统”新手使用也能够轻松上手,并且软件的远程监控功能与运动监控功能都有其独到之处。
是一款值得推荐的软件.
“WebcamＸP prｏ"是此次试用的软件中唯一支持中文的国外软件，该软件的功能独特，能够满足一部分用户的需求。
“Go19８4”是一款令人印象深刻的软件，该软件所能够支持的功能都表现的非常优秀.
表1—1几款知名软件的对比
1.2设计面向的对象和意义
对于一些小型商场、书店、餐厅或者是一些对特定对象有着监控需求的普通家庭来说，他们存在着对监控系统的需求，如书店和小型商场用于防盗,餐厅等公共场所用来纠纷的调查取证,普通家庭可能也会需要各房间之间的监控（边工作边看护婴幼儿）。
这些小型场合对监控存在一定的需求,但是监控所使用摄像头不多，而写摄像头与监控设备之间的距离并不是很远，如果购买和安装专业的监控设备的话,不仅难以接受高昂的成本，而且还可能会存在安装和兼容性问题.这些监控场合需要的一种成本低、通用性强、不需要专业硬件设备支持的监控软件.
本设计应上述监控场合的监控需求,设计了一种通用性高、简便、无需专业设备等特点的监控软件。
这种软件成本低，易操作性，无需人员维护，只要添加各种专业功能扩展就可以实现各录像、截图等功能。
2.选择与确定设计方案
2.1选择程序调试的环境
2.1.1Liｎux环境
典型代表：
ＬｉｎuｘMintＦeｄｏra
Linｕx是一种自由和开放源码的类Ｕniｘ操作系统。
目前存在着许多不同的Liｎux，但它们都使用了Ｌinux内核。
Ｌinuｘ可安装在各种计算机硬件设备中,从手机、平板电脑、路由器和视频游戏控制台，到台式计算机、大型机和超级计算机.Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linｕｘ操作系统。
优点：
完全免费、完全兼容PＯＳＩX1．0标准、多用户、多任务、良好的界面、丰富的网络功能、可靠的安全、稳定性能、支持多种平台。
缺点:
普及度不高。
2.1.2Ｗiｎdows环境
典型代表：
windｏｗｓ７wiｎdｏwsXP
Wiｎdｏwｓ系统是大家最熟悉的系统。
该视窗操作系统是Microsｏft公司开发的一系列的操作系统。
Windows1.0于1９85.１1．2０发布，后来陆续发布各种版本,直至今日，已成为全球使用最多的操作系统。
目前ｗｉndｏwｓ版本是ｗindows8,更快，更人性化。
优点:
普及度高,技术成熟。
缺点：
系统稳定性不高，安全系数低。
2.1.3环境的选定
根据本设计的软件注重通用性和可移植性，能够适用于大多数用户，故选用普及高的Windoｗｓ操作系统.另外，软件的扩展功能也依赖于ｗindowｓ操作系统自带的类库。
2.2选择视频处理技术
2.2.1DｉrectＳhｏｗ视频技术
DirectShoｗ是微软公司在ActiveMovｉｅ和Viｄeｏfｏｒ Ｗiｎｄows的基础上推出的新一代流媒体处理开发包。
DirｅcｔShｏw使用一种叫FilterＧｒａph的模型来管理整个数据流的处理过程,运用DirectShow,我们可以很方便地从支持WDM驱动模型的采集卡上捕获数据，并且方便相应的后期处理。
它广泛地支持各种媒体格式，包括Asf、Mpｅg、Ａvi、Dv、Ｍp3、Wａvｅ等,强有力的支持了多媒体流的捕捉和回放.
优点：
历史悠久,有好多类库可供参考，而且来源于微软公司,普及度高.缺点:
播放一个文件是一项相对简单的任务，不过对于像是从视频窗口接收
特定窗口信息到创建特定自ltｅrs,开发者会不断地遇到DirecｔShowAPI的黑暗面。
ＤirectSｈow因其复杂性而声名狼藉与此同时很多人认为它是微软最复杂的ｌibrarieｓ／ＡPis.在相同方面，DｉreｃtShow也因对第三方媒体播放器功能的限制而受到指责，也就是说，在播放媒体文件方面,对WindowsＭedia Playeｒ以外的媒体播放器存在不公。
2.2.2VFW技术
ＶＦW（Ｖidｅo for Wｉndows）是Ｍｉcrosoft推出的数字视频软件开发包，VFＷ的核心标准是AＶI文件标准.围绕AＶＩ文件，VＦW拥有一整套完整的视频压缩、采集、编辑、回放和解压缩的应用程序接口（APＩ）。
它引进AVＩ的文件标准，该标准未规定如何对视频进行捕获、压缩及播放，仅规定视频和音频该如何存储在硬盘上，在AVI文件中交替存储视频帧和与之相匹配的音频数据.现在用户不必专门安装VFＷ了，Windows９5本身包括了VidｅoforWindoｗs１。
1，当用户在安装Ｗindowｓ肘,安装程序会自动地安装配置视频所需的组件，如设备驱动程序、视频压缩程序等。
由于AVI文件格式推出较早且在数字视频技术中有广泛的应用,所以VFW仍然有很大的实用价值,而且进一步发展的趋势。
优点：
视频捕捉和播放方便，而且成熟度高。
缺点：
视频技术老,新的技术更优越。
2.2.3视频处理技术的选择
目前虽然很多技术都崭露头角，但是技术却不成熟，目前最新winｄows平台上，选择更成熟,更简约的VFW技术是更为适合。
2.3比较和选择编译语言
2.3.1各类语言简介
ａ）VB语言
ＶｉsuaｌBasic是一种由Mｉcｒoｓｏft公司开发研究的驱动编程语言。
纵观全世界，ＶB是使用人数最多的语言。
它源自于Ｂ语言。
VB拥ＲAD和GＵI，可以轻松的使用AＤO、RＤO、DAＯ连接数据库,或者轻松的创建ActiveX控件。
程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。
b）ﻩC语言
C语言是一种计算机程序设计语言.它拥有高级语言和汇编语言的特点。
美国贝尔研究所的D。
M．Ritchie在1972年推出C语言。
１97８后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。
它应用范围很广，具备很强大的数据处理能力,不仅在软件开发上，而且在各类科研中都需要用C语言，适于编写系统程序软件、二维、三维图形和动画。
ｃ）ﻩC+＋语言
Ｃ+＋语言是一种面向对象程序设计语言,它是从C语言的基础上发展起来，但是它比C语言更容易学习和掌握。
Ｃ++在计算机科学的各个领域中都有广泛的应用。
面向对象的设计思想在原来的结构化程序的设计方法基础上有了一个质的飞跃，面向对象的各种特性被C＋+完美地体现了出来。
ｄ）ﻩJava语言
Javａ是一种简单的,面向对象的,跨平台的,性能很优异的，分布式的，安全的，可移植的,多线程的,解释的,动态的语言。
Java编程语言的风格与C、C+＋语言很接近。
Java是一个纯的面向对象的程序设计语言，C++语言面向对象技术的核心被它很好的继承了，Java语言舍弃C++语言中容易引起错误的指针、多重继承、运算符重载（ｏperatoｒ oｖｅrｌoadｉng）等特性，增加了垃圾收集器功能用于收集不能够再次被引用的对象所要占据的内存空间，使程序员不再为内存管理担忧。
ｅ）ﻩCsharp语言
C＃（CCShａrp）是微软（Ｍicｒosoft）为NET Ｆｒamework量身订做的程序语言，微软公司在2０00年6月发布的一种新的编程语言.C＃拥有Ｃ／C++的强大功能以及ViｓuａlＢasic简易使用的特性，是第一个组件导向（Coｍponｅnｔ—oｒｉｅｎｔed）的程序语言,和C++与Java一样亦为对象导向（ｏbｊect-ｏrienteｄ）程序语言。
Ｃ#（C SHAＲP）是微软对这一问题的解决方案。
Ｃ＃是一种最新的、面向对象的编程语言。
它使得程序员可以快速地编写各种基于MICＲOSＯFT.ＮET平台的应用程序，MICROSOFT.NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。
正是由于C＃面向对象的卓越设计，使它成为构建各类组件的理想之选一一无论是高级的商业对象还是系统级的应用程序.
2.3.2编译语言的比较和选择
由于VB语言编译的程序效率低下，不适合有较高运算处理速度要求的视频处理,因此VB不在考虑范围之内，所以只对Ｃ、C++、Ｊａｖa和C#语言进行选择比较。
C、C+＋、Ｊava和C#之间的发展衍生如下图。
图2—1 Ｃ语言的衍生框图
a）Ｃ#与Ｃ/C++的比较
C＃实在Ｃ／C++语言的基础上发展起来的,C#是一个完全面向对象的开发语言，支持面向对象的所有关键概念,如封转、继承和多态等。
C#与C/Ｃ++语言比较，最大的特点就是实用简洁，实用。
C＃取消了不安全的类型转换，相对于C/C+＋语言而言，更安全更可靠。
b）C＃与Ｊaｖa的比较
C#与Jａva在很多方面具有相似性，同时也有一些重要的差别。
1。
相似之处:
（1）允许继承单个类，允许实现多个接口。
（2）ﻩ都是面向对象语言。
（3）ﻩ接口实现方面都是通过“iｎterｆace”关键词。
（４）都使用垃圾收集器。
（5）都能够异常处理。
（6）支持多线程。
2.差别：
（1）Ｃ#预定义的简单数据类型比Java多。
（2）C＃与Jaｖa包装与解除包装的方式略有不同。
（3）属性（Proｐerty）概念与域（Ｆield）概念在Ｃ＃中是相分离的,而Jaｖa却不是。
2.3.3编译语言的选定
根据软件开发语言本身来说适应开发要求有C+＋和Ｃ＃,但C＃具有更高的简洁性,相对于java，即具有更好的兼容性和可移植性，故选用Ｃ#.为了能够使设计方案具有比较性，将采用C+＋和C#同时开发,但以C#为主。
2.4方案的选定和假设条件
综合上述讨论，本设计将采用Ｗiｎｄows？
旗舰版作为软件的开发调试环境，编译语言选用Ｃ#和C+＋：
在Viｓua１Stuｄio20１0上进行编译。
硬件方面以市场上常见的普通摄像头（ＵSＢ接口即可）来代替，且自带驱动方便程序的API接口调用.
3.系统设计
3.1系统设计实施目标
本系统属于小型的智能视频监控系统，可以对指定的区域进行监控。
本系统主要实现的目标：
1）ﻩ系统采用人机交互的方式,界面友好美观，视频监控灵活、方便。
2）ﻩ适时对监控画面进行快照截图和录像操作.
３）选择观看已经录制的视频文件。
4）完善的系统注册功能。
５）ﻩ系统最大限度地实现易维护性和易操作性。
3.2系统软件设计框架图
图3—１系统框图
3.3系统软件流程图
图3—2系统软件流程图
3.4系统软件预览
本设计视频监控系统软件由多个程序窗口组成，下面仅列出几个典型窗体：
系统登录窗体如图3—3所示，该窗体用于实现用户登录功能。
图3－3 软件登录界面
主界面如图3-４所示,该窗体用于是实现视频监控和云台控制等功能。
图３－4 软件主界面
录像回放窗体如图３-5所示,该窗体用于实现录像的回放功能.
图３－5 录像回放窗体
3.5软件运行环境
本系统对其运行环境有一定的要求，具体如下：
1）系统开发平台：
MｉcrosoftVisｕalＳtudio201０。
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