第２６卷第４期 ２０１６年４月
计算机技术与发展
ＣＯＭＰＵＲＥＲ ＩＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ Ｖ０１．２６ Ｎｏ．４
Ａｐｒ． ２０１６
基于物联网的远程视频监控系统设计 佘雷，许宏科，胡 欣 （长安大学电子与控制工程学院，陕西西安７１００６４）
摘要：物联网技术在智能建筑行业的应用无处不在。该系统采用ＬＡＢＶＩＥＷ为开发软件，设计以办公楼为对象的视频监 控虚拟实验系统，实现视频监控安防系统的功能。系统具有仿真楼内各设备的运行及人员活动的实时监视和事后查询功 能；完成基于物联网的远程视频监控虚拟实验系统软件的设计开发。系统的前端为视频摄像输入，后端是显示、记录和控 制装置。通过控制装置对前端摄像机和后端显示及记录设备进行控制，实现对前端摄像机、镜头、云台的控制，对后端显 示、记录设备的控制，与入侵报警系统和火灾报警系统的联动控制，采用视频数据文件回放技术，实现视频监控数据的 回放。 关键词：物联网；视频监控；智能建筑；虚拟实验 中图分类号：ＴＰ３０２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—６２９Ｘ（２０１６）０４—０１３９—０５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—６２９Ｘ．２０１６．０４．０３１
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｉｄｅｏ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ
ＹＵ Ｌｅｉ，ＸＵ Ｈｏｎｇ－ｋｅ，ＨＵ Ｘｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ ７１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔａｋｅｓ ＬＡＢＶＩＥＷ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐ— ｍｅｒｉｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｆｏｒ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｌｌ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｆｆ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｑｕｅｒｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ．Ｓｙｓ— ｔｅｍｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｉｓ ｃａｌｌｌ￣１＂ａｉｎｐｕｔａｎｄｔｈｅｂａｃｋ－ｅｎｄｉｓｄｅｖｉｃｅｆｏｒｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ，ｒｅｃｏｒｄｉｎｇａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅ ｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒｔｈｅｆｒｏｎｔ ｃａｍｅｒａａｎｄｔｈｅ ｂａｃｋ－ｅｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆｄｉｓｐｌａｙｉｎｇａｎｄ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｔｈｅｆｒｏｎｔ ｃａｌｎ￣＇ａ，ｌｅｎｓ，ａｎｄ ＰＴＺ， ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｃｋ－ｅｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ．ａｎｄ ｌｉｎｋａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｔｌｌ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｆｉｒｅ ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｖｉｄｅｏ ｄａｔａｆｉｌｅａｎｄ ｐｌａｙｂａｃｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓ ｕｓｅｄｔ０ ｒｅａｌｉｚｅａｎａｌｏｇ ｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｒａｃｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ；ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
Ｏ 引 言 随着社会的迅速发展，视频监控系统在社会的各 个行业都得到了广泛应用，尤其是在智能建筑领域，安 防系统、停车场系统、消防控制系统等都有相关应用。 视频监控系统在日常生活、消防安防以及商业等领域 的需求都在逐步增加。视频监控系统也成为各行业重 点部门或重要场所安防监控的物理基础，管理部门可 以通过视频监控来获取视频图像等信息，对发生的异 常事件进行及时监视。
另外，随着全球信息技术革命的深入和３Ｇ网络 的建设，“物联网”（１ＯＴ）正逐渐成为各国构建经济社 会发展模式的先导领域。物联网被称为世界信息产业 的第三次浪潮，同时也代表了下一代信息发展的方向。 ２０１１年以来“智慧城市”成为物联网应用的热点，而智 能建筑也成为“智慧城市”的重要组成部分，通过与物 联网的结合，得以提升建筑的智能化水平。 文中试图将物联网技术和传统的视频监控系统相 结合，用户可以远程使用互联网进行远程视频监控，建
收稿日期：２０１５—０７—０１ 修回日期：２０１５—１０—１４ 网络出版时间：２０１６—０３—２２ 基金项目：中央高校基本科研项目（２０１３ｊｍ８０１７）；归国留学人员科研启动项目（２０１３Ｃ０３２０１１８）；陕西省社会发展科技攻关项目（２０１３ Ｉ］０３２０１８１）；陕西省自然科学基金项目（２０１４Ｇ１３２１０３９） 作者简介：余雷（１９７５一），男，讲师，研究方向为物联网、控制科学与工程。 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１４５０．ＴＰ．２０１６０３２２．１５１９．０４２．ｈｔｍｌ ｌ４０· 计算机技术与发展 第２６卷 立基于物联网的远程视频监控系统。
１物联网与视频监控系统 物联网一“Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ”，顾名思义就是 “实现物物相连的互联网络”。物联网通过光学识别、 射频识别、传感器、全球定位系统等技术，实时采集任 何需要监控互动的物体或过程，实现物与物、物与人之 间的链接。物联网有两个方面的内涵：一是物联网的 核心还是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展； 二是用户端延伸和扩展到了任何物品之间。物联网通 过在物体上部署具有感知能力的传感器、射频识别装 置（ＲＦＩＤ）、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设 备，按约定的协议，使物体之间可以传递信息，以实现 智慧化识别、定位、跟踪、监控和管理。 智能建筑与物联网的结合是大势所趋，在物联网 的概念被广泛接受以后，人们发现智能建筑中已经存 在大量的物联网技术。建筑智能化系统各终端设备经 过传感器网络互相连接，构成了准物联网形态或完全 物联网形态，比如现在正处于热点的智能家居、网络安 防、建筑设备监控、三表合一等系统。智能建筑与物联 网的结合有一定的必然性。首先，智能建筑与物联网 相结合，将会促进智能建筑向着系统大集成大综合方 向深入发展；其次，物联网技术与智能建筑相结合扩展 了相应物联网的应用范围；最后，智能建筑与物联网的 结合可以促进智慧城市的发展。 在智能建筑层面物联网形态如图１所示。智能家 居网络连接智能建筑中各子系统，包括水电、家居安 防、窗帘、远程表具等。家居网络可以是有线，也可以 是无线，可以是ＴＣＰ／ＩＰ网络，也可以是非ＴＣＰ／ＩＰ网 络。住户和物业可以通过网络访问各种家居的智能 控制。
水电 家居安防 窗帘 远程表具 图１ 智能建筑物联网形态 视频监控系统就是通过实时检测来监控相应场景 下的运动目标，并对其进行分析、定位、识别、跟踪和行 为理解。它借助计算机强大的数据处理功能，利用图 像处理、模式识别和计算机视觉等技术，抽取并分析视 频源中的关键信息，及时发现并处理监控场景下的异 常情况。传统的视频监控系统无法实现远程监控，当 设备系统本身出现问题时也无法进行远程检测，而物 联网通过网络可以实现远程监测、远程诊断等功能。 视频监控系统经过了四代发展，从８０年代的模拟 闭路视频监控系统过渡到２１世纪数字化、网络化和高 清化的视频监控系统。目前第四代智能视频监控平台 主要通过海量的视频数据进行智能视频分析，正成为 新的研究点和开发方向 。该平台通过对原始的视 频图像进行背景建模、目标检测与识别、目标跟踪等一 系列分析，根据预先设计的安全规则来提取视频源中 的关键信息，变被动监控为主动监控，并通过网络进行 传输，由以前的事后分析变为现在的事中分析和预警， 提高安全系统的反应速度。近年来，基于物联网理念 的视频监控系统逐渐成为主流，智能监控平台上利用 感知技术与智能分析对对象进行自动感知识别。同 时，视频监控在物联网技术中也变得无处不在，与其他 子系统紧密融合，从而实现智能管理与决策。 在欧美等国，智能视频监控项目的研究已有很多 年 。美国国防高级研究项目署设立了以卡内基梅 隆大学为首的多所大学参与的ＶＳＡＭ系统。该系统 主要用于战场和普通民用监控场景。美国ＯｂｊｅｃｔＶｉｄ— ｅｏ公司开发了一套视频分析系统用于边境安检和入 侵检测。麻省理工学院开发的实时智能视频监控系统 Ｐｆｉｎｄｅｒ，可以在静态复杂背景下对人体进行较为准确 的实时跟踪，并能够克服短暂光照等干扰因素的扰动。 伦敦大学的ＡＤＶＩＳＯＲ项目通过多摄像机协同监控有 效进行公共交通系统管理。 在我国，智能视频监控系统目前正处于发展阶段， 也有越来越多的高校和研究机构对此开展了大量的研 究工作。中科院自动化研究所智能监控研究中心谭铁 牛带领的研究组开发了ＶＳＴＡＲ原型系统。该系统包 括计算机视觉、模式识别、人工智能等，支持自动检测 和目标识别，可应用于智能交通中的交通视频监控和 行人视频监控 。目前可支持无线网络的智能视频监 控中移动式视频监控系统正成为研究热点。林承德 等 。 研究了基于３Ｇ网络的智能视频监控系统；熊 俊 、赵华军等 开展关于移动式智能视频监控系 统的开发。随着大数据的应用及云技术的发展，智能 监控系统逐渐由传统的集中式向网络式过渡 ，通 过大数据和云计算强大的工作能力，实现对环境的快 速响应。而且摄像头也不再是单一的监控摄像头，而 是具有自主能力，能对环境做出反应和操作。移动协 同式摄像头能通过多个摄像头之间的移动协同，相互 配合，实现监控无死角，当有可疑目标时还能进行移动 式跟踪 珈 。 物联网技术和视频监控系统相互发展，相互促进， 使得两者的结合研究目前正成为热点。智能视频监控 系统使物联网有了眼睛，物联网使得智能视频监控系