视频监控系统在水利行业中的应用——以南水北调工程为例

摘要

南水北调工程是党中央、国务院批准兴建的大型跨流域调水工程，是实现我国水资源优化配置的战略设施。工程作用主要是补充沿线城市及工业用水，兼顾部分农业和生态环境用水。视频监控系统为推动南水北调信息化起到了非常重要的作用：及时准确地为领导决策提供了直观的图像信息，同时可以改善观测、测量工作人员的工作环境，减少工作人员，做到无人值守、少人值班。
　　 本文首先分析了目前适合于水利部门的几种视频监控方式，并对无线监控的两种主要方式微波方式及CDMA/GPRS方式进行了分析对比，结合南水北调工程的现状提出了一套无线视频监控系统的解决方案，该方案充分利用现有网络环境，增加移动视频监控点，通过数字/模拟摄像头的视频数据采集，在便携式电脑中进行数据存储，同时便携式电脑通过CDMA/GPRS Internet连接卡实现通过Internet与防汛指挥中心的连接，进而调度指挥中心对各流域不同地段汛情视频信息的及时掌握。采用TCP/IP协议的网络视频传输方法，应用WinSock网络编程技术，调用MFC中的成员函数，完成端口网络编程，实现了视频监控系统中的网络传输。在监控端的实时数据流解码方面，采用Microsoft的DirectShow媒体开发包，经过对网络数据流的处理，进行流媒体的解压缩和实现监控画面显示。在VC++开发环境下，完成整个系统的软件分析与设计，并且给出了各功能模块的具体实施过程。
　　 最后对软件在南水北调二级坝泵站给定测试环境下进行了多方面的综合实验测试，并取得良好的测试结果，结果证明利用CDMA/GPRS无线网络传输实时视频图像，传输速度和传输质量基本能保证水利指挥调度与信息获取的要求。
　　 视频监控系统是多媒体技术、计算机网络、工业控制和人工智能等技术的综合运用，它正朝着视频/音频的数字化、系统的网络化和管理的智能化方向不断发展。本文所完成的南水北调视频监控系统，可与泵站设备同步运行，在线监控并远程通讯。也可切换退出，使泵站按原有的电气控制模式运行，不受监控。将系统稍作改动，可用于其它远程监控现场的应用，具有良好的应用前景，并且为系统的进一步研究和开发奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2课题研究背景

1.2.1视频监控系统的发展概况

1.2.2国内水利视频监控的发展概况

1.3论文主要研究工作

第二章水利行业视频监控系统分析

2.1需求分析

2.2视频监控系统的结构

2.3视频监控系统的功能

2.4水利行业视频监控系统方案设计

2.4.1局域网建设

2.4.2广域网建设

2.4.3视频采集

2.4.4传输控制

2.4.5网络拓扑结构

第三章无线视频监控系统的原理与组成

3.1无线视频监控系统在水利行业中的优势

3.2无线视频监控系统原理

3.3无线视频监控传输网络方案选型及比较

3.3.1无线微波传输

3.3.2 CDMA／GPRS传输

3.3.3无线微波传输及CDMA／GPRS传输方式的比较

第四章 南水北调工程无线视频监控系统方案设计

4.1概述

4.2方案设计

4.2.1设计原则

4.2.2系统主要任务

4.2.3系统总体方案设计

4.3实时视频技术选型

4.3.1流媒体技术

4.3.2基于DirectShow的视频解码技术

第五章南水北调工程视频监控的系统软件设计

5.1视频监控系统功能模块

5.2核心模块流程图及关键函数代码

5.2.1视频编解码模块软件设计

5.2.2网络通信模块

5.2.3视频显示模块

5.3客户端的软件实现

5.3.1多路画面同时监控的实现

5.3.2客户端主机软件流程

5.4服务器端的软件实现

5.4.1视频的初始化，启动和关闭

5.4.2配置的读入和写入

第六章系统测试与应用实验

6.1系统测试

6.1.1测试环境

6.1.2测试内容及步骤

6.1.3测试结果

6.1.4测试评价

6.2南水北调东线一期工程二级坝泵站视频监控系统应用实验

6.2.1系统构成

6.2.2系统效果

第七章结束语

7.1工作总结

7.2系统改进

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表学术论文及参与项目情况