基于USB摄像头的局域网

【摘 要】整个系统主要由客户端和服务器端两个应用程序构成。服务器端可以通过USB口的摄像头采集视频数据，客户端通过网络接收服务器传出的实时帧数据，然后从帧中取出图像数据。本文首先对视频监控领域做了总述，然后介绍监视系统的系统结构、各个模块组成和功能及其运行的流程，最后介绍软件的运行和操作方法。

【关键词】局域网监视系统 视频捕捉 TCP/IP 数据传输

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）04-0187-02

一 前言

视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它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，随着计算机技术、网络技术以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。

1.视频监控技术的发展

随着网络通信、数字视频、多媒体技术的发展，视频监控技术已由传统的模拟走向了数字化、网络化、智能化。由于数字信号具有抗干扰能力强、失真小、传输不受距离限制等优点，因此各种数字视频技术得到了迅速的发展。传统的安全防范系统已逐步向以图像处理为核心的、融合了网络、传感、通信技术的数字视频监控系统过渡。

监控系统的发展经历了第一代的全模拟系统，到第二代部分数字化的系统，再到第三代完全数字化的系统（网络摄像机和视频服务器）三个阶段的发展演变，现在正在向第四代全IP时代前进。

2.USB摄像头视频监控系统的应用领域

由于USB摄像头价格便宜且安装方便，其用户的安装和使用不需要特别复杂的技术水平，因而可以节省大笔的费用。它的即插即用、价格便宜等特点尤其适用于对资金投入不高的家庭用户。对于使用摄像头较多的网吧、学校机房也可以为其在提供基本的安全保障的同时并节省成本。

二 系统功能

本系统可以在服务器端通过摄像头获取图像信息，在客户端可以查看网络传输来的图像信息，可以对此拍照、录像、录像回放、动态监控。

功能模块：在服务器端通过摄像头获取图像信息，并且进行网络数据传输。在客户端主要是获取网络数据流，并且实现拍照、录像等功能。

功能模块图

三 运行流程

1.TCP/IP协议简介

TCP/IP是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。

TCP/IP指传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。

TCP/IP定义了电子设备（如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。在私网中，它也被用做通信协议。当你直接网络连接时，你的计算机应提供了一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。

TCP/IP是一个两层的程序。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的，即通信是网络中的一台主机与另一台主机之间。

2.服务器端数据传送

服务器端首先读取摄像头的视频信息，然后图像信息转换为数据流。等待客户端的连接，等连接后往客户端传输数据。

3.客户端数据接收

客户端接收来自服务器端传输来的网络流，然后把这些网络流重组成图像信息显示在空间PICTUREBOX中。

四 图像处理

第一，快照模块。实际上就是把PICTUREBOX中的图像保存为文件形式。

第二，录像模块。录像功能主要是如何将PICTUREBOX中的图片转换为AVI或者其他录像格式，调用了VFW的Tiger.Video.VFW.dll文件很方便地实现了此项功能。在dll文件主要有aviread和aviwriter两个函数，主要是avi和BMP之间的互相转换，这个程序主要用到aviwriter当中的addframe方法是往视频文件中写信息，Open方法是打开压缩方式对话框。

第三，回放模块。回放功能是用了VS2005当中的Windows media控件来实现的。

第四，动态监测模块。动态监测顾名思义就是在有物品运动的时候自动进行拍照、录像、报警等。实现动监的基本思想是：在一定的时间间隔内获取两幅图片，对两幅图片进行对比，如果图片相同则没有动作，如果不同，则进行录像。

五 测试运行情况

任何一个系统的正确运行都是建立在多次测试基础上的，只有经过多次测试才可以发现系统存在的不足或逻辑错误。

具体测试内容如下：（1）输入错误的IP地址。不能连接服务器。（2）服务器端未开启。客户端不能连接，并且出现相应提示。（3）客户端或服务器意外断开连接。当一方断开连接时另一方出现提示，并且可以恢复连接。（4）录像，快照功能。对于此功能不停地对视频进行录像和拍照未出现错误。（5）动监模块。点击动态监测按钮，不同晃动摄像头和在摄像头静止的情况下查看保存的图片信息，功能正常。

六 结论

在整个设计工作中主要的工作有：（1）服务器和客户端的

网络数据传输。（2）客户端的数据重组，录像功能，快照功能，回放功能，动态监控功能。本系统主要运用了视频捕捉、VFW、AVICap编程、视频文件格式、网络传输协议TCP/IP等很多知识。通过USB摄像头在服务器获取到视频图像信息，然后再在客户端接收网络传输来的数据流，在客户端实现了录像、快照、回放、动态监控的功能。

参考文献

[1]阮林波、曹锦云.基于USB摄像头的自动监控系统[J].计算机工程与设计，2004（6）

[2]杨颖、陈之龙、黄杰等.基于USB摄像头的嵌入式远程视频监控系统[J].微计算机信息，2007（5）

〔责任编辑：李锦雯〕