基于QT的无线多路视频监控系统_周宝余

增刊１
周宝余，等：基于 ＱＴ 的无线多路视频监控系统
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件解决方案的无 线 多 路 视 频 监 控 系 统，本 系 统 可 实现 实 时、多 路 监 控，并 应 用 于 便 携 移 动 监 控，在 监控端设计了播 放 器、地 图 浏 览 器 等 附 加 应 用 程 序 接 口 ，方 便 监 控 者 使 用 。 该 系 统 具 有 成 本 低 、集 成 度 高 、使 用 简 便 、方 便 部 署 等 特 点 。
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吉 林 大 学 学 报 （工 学 版 ）
第 ４１ 卷
之 后，调 用 ＲＴＰＳｅｓｓｉｏｎ 类 当 中 ＧｅｔＮｅｘｔＰａｃｋｅｔ （）方法抽取 ＲＴＰ 数据报。
在代码实现中调用 Ｐｏｌｌ（）函数来对 ＲＴＰ 数据 报进行接收，之后在ＢｅｇｉｎＤａｔａＡｃｃｅｓｓ（）和 ＥｎｄＤａｔａ Ａｃｃｅｓｓ（）之 间 进 行 数 据 接 收 的 操 作，设 定 一 个 循 环 ，让 程 序 一 直 ｄｏ－ｗｈｉｌｅ循广泛 应用。随着硬件制造工艺的提升和性能的增强， 网络传输及图像 处 理 技 术 的 发 展，基 于 嵌 入 式 的 监控系统成为未来监控的发展趋势。相对于模拟 视频 监 控，嵌 入 式 监 控 设 备 具 有 体 积 小、便 于 部 署、监 控 范 围 大 的 特 点，自 身 价 格 相 对 低 廉；相 比
第 ４１ 卷 增 刊 １ ２０１１ 年 ７ 月
吉 林 大 学 学 报 （工 学 版 ）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖｏｌ．４１ Ｓｕｐ．１ Ｊｕｌｙ ２０１１
基于 ＱＴ 的无线多路视频监控系统
收 稿 日 期 ：２０１１－０３－２５． 基 金 项 目 ：吉 林 省 教 育 厅 科 学 基 金 项 目 （２００９６０５）． 作 者 简 介 ：周 宝 余 （１９８７－），女 ，硕 士 研 究 生 ．研 究 方 向 ：智 能 信 息 系 统 与 嵌 入 式 技 术 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｂａｏｙｕ７＠１６３．ｃｏｍ 通 信 作 者 ：臧 雪 柏 （１９６３－），女 ，博 士 ，研 究 员 ．研 究 方 向 ：网 格 计 算 与 智 能 系 统 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｂｚａｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
系统软件分为 采 集 端 软 件 和 监 控 端 软 件，使 用 Ｃ／Ｓ架构。系统软件架构模块如图２所示。
２ 采集端系统
（１）Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ 视 频 图 像 采 集 采集端 在 ＡＲＭ９ 处 理 器 上 连 接 ＯＶ５１１ 摄 像 头，摄像 头 设 备 在 Ｌｉｎｕｘ 系 统 中 被 当 做 文 件 来 处 理，在剪裁 Ｌｉｎｕｘ系 统 时 需 要 包 含 ＯＶ５１１ 摄 像 头 的驱 动。 摄 像 头 数 据 采 集 完 成 后，通 过 Ｖｉｄｅｏ４ Ｌｉｎｕｘ接口向应用层传 递 数 据 。 ［２］ 采 集 图 像 采 用 双缓冲技术。第一帧截图之后进行存储。在第一 帧存储的这段时 间 内，立 即 转 入 第 二 帧 的 图 像 截 取 ，在 第 二 帧 进 行 保 存 的 时 候 ，第 一 帧 已 经 存 储 完 毕，进入就绪 状 态。 这 样 就 加 快 了 图 像 采 集 的 速 度。 （２）基于 Ｘｖｉｄ的 ＭＰＥＧ－４视频压缩编码 ＭＰＥＧ－４［３］主要处理运 动 图 像 和 伴 音 的 压 缩 编 码。Ｘｖｉｄｃｏｒｅ［４］ 是 一 个 开 源 的，以 ＧＮＵ 的 ＧＰＬ 协议为基础，基于 ＯｐｅｎＤｉｖｘ编写的 ＭＰＥＧ－ ４视频编解码器。将缓冲区中的采集视频图像信 息进行压 缩 编 码 使 用 ｅｎｃ＿ｉｎｉｔ（）函 数，函 数 初 始 化中编码器对 结 构 体 ｘｖｉｄ＿ｅｎｃ＿ｃｒｅａｔｅ的 各 个 参 数进行设置。调用 ｘｖｉｄ＿ｅｎｃｏｒｅ（）创立编码器。 系统设计中使用 ＱＴｉｍｅｒ定时器不断将视频 采集部分 ｖ４ｌ＿ｇｒａｂ＿ｍｏｖｉｅ（＆ｖ４ｌ＿ｄｅｖ）函 数 ｖ４ｌ＿ ｄｅｖ．ｂｕｆｆｅｒ中的数据传递到 ｐＢｕｆｆｅｒ中，之后调用 Ｘｖｉｄ 对 缓 冲 区 进 行 压 缩 编 码 。 （３）基于 ＲＴＰ 协议的视频流发送 实时传输 协 议 ＲＴＰ［５］是 用 来 处 理 因 特 网 上 多媒体数 据 流 的 网 络 协 议。 系 统 采 用 ＪＲＴＰＬＩＢ 库，采 用 ｓｏｃｋｅｔ 机 制 实 现 网 络 通 讯，控 制 部 分 （ＲＴＣＰ）由ｊｒｔｐｌｉｂ 内 部 自 主 来 实 现 。 使用ＪＲＴＰＬＩＢ 传 输 视 频 流 媒 体 数 据 时，首 先 建 立 ＲＴＰＳｅｓｓｉｏｎ 类 的 一 个 实 例，然 后 利 用 Ｃｒｅａｔｅ（）函 数 将 这 个 实 例 进 行 初 始 化。 在 ＲＴＰ 传 输 的 接 收 端，在 ＪＲＴＰＬＩＢ 的 基 础 上，加 上 Ｊｔｈｒｅａｄ［６］的 支 持，这 样 可 以 让 数 据 接 收 使 用 线 程。
图 １ 无 线 多 路 视 频 监 控 系 统 总 体 结 构 图 Ｆｉｇ．１ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｍｕｌｔｉｗａｙ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｖｉｄｅｏ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
视频 采 集 端 硬 件 主 要 由 嵌 入 式 处 理 器 Ｓ３Ｃ２４４０［１］、图 像 采 集 设 备 ＯＶ５１１ 和 无 线 网 卡 ＴＰ－Ｌｉｎｋ ３２１Ｇ＋组成；监 控 端 硬 件 由 嵌 入 式 处 理 器 Ｓ３Ｃ２４４０、ＬＣＤ 液 晶 屏 和 无 线 网 卡 ＴＰ－Ｌｉｎｋ ３２１Ｇ＋ 组 成 。
３ 监控端系统
图 ２ 视 频 监 控 系 统 软 件 架 构 图 Ｆｉｇ．２ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｍｕｌｔｉｗａｙ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｖｉｄｅｏ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ
（１）监 控 端 视 频 流 接 收 在接 受 数 据 时，调 用 ＲＴＰＳｅｓｓｉｏｎ 类 当 中 的 Ｐｏｌｌ（）函数。当一个 ＲＴＰ会话中有多个数据源的 时候，可 调 用 ＲＴＰＳｅｓｓｉｏｎ 类 中 的 ＧｏｔｏＦｉｒｓｔＳｏｕｒｃｅ ＷｉｔｈＤａｔａ（）以及 ＧｏｔｏＮｅｘｔＳｏｕｒｃｅＷｉｔｈＤａｔａ（）两 个函数来遍历所有的源。在检测到有用的数据源
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｕｌｔｉｗａｙ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＱＴ
ＺＨＯＵ Ｂａｏ－ｙｕ１，ＺＡＮＧ Ｘｕｅ－ｂａｉ １，２，ＺＨＡＯ Ｈａｏ－ｙｕ３，ＢＡＯ Ｈｕａｎ－ｙｕ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２ Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２ Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３２，Ｃｈｉｎａ）
１ 系统架构
视频监控系 统 主 要 分 为 ２ 个 部 分：一 是 采 集 端 ，完 成 对 监 控 现 场 进 行 视 频 采 集 ，对 视 频 信 号 进 行压 缩，发 送 到 视 频 监 控 端，根 据 用 户 的 需 要，采 集 端 可 以 有 多 个 ；二 是 监 控 端 ，接 收 视 频 信 号 并 解 码 ，将 视 频 显 示 在 监 视 器 上 ，如 图 １ 所 示 。
周 宝 余１，臧 雪 柏１，２，赵 浩 宇３，包 环 宇１
（１．吉林大学 软件学院，长 春 １３００１２；２．吉 林 大 学 计 算 机 科 学 与 技 术 学 院 ，长 春 １３００１２；３．长 春 师 范 学 院 计算机科学与技术学院，长春 １３００３２）
摘 要：针对视频监控的嵌入式实际应用，提出了一个基于 ＱＴ 的无线多路视频监控终端软件解 决方案。采用 ＱＴ 跨平台开发库设计用户界面及其应用程序，无线传输采用８０２．１１ｇ协议，采用 基于 ＭＰＥＧ－４的视频编码方案 ＸＶＩＤ 对视频图像信号编码解码，使用 ＲＴＰ／ＲＴＣＰ协议保证流媒 体的传输，设计嵌入式 Ｌｉｎｕｘ进程和线程，保证多路监控的效率和质量，实现一个由软件完成编 码解码的无线多路视频监控系统。实验结果验证了方案的可行性，并有较好的监控效果。 关键词：多路监控；嵌入式 Ｌｉｎｕｘ；ＱＴ；ＭＰＥＧ－４；ＲＴＰ 协议 中 图 分 类 号 ：ＴＰ３９３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１－５４９７（２０１１）Ｓｕｐ．１－０２０４－０４
以 ＰＣ 机为主 体 的 数 字 视 频 监 控，嵌 入 式 监 控 设 备 具 有 高 实 时 性 ，软 硬 件 可 剪 裁 ，系 统 具 有 良 好 的 适应性，操 作 简 单，结 合 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网 络 的 广 泛 使 用，具有很强 的 实 际 应 用 性。 本 文 在 嵌 入 式 设 计 基础上，结合 Ｑｔ技 术、流 媒 体 技 术 和 实 时 传 输 协 议 ＲＴＰ，设计了一个基于嵌入式平台 的 着 眼 于 软
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅ ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｕｌｔｉ－ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＱＴ．Ｗｅ ｕｓｅ ＱＴ，ａ ｃｒｏｓｓ－ｐｌａｔｆｏｒｍ ｌｉｂ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｗｅ ｕｓｅ ８０２．１１ｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｆｏｒ ｅｎｃｏｄｅ ａｎｄ ｄｅｃｏｄｅ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｓｉｇｎａｌ，ｗｅ ｕｓｅ ＸＶＩＤ，ａ ＭＰＥＧ－４ｂａｓｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｅ ａｌｓｏ ｕｓｅ ＲＴＰ／ＲＴＣＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅａｍ ｍｅｄｉａ．Ｗｅ ｄｅｓｉｇｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｌｉｎｕｘ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｒｅａｄｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ ｍｏｎｉｔｏｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅ ｒｅａｌｉｚｅ ａ ｍｕｌｔｉ－ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｅｎｃｏｄｅ ａｎｄ ｄｅｃｏｄｅ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｈａｓ ｗｅｌｌ ｍｏｎｉｔｏｒ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ；ＱＴ；ＭＰＥＧ－４；ＲＴＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ