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【摘要】 随着信息技术的迅速发展并应用到各行各业领域当中，创建与完善校园安全防范体系，提出一个基于C#的校园安全视频监控管理系统。结合校园实际环境，系统采用C/S结构，整个系统划分成终端监控、监控视频数据传输、监控操作管理、监控中心电视墙监控四大部分。系统的实现，充分利用校园IP网络资源共享的优势，时刻监控校园的每一个区域，形成一张网络化的校园视频监控网，为建设平安校园提供技术保障。
【关键词】 C# 校园安全 视频监控 管理系统Design and Implementation of a Campus Safety Monitoring System
Chang Guizhao（Guangzhou Huadu District Economic and Trade Vocational Technical School，Guangdong，Guangzhou 510800）
Abstract： With the rapid development of information technology and applied to all walks of life field， creating a perfect campus safety and prevention system. From that standpoint，a campus video security monitoring and management system based on C# is presented. The system is a video monitor management system using the C/S architecture， Combined with the campus environment.The whole system is divided into four parts： terminal monitoring， data transmission， operation and management， the monitoring center. The realization of the system is the full use of the advantages of IP campus network resource sharing. The system can monitor each place all the time in the campus， to form a monitoring network， provide technical support to create a safe campus.
Key Words： C# Campus security Video monitor Management system
近年来，全国各地各类学校在校园内连续发生多起伤学生、盗窃等恶性案件，这些案件给学校以及学校周边的治安工作敲响了警钟。为了确保学校师生的人身安全，加强学校的治安综合治理，避免各类安全隐患事件在校园内发生，需要运用现代信息技术来加强校园内的安全监控工作，从而实现由原来的人防到技术防范的转变，不仅提高了学校的信息化建设水平，更重要的是提高校园安全监控管理的能力，营造一个安全、和谐的校园环境。
一、校园安全视频监控系统的分析与设计
1.1 系统需求分析
校园安全视频监控管理系统的设计与实现依托广州某学校作为课题研究背景，根据校园安全监控管理需要来确定系统设计的需求，并按现代软件工程技术方法进行开发与实现。学校周边外来务工人员众多，环境复杂。由于外来人员常到校内休闲散步等，给学校安全管理带来巨大隐患，建设一个校园安全视频监控管理系统势在必然。
1.2 系统网络运行平台设计
综合考虑学校的校园周边环境、校园范围、教学楼群布局、网络软硬件情况、系统建设经费等，把系统设计为C/S工作模式，即客户机/服务器工作模式。客户机端主要提供校园安全监控操作与浏览，服务器端主要是监控系统的管理平台与数据存储。客户机端与服务器端通过校园网络连接传输视频监控数据。为了保证监控摄像机的监控视频流准确、稳定的通过校园IP网络进行传输至服务端存储与监控浏览终端监控，在摄像机与校园网络接入处安装视频HS监控服务器，实现多路H.264的压缩方式视频流稳定流畅传输。监控摄像终端同时安装语音对讲、烟雾红外感应器、红外传感器、报警开关等设备，更好满足对监控校园安全行为的需要、更准确地实现系统的功能。根据系统的背景需求、功能需求与性能需求分析，设计该系统网络平台结构如图1所示。
1.3 系统功能结构设计
整个系统构成由各区域终端监控点、系统监控数据传输、系统监控操作管理中心、中心监控屏幕录像电视墙四大部分。设计出系统的总体功能结构如图2所示。
1.4系统监控云台协议设计
系统采用Pelco_P协议。Pelco_P协议采用RS-485进行传输，线路信号速率为4800波特/秒以上。该协议规定1位起始位和停止位，8位数据位。Pelco_P协议命令为8个字节，各个字节的功能定义为：字节1为STX，表示开始传输，码值始终为A0H；字节2为地址码，表示摄像机的逻辑地址范围，码值为00H-1FH；字节3为指令码，共8位，位0和位1是焦距调节，位2和位3是光圈调节，位4是摄像机开/关，位5是自动扫描；字节4为指令码2，共8位，是摄像机镜头上、下、左、右视角的宽窄调节；字节5为数据码1，是摄像机镜头左右水平方向移动速度，由低速到高速码值为00H-3FH，00H为停止，最高速为40H；字节6为数据码2，是摄像机镜头上下垂直方向移动速度，由低速到高速码值为00H-3FH，00H为停止，最高速为3FH；字节7为ETX，是停止码，码值始终为AFH；字节8为校验码，校验码的值为：校验码= Byte1 ⊕Byte2 ⊕Byte3 ⊕Byte4 ⊕Byte5 ⊕Byte6⊕Byte7 。 二、系统关键模块的实现2.1 云台监控协议的实现
云台控制通过云台协议来完成，当云台收到来自外部的控制信号时，云台解码器将这些信号转换为水平、垂直运动，光圈、焦距调节，摄像机关闭、开启等云台控制功能，而这些指令是由云台控制协议确定的。关键部分实现如下：
public byte[] CameraFocus（ uint deviceAddress，Focus action）{ //聚焦调控
if（action= =Focus.Near）
return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）；
else
return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraZoom（uint deviceAddress，Zoom action）{ //对焦调控
return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraIfisSwitch（uint deviceAddress，Iris action） { //光圈调控
return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraSwitch（uint deviceAddress，Switch action） { //雨刷调控
byte m_action=CameraOnOff； if（action= =Switch.On）
m_action=CameraOnOff+Sense；
return Message.GetMessage（deviceAddress，m_ action，0x00，0x00，0x00）； }
2.2 录像回放模块的实现
进行视频监控有时是需要对视频进行录制，录制好的监控视频变成录像文件，需要时能够实现播放。系统录像回放模块的功能就是用来选择已经录制好的视频录像文件。要实现录像回放功能，需要用到Media Player控件，该控件不是C#“工具箱”默认的控件，要通过将COM组件添加到工具箱中。具体实现的主要部分如下：
private void btnPlay_Click（object sender，EventArgs e）{
ofDialog.filter=″*.avi|*.avi″； //视频文件的格式
ofDialog.Title= “请选择播放的监控视频文件”； //对话框标题
ofDialog.InitialDirectory=Application.StartupPath. Substring（0， Application.StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））. Substring（0，Application.StartupPath.Substring（0，Application. StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））+ ＼＼Video＼＼；
if（ofDialog.ShowDialog（ ）= =DialogReult.OK）{
this. axWinMediaPlayer1.URL=ofDialog.FileName； }//播放视频文件 }
2.3 监控主窗体的实现
校园安全视频监控系统与其它信息系统相比，其操作界面并不需十分华丽，只要方便操作与管理即可。基于此考虑，把系统的关键功能：云台控制、方向控制、角度控制、设备管理等集成于主窗体界面。在实现时，创建一个系统监控管理主窗体WindowsMonitorMain.cs，监控管理的关键功能云台控制、方向控制、角度控制、设备管理等通过主窗体调用云台控制类PTZCtrl、方向控制类DirectionCtrl、角度控制类AngleCtrl、设备管理类DeviceMang的方法来实现。
用户登录通过验证后，进入到系统监控管理WindowsMonitorMain.cs主窗体，如图3所示。
三、结束语
系统的实现，充分利用校园IP网络资源共享的优势，时刻监控校园的每一个区域，形成一张网络化的校园视频监控网，为建设平安校园提供技术保障。系统开发采用先进的软件工程技术，着眼于C/S结构架构，利用了软件架构方法学思想并丰富了软件开发架构周期理论，提出了一些改进方法。经过测试与试用，表明监控视频流传输稳定、监控录像清晰、监控操作界面简洁，达到实际应用要求。
参 考 文 献
[1]陈玉梅， 尹其畅， 赵忠杰. 嵌入式远程视频监控系统设计与实现. 西安工程大学学报， 2013，27（5）： 638-642
[2]叶牛， 杨铁梅. 基于ARM11和GTK+的视频监控系统设计. 工业控制计算机， 2013（11）： 134-135，138
[3]郭芳， 张家树. 基于H.265的安全高效的指数哥伦布编解码方案. 计算机应用与软件， 2013，30（10）： 85-86，112
[4] Woo H， Jung Y M， Kim J G， et a1. Environmentally Robust Motion Detection for Video Surveillance. IEEE Trans-actions on Image Processing， 2010，19（11）： 2838-2848
【关键词】 C# 校园安全 视频监控 管理系统Design and Implementation of a Campus Safety Monitoring System
Chang Guizhao（Guangzhou Huadu District Economic and Trade Vocational Technical School，Guangdong，Guangzhou 510800）
Abstract： With the rapid development of information technology and applied to all walks of life field， creating a perfect campus safety and prevention system. From that standpoint，a campus video security monitoring and management system based on C# is presented. The system is a video monitor management system using the C/S architecture， Combined with the campus environment.The whole system is divided into four parts： terminal monitoring， data transmission， operation and management， the monitoring center. The realization of the system is the full use of the advantages of IP campus network resource sharing. The system can monitor each place all the time in the campus， to form a monitoring network， provide technical support to create a safe campus.
Key Words： C# Campus security Video monitor Management system
近年来，全国各地各类学校在校园内连续发生多起伤学生、盗窃等恶性案件，这些案件给学校以及学校周边的治安工作敲响了警钟。为了确保学校师生的人身安全，加强学校的治安综合治理，避免各类安全隐患事件在校园内发生，需要运用现代信息技术来加强校园内的安全监控工作，从而实现由原来的人防到技术防范的转变，不仅提高了学校的信息化建设水平，更重要的是提高校园安全监控管理的能力，营造一个安全、和谐的校园环境。
一、校园安全视频监控系统的分析与设计
1.1 系统需求分析
校园安全视频监控管理系统的设计与实现依托广州某学校作为课题研究背景，根据校园安全监控管理需要来确定系统设计的需求，并按现代软件工程技术方法进行开发与实现。学校周边外来务工人员众多，环境复杂。由于外来人员常到校内休闲散步等，给学校安全管理带来巨大隐患，建设一个校园安全视频监控管理系统势在必然。
1.2 系统网络运行平台设计
综合考虑学校的校园周边环境、校园范围、教学楼群布局、网络软硬件情况、系统建设经费等，把系统设计为C/S工作模式，即客户机/服务器工作模式。客户机端主要提供校园安全监控操作与浏览，服务器端主要是监控系统的管理平台与数据存储。客户机端与服务器端通过校园网络连接传输视频监控数据。为了保证监控摄像机的监控视频流准确、稳定的通过校园IP网络进行传输至服务端存储与监控浏览终端监控，在摄像机与校园网络接入处安装视频HS监控服务器，实现多路H.264的压缩方式视频流稳定流畅传输。监控摄像终端同时安装语音对讲、烟雾红外感应器、红外传感器、报警开关等设备，更好满足对监控校园安全行为的需要、更准确地实现系统的功能。根据系统的背景需求、功能需求与性能需求分析，设计该系统网络平台结构如图1所示。
1.3 系统功能结构设计
整个系统构成由各区域终端监控点、系统监控数据传输、系统监控操作管理中心、中心监控屏幕录像电视墙四大部分。设计出系统的总体功能结构如图2所示。
1.4系统监控云台协议设计
系统采用Pelco_P协议。Pelco_P协议采用RS-485进行传输，线路信号速率为4800波特/秒以上。该协议规定1位起始位和停止位，8位数据位。Pelco_P协议命令为8个字节，各个字节的功能定义为：字节1为STX，表示开始传输，码值始终为A0H；字节2为地址码，表示摄像机的逻辑地址范围，码值为00H-1FH；字节3为指令码，共8位，位0和位1是焦距调节，位2和位3是光圈调节，位4是摄像机开/关，位5是自动扫描；字节4为指令码2，共8位，是摄像机镜头上、下、左、右视角的宽窄调节；字节5为数据码1，是摄像机镜头左右水平方向移动速度，由低速到高速码值为00H-3FH，00H为停止，最高速为40H；字节6为数据码2，是摄像机镜头上下垂直方向移动速度，由低速到高速码值为00H-3FH，00H为停止，最高速为3FH；字节7为ETX，是停止码，码值始终为AFH；字节8为校验码，校验码的值为：校验码= Byte1 ⊕Byte2 ⊕Byte3 ⊕Byte4 ⊕Byte5 ⊕Byte6⊕Byte7 。 二、系统关键模块的实现2.1 云台监控协议的实现
云台控制通过云台协议来完成，当云台收到来自外部的控制信号时，云台解码器将这些信号转换为水平、垂直运动，光圈、焦距调节，摄像机关闭、开启等云台控制功能，而这些指令是由云台控制协议确定的。关键部分实现如下：
public byte[] CameraFocus（ uint deviceAddress，Focus action）{ //聚焦调控
if（action= =Focus.Near）
return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）；
else
return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraZoom（uint deviceAddress，Zoom action）{ //对焦调控
return Message.GetMessage（deviceAddress，0x00，（byte） action，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraIfisSwitch（uint deviceAddress，Iris action） { //光圈调控
return Message.GetMessage（deviceAddress，（byte） action，0x00，0x00，0x00）； }
public byte[ ] CameraSwitch（uint deviceAddress，Switch action） { //雨刷调控
byte m_action=CameraOnOff； if（action= =Switch.On）
m_action=CameraOnOff+Sense；
return Message.GetMessage（deviceAddress，m_ action，0x00，0x00，0x00）； }
2.2 录像回放模块的实现
进行视频监控有时是需要对视频进行录制，录制好的监控视频变成录像文件，需要时能够实现播放。系统录像回放模块的功能就是用来选择已经录制好的视频录像文件。要实现录像回放功能，需要用到Media Player控件，该控件不是C#“工具箱”默认的控件，要通过将COM组件添加到工具箱中。具体实现的主要部分如下：
private void btnPlay_Click（object sender，EventArgs e）{
ofDialog.filter=″*.avi|*.avi″； //视频文件的格式
ofDialog.Title= “请选择播放的监控视频文件”； //对话框标题
ofDialog.InitialDirectory=Application.StartupPath. Substring（0， Application.StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））. Substring（0，Application.StartupPath.Substring（0，Application. StartupPath.LastIndexOf（″＼＼″））+ ＼＼Video＼＼；
if（ofDialog.ShowDialog（ ）= =DialogReult.OK）{
this. axWinMediaPlayer1.URL=ofDialog.FileName； }//播放视频文件 }
2.3 监控主窗体的实现
校园安全视频监控系统与其它信息系统相比，其操作界面并不需十分华丽，只要方便操作与管理即可。基于此考虑，把系统的关键功能：云台控制、方向控制、角度控制、设备管理等集成于主窗体界面。在实现时，创建一个系统监控管理主窗体WindowsMonitorMain.cs，监控管理的关键功能云台控制、方向控制、角度控制、设备管理等通过主窗体调用云台控制类PTZCtrl、方向控制类DirectionCtrl、角度控制类AngleCtrl、设备管理类DeviceMang的方法来实现。
用户登录通过验证后，进入到系统监控管理WindowsMonitorMain.cs主窗体，如图3所示。
三、结束语
系统的实现，充分利用校园IP网络资源共享的优势，时刻监控校园的每一个区域，形成一张网络化的校园视频监控网，为建设平安校园提供技术保障。系统开发采用先进的软件工程技术，着眼于C/S结构架构，利用了软件架构方法学思想并丰富了软件开发架构周期理论，提出了一些改进方法。经过测试与试用，表明监控视频流传输稳定、监控录像清晰、监控操作界面简洁，达到实际应用要求。
参 考 文 献
[1]陈玉梅， 尹其畅， 赵忠杰. 嵌入式远程视频监控系统设计与实现. 西安工程大学学报， 2013，27（5）： 638-642
[2]叶牛， 杨铁梅. 基于ARM11和GTK+的视频监控系统设计. 工业控制计算机， 2013（11）： 134-135，138
[3]郭芳， 张家树. 基于H.265的安全高效的指数哥伦布编解码方案. 计算机应用与软件， 2013，30（10）： 85-86，112
[4] Woo H， Jung Y M， Kim J G， et a1. Environmentally Robust Motion Detection for Video Surveillance. IEEE Trans-actions on Image Processing， 2010，19（11）： 2838-2848