本文關鍵詞：紅外和可見光雙影像智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：視頻監(jiān)控是安全防范的重要手段,溫度監(jiān)測在設備故障檢測和火災預防中具有重要意義,電力、石油石化等行業(yè)對溫度監(jiān)測和視頻監(jiān)控同時具有迫切需求。分別為這兩個需求開發(fā)兩套獨立的系統(tǒng),會帶來高額的開發(fā)和維護成本,不便于管理和使用,且無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息融合。為解決這些問題,本文設計并實現(xiàn)了一種集溫度監(jiān)測和智能視頻監(jiān)控雙重功能為一體的智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用紅外熱像儀和可見光攝像機進行聯(lián)合監(jiān)控,并利用紅外測溫算法和視頻分析算法對紅外監(jiān)控視頻和可見光監(jiān)控視頻進行分析,從而實現(xiàn)了溫度監(jiān)測和智能視頻監(jiān)控雙重功能。系統(tǒng)還充分利用了可見光視頻監(jiān)控和紅外視頻監(jiān)控的互補性來進行功能擴展。當檢測到溫度異常時,系統(tǒng)會對異常出現(xiàn)前和出現(xiàn)后一段時間內(nèi)的可見光錄像進行管理。這些可見光錄像通常能清楚地反映異常的前因后果,可以幫助技術人員快速診斷溫度異常的原因。另外,在夜間照明不足的情況下,可見光攝像機將不能正常監(jiān)控。紅外熱像儀通過被監(jiān)控物體輻射的紅外光來進行成像,因而不易受到照明條件和惡劣天氣的影響。采用可見光攝像機和紅外熱像儀進行聯(lián)合監(jiān)控,可以保證全天候不間斷監(jiān)控。本文主要從硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫、通信協(xié)議和可靠性設計等幾個方面對系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)進行介紹。在硬件方面,系統(tǒng)采用基于網(wǎng)絡的架構,由視頻采集、報警輸入、報警輸出、視頻存儲與轉(zhuǎn)發(fā)、管理與分析,這五大功能模塊構成。在軟件方面,系統(tǒng)基于Qt進行開發(fā),并在C/S架構基礎上,采用了服務分離和數(shù)據(jù)庫讀寫分離的設計,使系統(tǒng)獲得了良好的性能和可伸縮性。在數(shù)據(jù)庫方面,系統(tǒng)使用QtSql模塊和標準SQL語句來進行數(shù)據(jù)庫開發(fā),從而獲得了很好的數(shù)據(jù)庫兼容性。選用穩(wěn)定性好、性能優(yōu)越、開源免費的PostgreSQL作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,既滿足了系統(tǒng)需求又降低了成本。采用分庫和分表兩種方式對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化,改善了數(shù)據(jù)庫負載壓力,提高了數(shù)據(jù)查詢和寫入的效率。在通信協(xié)議方面,選取了TCP作為傳輸協(xié)議、JSON乍為數(shù)據(jù)序列化協(xié)議,并設計了一種處理效率高、抗干擾能力強的方法來對TCP字節(jié)流進行消息分幀。利用JSON可以進行嵌套的特性,系統(tǒng)通信協(xié)議被設計成一個開放的協(xié)議集合,可以不斷地增加新的消息類型來對協(xié)議進行擴展,以滿足系統(tǒng)功能擴展的需要。為提高系統(tǒng)可靠性,本文針對系統(tǒng)關鍵節(jié)點,實現(xiàn)了容錯機制。通過合理的設計與實現(xiàn),系統(tǒng)最終獲得了良好的性能、高可靠性、可伸縮性和可擴展性。
【關鍵詞】：紅外和可見光雙視監(jiān)控 紅外測溫 智能視頻監(jiān)控
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究內(nèi)容及工作安排13-15
• 第2章 系統(tǒng)總體設計15-25
• 2.1 系統(tǒng)需求分析15-17
• 2.1.1 系統(tǒng)功能需求15-16
• 2.1.2 系統(tǒng)性能需求16-17
• 2.2 系統(tǒng)硬件構成17-20
• 2.2.1 視頻采集模塊18-19
• 2.2.2 報警輸入模塊19
• 2.2.3 報警輸出模塊19
• 2.2.4 視頻存儲與轉(zhuǎn)發(fā)模塊19-20
• 2.2.5 管理與分析模塊20
• 2.3 系統(tǒng)基本工作流程20-21
• 2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流及層次結構21-23
• 2.5 本章小結23-25
• 第3章 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)25-49
• 3.1 軟件開發(fā)框架及函數(shù)庫25
• 3.2 軟件架構25-30
• 3.2.1 服務分離設計26-27
• 3.2.2 數(shù)據(jù)庫讀寫分離27-29
• 3.2.3 系統(tǒng)解耦29-30
• 3.3 軟件運行流程30-34
• 3.3.1 主服務程序運行流程30-31
• 3.3.2 溫度計算服務程序運行流程31-32
• 3.3.3 視頻分析服務程序運行流程32-33
• 3.3.4 客戶端程序運行流程33-34
• 3.4 客戶端程序界面34-36
• 3.5 軟件主要功能模塊36-47
• 3.5.1 用戶管理模塊36-39
• 3.5.2 設備管理模塊39-40
• 3.5.3 溫度服務模塊40-41
• 3.5.4 主預覽模塊41-45
• 3.5.5 歷史數(shù)據(jù)模塊45-46
• 3.5.6 日志管理模塊46
• 3.5.7 事件管理模塊46
• 3.5.8 電子地圖模塊46-47
• 3.6 本章小結47-49
• 第4章 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫49-57
• 4.1 數(shù)據(jù)庫選擇49
• 4.2 數(shù)據(jù)庫表結構49-53
• 4.3 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化53-56
• 4.3.1 分庫存儲53-54
• 4.3.2 分表存儲54-56
• 4.4 本章小結56-57
• 第5章 系統(tǒng)通信協(xié)議57-71
• 5.1 傳輸協(xié)議57-58
• 5.2 消息分幀58-61
• 5.2.1 常見的消息分幀方法58-59
• 5.2.2 消息分幀方法選擇59-61
• 5.3 數(shù)據(jù)序列化協(xié)議61-65
• 5.3.1 數(shù)據(jù)序列化61-62
• 5.3.2 JSON與XML對比62-63
• 5.3.3 JSON 與 Protocol Buffers對比63-64
• 5.3.4 數(shù)據(jù)序列化協(xié)議選擇64-65
• 5.4 消息結構65-69
• 5.5 本章小結69-71
• 第6章 系統(tǒng)高可靠性71-75
• 6.1 NVR容錯機制71-72
• 6.2 系統(tǒng)服務器容錯機制72-74
• 6.2.1 數(shù)據(jù)庫服務器容錯72
• 6.2.2 溫度計算和視頻分析服務器容錯72-73
• 6.2.3 主服務器容錯73-74
• 6.3 本章小結74-75
• 第7章 總結與展望75-79
• 7.1 總結75-77
• 7.2 展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果85

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本文編號：441267