网络摄像机客户端程序开发

摘要

　　随着社会和科学技术的发展,人们的思想观念发生了改变,要求财产和人身的安全得到保障和提高自动化生产效率,这就出现了实现远程视频监控的需求,由于网络的普及、电子和计一算机技术的发展,信息编码压缩技术的突破,网络带宽的加大使得即插即用的网络摄像机应用而生。

　　本文从视频监控的发展历史入手,总结了网络摄像机的特点和优点,分析了网络摄像机的发展方向、兴起的原因,对当前网络摄像机的技术发展程度作出了评价。对客户端和服务端之间会话所用的网络通信协议、套接字用法、通信的模式、通信过程、多线程的处理方法做了阐述。对音频视频数据压缩编码标准、原理、特点作了简单介绍,介绍了用xvid解码音频视频数据的原理和接口函数,对音频和视频数据解码后采用的播放软件DireetDraw及接口作了说明。

　　其次是对客户端程序设计进行说明。对客户端的各个模块关系以及功能进行了说明,客户端主要解决了如何连接服务器、设置网络参数和视频参数,解决音频视频的数据传输以及传输的协议选择,把接收到的音频数据和视频数据进行分块存放管理,对接收到的视频数据用MPEG一4标准的xv记算法进行软件解码并用流程来对程序设计进行说明,对解码后的音频和视频数据用-DirectDraw软件进行图像播放的过程用程序流程进行说明。

　　关键词：多媒体通信,网络摄像机,音视频解码,客户端,程序设计

ABSTRACT

　　With the development of society and science and technology, People's ideas have been changed. They require the protection of the personal and property safety.And they also hope to improve automatic production efficiency. Therefore, the demand for long-range video frequency monitors has appeared. Because of the popularity of the network, the development of electronic and computer technology, the breakthrough of the information code compression technology and the enlarging of network bandwidth, the plug- and- play IP cameras come into being.

　　In this paper, based on developing history of the video monitoring system, the author presents the advantages and Characteristics of the network cameras,  and  analyzes the development of IP cameras and the reason of the rise of IP cameras. The author also made an assessment of the IP camera technological development.  Besides, this paper reports the network communication protocol which is used between the client and the server, SOCKET programming,communication mode ,communication process, process method of mufti-thread.

　　And in this paper the author gave an outline of the video&audio compression code standard, principle and characteristics and explained the principles that decode video&audio data with XVID, and the XVID interface function and introduced the audio and video program based on   DirectDraw and the interface of DirectDraw.

　　Secondly，this paper reports how to program in client, introduces the  relationships Of all kinds of module of a program and function of all kinds of module of a program, in Client I resolve how to connect server, how to set network parameter and video parameter, resolve transmission of video&audio data and resolve how to select transmission protocol，and how to storage audio&video data that have received, decode audio&video data that have received by XVID in MPEG-4 standard, and explain how to grogram it the audio&video  data that have decode is played by DirectDraw, and the process is explained by program flow.

　　Key Words: multimedia communication, IP camera,audio&video decode,client,programe

　　我们可以想象这样的事情:您出差在外却一记挂家里安全，或者作为一个银行管理人员想随时掌握安全情况，或者作为一个高速公路管理人员不出行却要想知道整个道路的交通状况如何，或者想很快地随时随地的掌握整个城区的安全状况而又不必实地查看，也就是说我们是否可以随时随地的掌握我们想要掌握的情况。毫无疑问，在科学技术飞跃发展的今天，就有人圆你这个梦想。基于网络的IP Camera视频监控技术的应用就帮助我们成就这个梦想。我们可以在有线的和无线网络的地方随时从衣袋里掏出手机或打开手提电脑，打开Web浏览器，输入一个简单的域名，再输入一个密码，这时电脑屏幕会出现我们想要的的清晰画面。这就是靠电子、计算机及网络技术发展起来的网络摄像机。

　　在网络上、各种杂志上对网络摄像机的解释各种各样，但是都有一个共同的特点就是具有网络化、智能化、有独立的IP地址可以用浏览器看远程摄影。所以我们用大家都比较有广泛的共识的一个概念来表示，网络摄像机是拥有独立的IP地址和嵌入式的操作系统从而实现网络监控的智能化产品。它可以通过LAN, DSL连接或者是无线网络适配器直接连接到网络上，是集视频压缩技术、计算机技术、网络技术、嵌入式技术等多种先进技术于一体的数字摄像设备。网络摄像机包括一个镜头、光学过滤器、影像感应器、数字化压缩控制器以及嵌入式操作系统。

　　网络摄像机是因为电子、计算机、网络、材料等科学发展加上人们的思想理念的发展的结果，因安防需要而发展起来，是视频监控技术发展的先进产品的代表，所以下面请看视频监控的发展历史，以便掌握它的发展方向。

　　视频监控技术是经过几代电子技术人员的研究以及通信技术和通信媒介的发展的而发展起来的，它主要经历了三个发展时期。

　　1)第一代模拟图像监控。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机组成，摄像机采集的视频信号采用模拟方式传输，主要采用专用的视频电缆，传输距离不太远，适用于小范围监控，如建筑物内部监控，只能在本地监控中心观看监控图像。它的功能单一，设备繁多，不易扩展。

　　2)第二代基于PC技术的监控。随着计算机多媒体技术的发展，数字视频压缩编码技术日益成熟，因此计算机被广泛地应用于监控领域。它一般采取以下结构:在前端监控现场，有若干台摄像机，通过相应的线路连接到监控终端上，监控终端可以是一台PC机，也可以是专用的工控机。监控终端除了可以处理摄像机传输过来的视频信号外，还可以利用视频压缩卡和通讯接口卡，利用通讯网络，将这些信号传输到一个或多个监控中心以便集中处理。基于PC的监控系统，功能较强，灵活性高，可以发挥现代计算机强大的处理功能，3)但它的稳定性一般，另外，它的软件的开放性不好，难于对系统直接进行扩展。

　　第三代基于嵌入式的网络监控。20世纪末随着IC技术及网络技术的迅速发展，出现了一种新的基于嵌入式技术的网络视频监控系统。它的主要原理是:采用嵌入式实时多住务操作系统，在芯片上集成了视频压缩与传输处理功能。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片进行压缩，然后通过内部处理后传送到网络或服务器上「2]。网络上的用户可以通过专用软件或者直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统进行配置。这种监控系统的主要特点是:把视频压缩和处理功能集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网或广域网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便(仅需设置一个IP地址)，用户端甚至无需使用专用软件而仅用浏览器即可观看。基于嵌入式技术的网络视频监控的一个代表产品就是网络摄像机。

网络摄像机客户端程序开发：

管理系统页

管理系统页2

管理系统页3

解码线程

测试效果图

目录

　　摘要
　　第1章 绪论
　　　　1.1 概述
　　　　1.2 网络摄像机的概念
　　　　1.3 视频监控技术的发展历史
　　　　1.4 网络摄像机兴起的原因分析
　　　　1.5 IP Camer。发展方向和趋势
　　　　1.6 IP Camera的相关产品介绍
　　　　1.7 IP Camera作为监控系统所具有的优势
　　　　1.8 IP Camer。技术发展状况
　　　　1.9 本课题的应用领域
　　　　1.10 本课题网络摄像机的系统结构
　　　　1.11 本论文的组织
　　第2章 网络通信处理
　　　　2.1 概述
　　　　2.2 网络及通信协议
　　　　2.3 本课题的协议使用
　　　　2.4 winsock编程
　　　　2.5 线程同步
　　　　2.6 网络摄像机的网络通信
　　　　　　2.6.1 客户机/服务器模型
　　　　　　2.6.2 网络通信和数据传输
　　　　2.7 本章小结
　　第3章 音视频编解码技术
　　　　3.1 概述
　　　　3.2 视频压缩编码标准
　　　　　　3.2.1 各种编码介绍
　　　　　　3.2.2 MPEG-4视频编码特点
　　　　3.3 音频编码
　　　　3.4 采用MPEG-4视频标准的原因
　　　　3.5 Xvid视烦编解码
　　　　　　3.5.1 wvid特征
　　　　　　3.5.2 Xvid的编码原理
　　　　　　3.5.3 编码压缩和解码接口
　　　　3.6 DirectDraw视频播放管理
　　　　　　3.6.1 选用DirectDraw的理由
　　　　　　3.6.2 DirectDraw介绍
　　　　　　3.6.3 DirectDraw在课题中的使用
　　　　3.7 本章小结
　　第4章 客户端程序设计
　　　　4.1 系统页面及客户端总体关系
　　　　4.2 获取本机
　　　　4.3 服务器地址和端口管理
　　　　4.4 网络管理
　　　　　　4.4.1 连接服务器
　　　　　　4.4.2 网络连接刷新模块
　　　　4.5 客户视频信息发送
　　　　　　4.5.1 视频参数意义
　　　　　　4.5.2 视频信息发送
　　　　4.6 网络参数设置模块
　　　　　　4.6.1 信息发送和读取函数
　　　　4.7 网络重启
　　　　4.8 媒体解码播放
　　　　　　4.8.1 解码初始化
　　　　　　4.8.2 创建解码线程
　　　　　　4.8.3 解码系统值设置
　　　　　　4.8.4 关联视频窗口
　　　　　　4.8.5 音频设备及音频提供初始化
　　　　　　4.8.6 创建媒体客户端
　　　　　　4.8.7 获取媒体客户端描述
　　　　　　4.8.8 启动客户端媒体
　　　　　　4.8.9 客户端媒体描述
　　　　　　4.8.10 媒休客户端的初始化
　　　　　　4.8.11 媒体客户端开始-
　　　　4.9 联机测试结果
　　　　4.10 本章小结
　　第5章 结论与展望
　　　　5.1 结论
　　　　5.2 展望
　　参考文献
　　致谢
　　攻读学位期间参加的科研项目和成果

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