摘  要  城市公共安全视频网络中设备种类众多，各种设备的管理方式不尽相同，其中相当一部分管理方式是非图形界面的命令行形式，这实际上造成了网络中设备管理的不便、混乱以及低效。针对这种现状，开发了基于图形界面的视频监控设备管理系统，建立数据库对设备信息进行整合规划，将各种设备的管理通信协议进行封装，统一设备管理接口。该系统在青岛市城市公共安全视频网络中得到了应用，取得了理想的效果，提高了设备管理的效率，实现了资源的整合。    关键词  VC；视频监控；设备管理；套接字 

 

1  引言

    随着人们对生活和工作环境安全性要求的不断提高，安全防范系统的重要性变得越来越突出，而视频监控系统其独有的特点使其进入了一个快速发展的时期，视频采集，视频传输，视频管理，视频显示和视频录像等各个重要方面都得到了长足的发展。但是对于视频监控的另一方面--设备的管理方面一直被忽略而停滞不前。现在对于设备的管理还停留在早期的利用Telnet^[1]实现远程登录上，早期的Telnet管理方式有以下几个缺点：①界面不易于浏览，获取信息慢。②管理方式烦琐。③需要记忆大量的IP地址，所以这种管理方式效率非常低下。因此这成了制约视频监控技术发展的一大瓶颈。    目前，最为流行的开发方式是利用可视化开发工具进行开发，而VC是应用最为广泛的可视化开发工具，它的特点是把原来抽象的数字、图表、逻辑等用直观的图形图像的形式表现出来。    本系统开发基于“青岛市公共安全视频网”，项目选用北京博研新创公司的系列产品，通信协议采用公司提供的网络管理协议。设计的设备管理系统在Visual C⁺⁺6.0环境下实现了对视频监控中多台设备的数据查询、数据浏览、数据修改等功能，大大方便了用户的管理要求。系统采用Socket^[2]进行通信实现Telnet管理功能。

2  系统设计

2.1  系统网络结构

    系统采用两种传输方式，在地理位置方便的地方，接入光纤进行传输，辅以微波设备进行备份，在一些比较特殊的地方(比如山脉)，光纤接入比较困难，采用微波设备进行传输，保证传输信息及时有效。    实现设备管理系统^[3]的功能，采用从管理计算机以设备网络管理协议发出各种命令(查询、修改、重启等)通过光端机或者微波设备传输到设备，从而实现设备与计算机之间进行通信。系统的网络结构如图1所示。

 

 图1  系统网络结构图

 

2.2  软件系统功能划分

    1)系统初始化及权限管理模块    通过从数据库中获取信息完成系统的初始化。以树的形式把所有设备的名字列在系统主界面的左侧。系统设有管理权限来决定用户所能做的工作，分为系统管理员和一般用户两级。一般用户可以查看所有设备信息，不能修改。系统管理员可以查看，也可以修改。    2)系统查询及浏览模块系统初始化后，用户发出请求动作(单击设备)时，连接设备，获取信息，对收到的信息做出相应的处理，显示在界面供用户浏览。    3)系统修改模块    用户在界面上找到要修改的参数时，发出请求修改动作(双击该参数)，弹出相应的对话框，提示用户如何进行修改。把修改后的信息发送到设备，完成参数的修改。

2.3  通信协议

    本协议描述的是编码器，解码器与播放器、管理服务器之间的通信协议。可以用来查询或者修改设备信息。网络管理协议在多数情况下使用TCP协议 ，由管理器向网管代理发送命令，网管代理返回结果。在局域网搜索设备时，使用UDP协议，这种情况下只支持有限的命令。TCP和UDP服务端都使用端口6180。不论是命令还是结果，统一使用表1的命令格式。表1命令格式

命令	长度	数据
2字节	2字节	不定长

    命令：指定命令码，取值范围0－65535    长度：指定数据域的大小，范围0－65532    数据：包含附加的数据，具体格式在每个命令中定义    (1)查询属性：命令码：0x0002    数据：属性名字列表，每个属性名一行，每行以’/n’字符结尾。    一个完整的属性名格式为：<section>.<key>，其中<section>为类别名，例如，查询设备的IP 地址命令格式为：net.ipaddr/n，查询 论文检测天使-免费论文检测软件http://www.jiancetianshi.com
第一路视频亮度为enc0.vid_brightness/n.    (2)修改属性：命令码：0x0003    数据为文本格式，以<NL>(’/n’)作为换行符，每行设置一个属性。    设置属性值命令的返回结果没有附加的信息，根据错误码确定是否成功。

2.4  软件设计

2.4.1  软件实现思路    本系统的软件实现分为：①连接数据库，导入设备名字。② 获取设备信息，进行相应处理。③修改设备信息。    各部分重点工作如下所述：    1)设备名字导入    建立数据库，建立相应的设备表信息，把网内的所有设备的名字以及IP地址等相关信息全部录入到表内。数据库连接方式采用MFC ODBC 方式，使用CDatabase打开数据源的连接，使用向导加入由CRecordset类派生的用户记录集类，完成对数据库表的绑定。使用记录集对象对数据库进行遍历操作，使设备名字在树型控件中列出。    以下是对数据库实现遍历操作：if(!m_pSet->IsOpen()//m_pSe是一个记录集指针 m_pSet->Open()；m_pSet->MoveFirst()；HTREEITEM hBase=m_tree.InsertItem("编码器"，0，0)；//生成树的根结点while(!m_pSet->IsEoF())  //判断是否到尾端{m_tree.InsertItem(m_pSet->m_name，0，0，hBase)；//插入到树型控件 m_pSet->MoveNext()；//继续下一条记录   }m_pSet->MoveFirst()；    2)设备信息的读入    构造一个连接函数，用来实现与设备的连接。为了使用VC的Socket通信，需要在向导中选中Windows Socket选项。连接函数说明如下：Void Connection(CString str_ip){//定义套接字SOCKET  m_socket；m_socket=socket(AF_INET，SOCK_STREAM，0)；unsigned long ul =1；//设置为非阻塞模式ioctlsocket(m_socket，FIONBIO，&ul)；int error；SOCKADDR_IN ipaddr；//一种结构体ipaddr.sin_addr.S_un.S_addr =inet_addr(str_ip)；//IP地址ipaddr.sin_family = AF_INET；//网际网区域ipaddr.sin_port  = htons(6180)；//端口号error=connect(m_socket，(SOCKADDR*)&ipaddr，sizeof(SOCKADDR))；if(error!=0)MessageBox(“连接错误”)；}    连接后，可以向设备发送查询命令，获取需要的信息，因此需要有GetInfo()函数，函数代码如下：Void GetInfo() { //查询命令形成一个长字符串放在这里char bufsend[200]=”commandline “；//获取字符串长度intcommandcount=strlen(bufsend)；bufsend[0]=0；bufsend[1]=0x02；//表示查询bufsend[3]=0；//视第四个字节而定，如果超过256，则改为1，依次类推//上面为1，则减去256bufsend[4]=commandcount//重新形成一个字符串strcpy(bufsend+4，”commandline”)；send(m_socket，bufsend，220，0)；//字符串发送到设备。char bufreceive[230]；//定义一个接收数组，定义为全局变量recv(m_socket，bufreceive，230，0)；//从设备中得到信息closesocket(m_socket)；//关闭套接字}

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    对获得的bufreceive通过CString类的Find函数进行相应处理，得到相应的信息反馈到图形界面，实现信息读入。    3)修改设备信息    对每个参数进行修改，把修改后的信息传回设备，函数为SetInfo(CString str_command)，把需要修改的属性按命令格式形成字符串，传给str_command，其它代码同读入基本相同，只不过需要把上面的bufsend^[1]改为0x03(0x03表示修改)。2.4.2  软件流程    首先连接数据库，把所有的设备名字导入到树型控件中。当选择其中一台设备，根据函数名字获取相对应的IP地址，调用连接函数与设备进行连接。连接成功后可以发送相应的查询命令到设备，将用户需要的信息查询出来，然后再经过适当的处理，使这些设息以可视化的形式反馈到用户浏览界面，如果需要修改参数，则选择相应的参数进行修改，再把修改后的参数发送回相应的设备。以此实现对设备的管理。通信过程实现流程如图2所示。 图2  通信流程图2.4.3  界面设计    系统的界面设计采用全中文图形人机界面，界面设计友好，操作简单，所有的功能只需用鼠标点击菜单，按钮或者列表，以及双击参数即可完成。系统主界面如图3所示。 图3 系统主界面

3  系统的关键技术

3.1  Windows 套接字

    套接字(socket)是一种网络编程接口，它是对通信端点的一种抽象，提供了一种发送和接收数据的机制。用户目前可以使用两种套接字，它们是数据报套接字(Datagram Sockets)和流式套接字(Stream Sockets)，本系统根据其特点选用流式套接字。    在使用套接字之前，必须先拥有一个套接字，系统调用socket()^[6]向应用程序提供创建套接字的手段，其调用格式如下：    SOCKET PASCAL FAR socket(int af，int type，int protocol)；    该调用要接收三个参数：af、type、protocol。参数af指定通信发生的区域，UNIX系统支持的地址族有：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET，它是网际网区域。因此，地址族与协议族相同。参数type 描述要建立的套接字的类型。参数protocol说明该套接字使用的特定协议，如果调用者不希望特别指定使用的协议，则置为0，使用默认的连接模式。根据这三个参数建立一个套接字，并将相应的资源分配给它，同时返回一个整型套接字号。建立套接字后，需调用connect()用于建立连接，connect()的调用格式如下：    int PASCAL FAR connect(SOCKET s，const  struct sockaddr FAR * name，int namelen)；    参数s是欲建立连接的本地套接字描述符。参数name指出说明对方套接字地址结构的指针。对方套接字地址长度由namelen说明。如果没有错误发生，connect()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。在面向连接的协议中，该调用导致本地系统和外部系统之间连接实际建立。

3.2  用户管理数据库的开发

    用户管理数据库采用的是SQL Server数据库，建立用户权限表以及设备信息表，通过MFC ODBC方式访问，使用类CRecordset的函数MoveFirst()、MoveLast()、MoveNext()、MovePrev()、IsBOF()、IsEOF()对设备信息表实现遍历操作，使用类CRecordset的函数AddNew增加设备或者函数Delete删除设备。并根据用户登录情况确定用户是否可以修改设备信息，以此实现后台数据与前台界面操作的一致。

4  结束语

    “青岛市公共安全视频网”是青岛市政府重点扶持项目，由青岛理工大学现代通讯研究所联合公安局，交警，人防，边防等部门联合开发的大型视频监控网，包含有几百个视频源，上千台设备需要进行管理。根据该项目对设备管理的要求，利用Visual C⁺⁺做出了友好直观的浏览界面，实现了更便捷、更高效的管理方式。系统的主要优点有：①摒弃了传统的Dos界面，改进的图形界面易于浏览，更快更好的获取信息。②把分散的设备管理整合在一起，实现了资源整合。③使设备易于维护。目前本管理系统已应用于青岛市公共安全项目中，系统运行稳定可靠，响应速度快，操作方便，获得了一致好评。随着计算机网络化和通信技术的快速发展，视频监控的设备管理方面必将得到更好的发展。

参考文献

[1] Postel，Reynolds.RFC854.TELNET PROTOCOL SPECIFICATION[S].1983[2] 蒋东兴.Windows Sockets网络程序设计大全[M].北京：清华大学出版社，1999：52-99[3] 张敬谊等.基于C/S结构的面向对象设备管理系统的研究[J].计算机工程，2002，28(1)：236-238[4] 程永喜，蒋珉.基于TCP/IP协议的WinSock网络编程及应用[J].计算机时代，2004，21(8).40-45[5] 求是科技.Visual C++6.0数据库开发技术与工程实践[M].北京：人民邮电出版社，2004.78-99[6] 汪翔，袁辉.Visual C++实践与提高­­—网络编程篇[M].北京：中国铁道出版社，2001.17-25

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