IP网络视频监控系统设计与研究_开题报告

IP网络视频监控系统随着企业内网的发展而产生，并变得尤为必要。考察国内外热门IP网络视频监控软件，可以总结出现阶段IP网络视频监控系统的特点：

由于局域网内存在不同的操作系统以及编程语言也有可能不同，传统的基于C/SIP网络视频监控软件在运行时往往出现意想不到的问题，而且容易被用户自行关闭客户端软件，导致安装和维护的困难，从而影响它的整个局域网的使用。从采用客户端服务器模式向只安装服务器端软件转变传统的IP网络视频监控软件为客户端/服务器模式，其根据木马原理实现对局域网的监控。现在许多大公司都倾向开发只安装服务器端的软件，比如上海百络信息技术有限公司开发的百络网警等。这类IP网络视频监控软件安装使用方便，由于仅在服务器上安装，运行也较稳定，而且在上网监控方面有着出色的表现，然而在对内网的监控上却损失了许多C/S模式下可以轻松实现的功能，比如对文件的监控功能。

对于当前国内外热门IP网络视频监控软件的研究，结合目前企业局域网发展的现状，IP网络视频监控系统存在以下一些问题：

(1)IP网络视频监控软件仅监控连入局域网并安装了客户端软件的计算机。

目前即使IP网络视频监控软件对计算机的硬件实现了监控，员工仍然可以让计算机断开局域网后对计算机硬件进行变动，而在计算机硬件恢复后连入局域网，这样服务器根本无法得知计算机的硬件曾变动过。另一方面，IP网络视频监控软件对USB端口采取监控，有效地抑制了别有用心者盗取企业重要资料。然而这些监控对于那些暂时脱离局域网的计算机不起作用，服务器无法得知员工对那些暂时脱离局域网的计算机期间的行为。因此别有用心者还是很容易一得盗取各种重要资料，而企业却对它毫无证据。如果计算机断开局域网而通过员工非法外连的网卡上外网中毒，导致局域网瘫痪的情况下，网管往往没有足够的证据指明这一灾难的始作俑者。

(2)监控项目千篇一律的繁多，占用大量的局域网资源。

目前流行的IP网络视频监控软件监控项目很多，基本上都包括了：屏幕快照抓取员工；计算机在某个时段的工作屏幕；记录各个程序的开启关闭时间；提供应用程序的白名单和黑名单；记录文件创建、删除情况；记录文件夹创建、重命名、删除；记录员工打印机使用情况；限制使用USB设备；禁止常用聊天工具使用等。某些功能在企业局域网管理中，并无大用处反而占用了大量的网络带宽。例如屏幕抓取员工计算机工作屏幕，单纯抓取员工计算机工作屏幕，没有形成一个统计的报表，不能说明任何工作问题，而且给员工很不信任的印象，恰恰伤害了企业员工的工作积极性。

(3)绝大多数IP网络视频监控软件还未能实现对计算机硬件的监控。

针对目前公司员工的上网管理，使员工在上班时间更好地为企业创造价值，禁用QQ、P2P等软件运行的确是企业决策者最需要网监控软件解决的问题，绝大多数IP网络视频监控软件都把禁止员工使用QQ等程序和禁止USB等作为炒作的对象。但是一些员工不满上班时间不能访问外网，私自给局域网内计算机增设网卡非法连接外网，最终导致计算机中毒危及整个局域网安全的事件不在少数。另一方面，一些跳槽员工或是几个员工合用一台计算机的情况下，企业计算机的内存、硬盘、CPU被员工私自更换不在少数。因此越来越多的安全问题和硬件资产的白白流失让企业决策者意识到必须加强对计算机硬件的管理，然而绝大多数的IP网络视频监控软件未能实现这一点。

IP视频监控系统的结构简单，基本上由各种服务器组成，布线成本低，尤其多种信号均可在同一网络上传输，同时，新增监控点或客户端都非常方便，只需把相关设备接入IP网络即可，IP系统的开放性也使用户可在任何地方，使用多种方式查看监控视频资料，这为用户带来的便利是传统模拟监控系统无法比拟的，由于存在种种优势，目前IP视频监控系统几乎成为用户在新建监控系统时不假思索的选择，但是，也要看到IP系统的缺点，一般来说，IP系统隐含下列六大弊病：

1、开放性带来的安全隐患

　　IP系统的开放性是把双刃剑，在为用户带来极大便利的同时也为监控系统带来了极大的隐患。IP监控系统中，视频编码器或者IP摄像机往往就安装在外场前端，视频流将通过光端机等设备传输至监控中心的网络内，即IP系统的信号传输路径是开放的，任何人理论上都可能进入到监控系统的传输网络，也能通过此途径上传病毒文件，此即会给监控网络造成极大的危害，导致系统的崩溃。

　　随着IP系统的逐步推广，越来越多的专业人士注意到IP系统的安全性。由于IP是目前较为成熟也很通用的技术，而防病毒技术的发展又往往滞后于病毒的发展，所以对于对安全性要求较高的市政或者公安项目，IP监控系统的安全性在可以预见的未来都将是一大隐患。

2、QoS无法保证

　　在IP监控系统中，IP网络上传输的是大量视音频信号，这些信号有个特点就是都属于流质媒体，但是IP传输交换的原理要求把这些连续的流质媒体信号打断，各自打包后经过复杂的路由传输到终端。由于网络环境复杂，很难保证所有数据包都能到达接收端，这将很容易造成图像帧的丢失，反映在后端就是马赛克等故障现象，同时，IP网络中存在多种信号，而信道的带宽资源又是有限的，如何才能保证视频数据包的传输带宽不被别的数据包抢占也是一大问题，一旦抢占，视频传输就受阻，反映在后端就是延迟。流质媒体借助IP网络传输是最近才大量出现的应用方式，当初，IP网络设计可以说不是为监控视频的流质媒体量身定做的传输媒介，视频流在这样的网络里传输，服务质量将很难得到保证。

3、相关知识过于复杂不利于工程商或者用户掌握

　　IP视频监控系统中涉及的IP网络的知识过于复杂，对于绝大多数从模拟系统时代走过来的产品生产厂商的技术人员来说都很难掌握，更不用说知识水平层次不齐的基层工程技术人员了，这都将为IP监控系统的设计施工调试带来不小的麻烦。

4、编解码算法不统一

　　现阶段IP监控系统存在的最大问题在于编码算法不统一，即使同一种算法，各家做法也各不相同，这种现状的直接后果是不同厂家的视频编解码设备无法做到通用，也为项目设备的采购、施工调试和后期扩容造成了极大的不便。目前这个问题已经引起了业界足够的重视，相关国际标准化组织(ONVIF和PSIA)也应运而生，相信这个问题很快将得到解决。

5、视频质量

　　原始视频经过模数转换后一般会走两条路——压缩或者非压缩。由于原始视频模数转换后的数据量相当大，所以必须压缩后才能在IP网络传输，所以IP视频监控系统中的视频以及音频等信号都是压缩过的，目前的视频压缩算法无论优劣都属于有损压缩。视频质量的损失是IP标清视频系统难以推广的重要原因，任何人只要面对模拟视频和经过编码解码后的视频做一对比，都会看到二者的差异。当然，如果压缩算法不是太差，高清视频即使经过压缩和解压缩后效果也一般都会好于标清模拟视频，瘦死的骆驼终比马大。

6、操控延时性

　　目前主流的H.264算法对编解码设备的硬件性能要求较高，一旦编解码设备不能满足要求，编码和解码所需时间就会增加，这将进一步造成视频的延迟。操控的延迟性首先会带来用户操作体验上的极大不便，由于控制信令压缩后带宽极小，相对于视频，可认为控制命令是实时的，如果IP系统中视频的延迟是一秒钟，当用户发出PTZ控制命令后，前端球机已经及时响应了PTZ命令开始转动，但是转动摄得的视频要1秒钟后才能被用户看到，在这一秒钟内，用户会认为球机没有转动而继续发PTZ码，结果或会造成前端PTZ失控，很难准确定位。如果网络环境十分恶劣，那么控球的PTZ命令很可能丢失，这样前端的快球就真的没法收到命令了。总之，监控的延迟是制约IP视频监控系统发展的重要因素，在某些需要监控高速运动物体或对实时性要求较高的应用中，这样的延迟是不可接受的。IP系统的延迟缺陷在未来较长的时间内都难以得到解决。

二、^范文提纲

第1章 绪论

1.1、研究背景

1.2、研究现状和存在问题

1.3 课题的研究意义

1.4、本文结构安排

第2章系统开发的主要技术

2.1客户机/服务模式

2.2 TCP/IP协议

第3章IP网络视频监控系统的总体设计

3.1系统需求分析

3.1.1功能性需求分析

3.1.2非功能性需求分析

3.2系统总体框架设计

3.2.1系统的物理拓扑结构

3.2.2系统的软件总体结构

第4章 IP网络视频监控的设计方案

4.1系统的总体设计要求

4.2系统的总体结构

4.3IP网络视频监控系统主要环节设计

4.4系统的运行环境

第5章总结

致  谢

参考文献

三、参考文献

[1] 王艳.浅析计算机安全[J] . 电脑知识与技术.2010，(s):1054-1055.

[2] 艾军.防火墙体系结构及功能分析[J].电脑知识与技术.2004，(s):79-82.

[3] 高峰.许南山.防火墙包过滤规则问题的研究[M].计算机应用.2003，311-312.

[4] 孟涛、杨磊.防火墙和安全审计[M].计算机安全.2004，(4):17-18.

[5] 郑林.防火墙原理入门[Z]. E企业.2000.

[6] 荣海迅，防火墙技术及其发展趋势剖析，淮北职业技术学院学报，2008.3.

[7] 孙建华等，网络系统管理-Linux实训篇，北京：人民邮电出版社，2003.10.

[8] 防火墙原理与实施，北京：电子工业出版社，2001.2.

[9] 邓亚平，计算机网络安全，北京：人民邮电出版社，2004.

[10] 邓建军.防火墙构建分析[J].电脑知识与技术.2004，(s):79-82.