摘 要：介紹了一種基于DSP的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，簡述了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)體系，重點(diǎn)介紹了基于TCP/IP協(xié)議的C/S軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法
關(guān)鍵詞：DSP；TCP/IP協(xié)議；遠(yuǎn)程監(jiān)控；C/S
本文提出了一種基于DSP的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出了Windows環(huán)境下用Delphi實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)方法，克服了編寫Winsock應(yīng)用程序的復(fù)雜性。找到了一些方法能夠很好地解決遠(yuǎn)程控制傳輸占有系統(tǒng)資源過多、實(shí)時(shí)性差、穩(wěn)定性差等關(guān)鍵問題。
本套遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要針對實(shí)驗(yàn)室無人監(jiān)管的發(fā)展要求，應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多媒體技術(shù)，實(shí)施對圖像、語音以及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。本系統(tǒng)選用TI公司的高速DSP完成編碼工作，其中音頻采用TLV320AIC23，視頻采用MPEG壓縮技術(shù)。針對不同的網(wǎng)絡(luò)狀況和運(yùn)用需求，還可更換DSP的編碼算法。
1 系統(tǒng)簡介
系統(tǒng)中可采用A/D，D/A，視頻解碼芯片，邏輯電路，內(nèi)存，總線等基本部件。結(jié)構(gòu)如圖1所示。A/D的作用是將攝像頭輸出的標(biāo)準(zhǔn)的電視信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)字信號，然后在時(shí)序與邏輯電路的配合下送到視頻壓縮編碼DSP中處理。DSP對接受的信號進(jìn)行識別，編碼等運(yùn)算，由網(wǎng)絡(luò)芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后，把經(jīng)過壓縮的視頻信號無失真的通過網(wǎng)絡(luò)傳給遠(yuǎn)端用戶。采用DSP來實(shí)現(xiàn)壓縮和編碼的優(yōu)點(diǎn)在于他比采用專業(yè)壓縮芯片的方法靈活性大，產(chǎn)品的升級或算法的更改極為方便。圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和通信緩沖器都是大容量的存儲(chǔ)器。他要存儲(chǔ)壓縮編碼后的圖像數(shù)據(jù)。并且要提供通信用的緩沖區(qū)。
時(shí)序與控制邏輯電路是為了協(xié)調(diào)視頻解碼芯片和圖 像處理DSP之間的工作而設(shè)置的，他根據(jù)視頻解碼芯片的輸出信號和同步輸出信號產(chǎn)生符合DSP的數(shù)據(jù)接口時(shí)序，以便DSP對于圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和處理。
2 軟件實(shí)現(xiàn)
在軟件設(shè)計(jì)中，采用典型的C/S結(jié)構(gòu)，由客戶端與服務(wù)端兩部分構(gòu)成。客戶端主要是負(fù)責(zé)向服務(wù)端發(fā)出獲取服務(wù)端屏幕圖像數(shù)據(jù)的請求，把從服務(wù)端發(fā)送而來的屏幕圖像在本地實(shí)時(shí)地顯示出來；而服務(wù)端主要是負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶端的請求并抓取與發(fā)送屏幕圖像。由于服務(wù)端所抓取取的屏幕圖像一般為位圖格式，其數(shù)據(jù)量較大，若直接發(fā)送則會(huì)導(dǎo)致占用網(wǎng)絡(luò)帶寬過大、實(shí)時(shí)性差、占用系統(tǒng)資源過多、穩(wěn)定性差等問題，因此需經(jīng)過壓縮后才能將其發(fā)送給客戶端，而客戶端相應(yīng)地也要將接受到到屏幕圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮后才能正確地將屏幕圖像顯示出來。
WinSock是一組API，用于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)和交換信息。通過WinSock編程有更大的靈活性，因?yàn)樗恍枰P(guān)心網(wǎng)絡(luò)連接的細(xì)節(jié)，然而用WinSock編程卻很復(fù)雜。但因?yàn)門ClientSocket元件和TServerSocket元件(在Internet頁)封裝了WinSock的大部分API，使得對WinSock的訪問大大簡化。
程序原理：運(yùn)行服務(wù)端開始偵聽，再運(yùn)行客戶端，輸入服務(wù)端IP地址建立連接，然后發(fā)一個(gè)字符通知服務(wù)端抓取屏幕。服務(wù)端調(diào)用自定義函數(shù)Cjt-GetScreen抓取屏幕存為BMP，把BMP轉(zhuǎn)換成JPG，把JPG寫入內(nèi)存流中，然后把流發(fā)送給客戶端�？蛻舳私邮盏搅骱笞鱿喾床僮鳎瑢⒘鬓D(zhuǎn)換為JPG再轉(zhuǎn)換為BMP然后顯示出來。
(1)服務(wù)端的程序
在Internet面板上拖一個(gè)ServerSocket控件到窗口，該控件主要用于監(jiān)聽客戶端，用來與客戶端建立連接和通訊。設(shè)置好監(jiān)聽端口后調(diào)用方法Open或者Active：＝True即開始工作。注意：當(dāng)Socket開始監(jiān)聽后就不能再改變他的端口，要改變必須先調(diào)用Close或設(shè)置Active為False，否則將會(huì)產(chǎn)生異常。另外，如果該端口已經(jīng)打開，就不能再用這個(gè)端口了。所以程序運(yùn)行尚未退出就不能再運(yùn)行這個(gè)程序，否則也會(huì)產(chǎn)生異常，即彈出出錯(cuò)窗口。實(shí)際應(yīng)用中可以通過判斷程序是否已經(jīng)運(yùn)行，如果已經(jīng)運(yùn)行就退出的方法來避免出錯(cuò)。
當(dāng)客戶端有數(shù)據(jù)傳入，將觸發(fā)ServerSocket1ClientRead事件，就可以在這里對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在本程序中，主要是接收客戶端發(fā)送過來的字符信息并根據(jù)事先的約定來進(jìn)行相應(yīng)操作。
服務(wù)器程序部分代碼如下：
(2)客戶端程序
添加Socket控件ClientSocket以及一些必要的控件。 ClientSocket的屬性跟ServerSocket差不多，不過多了一 個(gè)Address屬性，表示要連接的服務(wù)端IP地址。填上IP地址后點(diǎn)“連接”將與服務(wù)端程序建立連接，如果成功就可以進(jìn)行通訊了。點(diǎn)擊“抓屏”將發(fā)送字符給服務(wù)端。因?yàn)槌绦蛴玫搅薐PEG圖像單元，所以要在Uses中添加JPEG。
客戶端程序部分代碼：
程序有待改進(jìn)的地方：可以加一個(gè)壓縮單元，發(fā)送前先壓縮再發(fā)送。注意：這里也是有技巧的，就是直接把BMP壓縮而不要轉(zhuǎn)換成JPG再壓縮。實(shí)際上Delphi本身就自帶了Zlib.pas和Zlibconst.pas兩個(gè)單元文件來解決數(shù)據(jù)壓縮問題，實(shí)現(xiàn)了很高的數(shù)據(jù)壓縮比率。具體實(shí)現(xiàn)的思路如下：首先利用服務(wù)器捕捉到當(dāng)前整個(gè)屏幕的圖像，然后在內(nèi)存中保存為BMP文件格式。在服務(wù)端進(jìn)行壓縮時(shí)，使用TCompressionStream對象對原始圖像進(jìn)行壓縮并且保存在自定義的變量中；在客戶端解壓縮時(shí)，使用TDecompressionStream對象對被壓縮的圖像進(jìn)行解壓縮，還原為BMP格式的圖像文件并隨即顯示出來。
3 結(jié)語
在整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，除了考慮屏幕獲取和數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮這兩個(gè)核心問題外，還要注意選擇好用于傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及服務(wù)端和客戶端雙方的協(xié)議等。利用上述技術(shù)和方法能夠有效地對網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行控制與管理，大大地提高了工作效率和減少了工作量。
參考文獻(xiàn)
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