基于云环境的视频监控平台的设计与实现

发布时间：2017-04-06 06:17

  本文关键词：基于云环境的视频监控平台的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着云计算的迅速发展,云计算的海量存储能力和海量计算能力为安防领域带来了新的发展机遇,传统的视频监控平台也很难满足现在的存储海量视频数据的需求,尽管有工作已经尝试在云环境下部署实施,但是一个通用性的平台却仍然是一个业界的挑战。本文针对视频监控领域所面临的实时性、安全性、带宽依赖性、传输费用高等问题,设计并实现了一个基于云环境的视频监控平台,采用云存储技术来解决视频数据的异构性,利用云来解决平台的可扩展性。然后采用H.264视频编码标准和RTSP视频实时传输协议来解决带宽依赖性、实时性问题,并且提出单独构建一个嵌入式传感网络来单独进行身份识别、集中控制,该网络采用对IP动态绑定的视频传输方法,间接解决动态IP的不稳定性,并且充分利用了FTTH资源,降低了用户代价。本文主要的研究工作如下:(1)基于云环境的视频监控平台的总体架构设计。为了解决云环境下视频监控领域所面临的迫切挑战,在了解了客户需求以及传统方案漏洞的前提下,本文提出了一套基于云环境的视频监控平台的总体架构设计方案,该平台的逻辑架构共分为4层:应用层、逻辑层、接入层、数据层。(2)基于嵌入式传感网络动态IP绑定方案的设计与实现。针对传统方案中视频传输路线采用专线传输技术带来的带宽费用昂贵的问题,本方案提出并实现了一套基于嵌入式传感网络的动态IP绑定方案,通过本文实现的嵌入式传感设备,视频传输路线可以采用费用相对低廉的公用网。同时该嵌入式传感设备还集成了终端设备状态监控功能和报警功能。(3)基于Spark streaming的分布式并行处理架构的设计与实现。在视频处理环节中,针对传统平台中视频集中处理效率低的问题,本文提出来了一套基于Spark streaming的分布式并行处理架构,首先将实时采集的视频数据流进行序列化处理,将视频流转化为任务数据集,然后将输入数据交付给spark master节点,由spark的任务调度器将任务分发至从属节点并行处理,通过该方法,可以有效的提高视频编解码任务、视频多制式响应等任务的处理效率。(4)本文的存储模块采用关系型数据库与分布式文件系统相互融合的方案,提供统一的分布式存储访问接口,可以支持海量异构数据的存储,并且也提供了良好的容灾性、健壮性等非功能性保障。本文最后经过了严格的功能与性能的测评,验证了该基于云环境的视频监控平台在安防领域具有很好的应用价值。
【关键词】：云环境 视频监控 分布式 动态IP绑定 嵌入式设备
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN948.6
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 绪论13-22
• 1.1 研究背景和意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 视频编解码协议方面研究现状14-15
• 1.2.2 视频传输协议方面研究现状15-16
• 1.2.3 视频传输方面研究现状16-17
• 1.2.4 视频存储方面研究现状17-18
• 1.2.5 云环境应用方面研究现状18-20
• 1.3 研究内容及意义20-21
• 1.4 章节安排21-22
• 2 需求分析与总体架构22-35
• 2.1 功能需求22-27
• 2.1.1 平台需求概述22-24
• 2.1.2 平台用例图分析24-27
• 2.2 性能需求27-28
• 2.3 功能设计28-32
• 2.4 架构设计32-34
• 2.4.1 系统逻辑架构设计32-33
• 2.4.2 系统总体架构设计33-34
• 2.5 本章小节34-35
• 3 视频监控平台的详细设计35-63
• 3.1 概述35-36
• 3.2 视频数据采集-接入模块的详细设计36-44
• 3.2.1 嵌入式智能设备软件体系结构图37-39
• 3.2.2 接入模块指令流图39
• 3.2.3 接入模块工作流图39-41
• 3.2.4 接入模块UML类图41-42
• 3.2.5 接入模块UML序列图42-44
• 3.3 视频数据存储-分布式存储模块的详细设计44-51
• 3.3.1 存储模块的统一访问接口45-47
• 3.3.2 存储模块的文件库存储模块47-49
• 3.3.3 存储模块的数据库存储模块49
• 3.3.4 存储模块UML类图49-50
• 3.3.5 存储模块UML序列图50-51
• 3.4 视频数据处理-分布式并行计算模块的详细设计51-55
• 3.4.1 计算模块的Spark streaming框架51-52
• 3.4.2 计算模块的工作流52-53
• 3.4.3 计算模块UML类图53-54
• 3.4.4 计算模块UML序列图54-55
• 3.5 视频数据调度-中心控制模块的详细设计55-59
• 3.5.1 控制模块的权限控制55-57
• 3.5.2 控制模块的嵌入式智能传感设备服务端57-58
• 3.5.3 控制模块UML类图58-59
• 3.6 视频数据交互-交互模块的详细设计59-62
• 3.6.1 交互模块的视频监控功能UML序列图59-60
• 3.6.2 交互模块的设备报警监控功能UML序列图60-61
• 3.6.3 交互模块的租户管理功能61-62
• 3.7 本章小节62-63
• 4 视频监控平台实现63-71
• 4.1 系统开发及实施部署63-64
• 4.1.1 系统安装64
• 4.2 系统应用页面展示64-70
• 4.2.1 视频监控页面64
• 4.2.2 设备报警监控页面64-65
• 4.2.3 设备状态监控65-68
• 4.2.4 系统详细操作68-70
• 4.3 本章小节70-71
• 5 系统测试与分析讨论71-74
• 5.1 视频监控平台的功能测试71-72
• 5.2 视频监控平台的性能评估72
• 5.3 应用效果分析72-73
• 5.4 本章小节73-74
• 6 总结与展望74-76
• 6.1 总结74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-79
• 致谢79-80
• 攻读学位期间发表的学术论文目录80

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本文编号：288407