伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展而來(lái)的是城市流動(dòng)人口增加、交通、治安等許多問(wèn)題，建設(shè)平安城市，構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)是當(dāng)前主要任務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)通信的廣泛應(yīng)用，視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已成為有效的解決方法。近幾年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注，在今年兩會(huì)上，“物聯(lián)網(wǎng)”已成為代表們熱烈討論的熱點(diǎn)話題，視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)，利用OPC( OLE for Process Control)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像壓縮和傳輸，建立數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控和追蹤，本文以“物聯(lián)網(wǎng)”(Internet of things)為基礎(chǔ)，研究在視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備與平臺(tái)、監(jiān)控設(shè)備之間的信息交換和通信，能夠更好地實(shí)現(xiàn)智能化定位、追蹤和監(jiān)控。

　　OPC技術(shù)

　　工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，使得生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜度提高，更加細(xì)分化。不同的設(shè)備生產(chǎn)廠家擁有不同的驅(qū)動(dòng)程序，由于協(xié)議不一致，導(dǎo)致設(shè)備之間的通信不兼容，OPC技術(shù)因此而產(chǎn)生。OPC技術(shù)是專門(mén)的OLE技術(shù)，在工業(yè)控制把對(duì)象鏈接與嵌入、組件對(duì)象模型(OLE/COM)和分布式組件對(duì)象模型(DCOM)作為應(yīng)用程序，形成一系列通信標(biāo)準(zhǔn)。

　　OPC采用Client/Server模型，這種模型具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，把硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件分離開(kāi)來(lái)，使得生產(chǎn)效率得到了很大的提高。OPC建立了一整套的工業(yè)接口規(guī)范，在這種規(guī)范下，OPC客戶端與OPC服務(wù)器端可以很好地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，硬件設(shè)備生產(chǎn)廠家不需要考慮應(yīng)用軟件的需求，客戶服務(wù)器端可以對(duì)硬件設(shè)備與驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行整合，采集數(shù)據(jù)，與客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而軟件開(kāi)發(fā)商也不需要考慮了解硬件的結(jié)構(gòu)和操作工程，其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1  OPC結(jié)構(gòu)示意圖 [nextpage]

　　OPC服務(wù)器

　　服務(wù)器包括COM對(duì)象和I/O DLL，OPC通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了COM對(duì)象的接口功能，需要設(shè)計(jì)者具體實(shí)現(xiàn)。而I/O DLL根據(jù)不同廠家的硬件設(shè)備和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，編寫(xiě)了不同I/O接口的DLL，因?yàn)椴煌O(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)采集方式不同，所以造成接口DLL的不同。

　　視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠應(yīng)對(duì)一些突發(fā)事件，并且能夠處理多個(gè)事件，所以在OPC服務(wù)器中采用優(yōu)先級(jí)和多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器不但可以采集設(shè)備端的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而且可以采集上層數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

　　OPC 客戶端

　　OPC客戶端完成與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換，所以客戶端應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的訪問(wèn)，客戶端與服務(wù)器端通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)雙向通信。而OPC客戶機(jī)和OPC服務(wù)器的操作過(guò)程，OPC客戶端首先需要初始化COM庫(kù)，并調(diào)用連接模塊，使得OPC客戶端和OPC服務(wù)器能夠互相通信。然后OPC客戶端調(diào)用顯示模塊顯示客戶端調(diào)用的結(jié)果后，OPC客戶端通過(guò)調(diào)用OPC服務(wù)器端的接口函數(shù)完成所要求的功能，OPC服務(wù)器通過(guò)接收器模塊主動(dòng)和客戶端通信，主要用于異步數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)和產(chǎn)生回調(diào)的功能，調(diào)用序列化模塊讀和寫(xiě)文檔。

　　物聯(lián)網(wǎng)及視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制方案

　　物聯(lián)網(wǎng)是利用EPC、RFID(射頻識(shí)別技術(shù))、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，在Internet的基礎(chǔ)上建立的一個(gè)物物相連的覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)概念下，任何設(shè)備與設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)信息的交換和通信，無(wú)需人的操作。其可實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的全球信息共享，包括單個(gè)產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的連接和操作。物聯(lián)網(wǎng)主要由射頻識(shí)別器、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備組成，根據(jù)一定的協(xié)議，把任何設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理，其是各類傳感器和現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的一個(gè)新技術(shù)。

　　前面討論了視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中OPC技術(shù)，為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境，需要對(duì)現(xiàn)有的視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，結(jié)合我國(guó)目前視頻監(jiān)控的現(xiàn)狀和物聯(lián)網(wǎng)的要求，將OPC技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制模式，成為新一代的監(jiān)控模式。操作員可以對(duì)任何設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，能準(zhǔn)確及時(shí)地了解設(shè)備運(yùn)行狀況，第一時(shí)間做出處理，其運(yùn)行機(jī)構(gòu)如圖2所示。

圖2  OPC技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制模式結(jié)構(gòu)圖 [nextpage]

　　客戶端

　　客戶端包括應(yīng)用程序和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的應(yīng)用層，它主要完成兩個(gè)功能：

　　· 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接服務(wù)器，接受服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，根據(jù)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù);

　　· 實(shí)時(shí)地從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷并處理，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口把數(shù)據(jù)傳向服務(wù)器，服務(wù)器再將數(shù)據(jù)信息傳遞給現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。

　　服務(wù)器

　　OPC服務(wù)器端主要與底層的硬件設(shè)備相連，主要完成兩個(gè)功能：

　　· 遵循OPC規(guī)范，從底層硬件設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳輸給客戶端;

　　· 接受客戶端的響應(yīng)，接受從客戶端傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，并發(fā)出命令給硬件設(shè)備。

　　為了實(shí)時(shí)地對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行控制，在監(jiān)控系統(tǒng)中能夠獲得快捷、高效的用戶監(jiān)控信息，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，它能夠提供監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的管理、交換和共享的平臺(tái)，為了實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠商的設(shè)備之間的通信，采用OPC標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，整個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)分為內(nèi)存和外存兩個(gè)部分，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)形式采用順序結(jié)構(gòu)加索引的方式，通過(guò)保存一定容量的內(nèi)存，存放數(shù)據(jù);對(duì)于超過(guò)規(guī)定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)從內(nèi)存中更新或清除寫(xiě)到外存關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣可以方便實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

　　1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)存分配

　　由于邏輯結(jié)構(gòu)的層次性很明顯，所以采用全關(guān)系數(shù)據(jù)模型，層與層之間通過(guò)表的關(guān)鍵字聯(lián)系，且實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)定在一定的時(shí)間段內(nèi)完成操作，這樣能夠高速、按時(shí)地存取和處理數(shù)據(jù)，為了提高數(shù)據(jù)處理的可預(yù)見(jiàn)性和數(shù)據(jù)檢索速度，采用順序結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式和索引機(jī)制，同時(shí)運(yùn)用靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣可以避免不必要的磁盤(pán)操作和不可預(yù)見(jiàn)的動(dòng)態(tài)資源分配。

　　為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間平等的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，采用內(nèi)存映射文件來(lái)完成這一功能，通過(guò)給各種數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)分配空間，方便訪問(wèn)內(nèi)存中數(shù)據(jù)，可以通過(guò)位圖執(zhí)行的方法來(lái)完成內(nèi)存分配。

　　2、優(yōu)先級(jí)和多線程

　　通常情況下，總是多個(gè)硬件設(shè)備在同時(shí)運(yùn)行，為了保證這種多設(shè)備能夠正常的運(yùn)行，并且服務(wù)器端采集正確的數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)必須采用多線程的處理方式。同時(shí)為保證系統(tǒng)的高性能，基于事件驅(qū)動(dòng)，設(shè)置一些條件觸發(fā)，能夠處理一些緊急事件，系統(tǒng)引用優(yōu)先級(jí)的概念，在系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，能夠及時(shí)快速地處理事故，并對(duì)服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新。

　　3、減少中間環(huán)節(jié)

　　物聯(lián)網(wǎng)最終的目標(biāo)是現(xiàn)實(shí)物品與物品相連，要求網(wǎng)絡(luò)的層次和結(jié)構(gòu)盡可能少，提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息傳輸?shù)男省Ｍ瑫r(shí)，物聯(lián)網(wǎng)又是覆蓋整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的層次和結(jié)構(gòu)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)息息相關(guān)，所以，要求在設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，盡力簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少不必要的環(huán)節(jié)，使信息之間的交換和通信更加便捷。

　　結(jié)語(yǔ)

　　物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)前沿的新興技術(shù)，本文基于OPC技術(shù)，提出了在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下對(duì)視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)這種方案進(jìn)行了討論，隨著OPC技術(shù)的不斷完善和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及用戶要求的不斷提高，這種模式的視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)將成為主導(dǎo)趨勢(shì)，也會(huì)越來(lái)越被工業(yè)領(lǐng)域所重視，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)化與信息化的融合。