隨著全球安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)需求和相關技術的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖像壓縮處理、流媒體技術、計算機網(wǎng)絡通信、自動控制技術等都已在安防領域得到廣泛應用。本文筆者將帶領讀者，一起探究流媒體監(jiān)控軟件平臺架構及關鍵技術...
軟件平臺架構
軟件架構目標
Observer流媒體監(jiān)控軟件平臺要達到能滿足中小型網(wǎng)絡安防監(jiān)控的目標，可根據(jù)不同行業(yè)安防需求定制擴展應用，因此必須有良好的架構設計。軟件設計的架構目標一般要達到以下幾點(圖1)。
· 可靠性：軟件對于使用方的運營和管理十分重要，因此必須十分可靠;
· 安全性：軟件要能滿足調(diào)查取證要求和防止惡意破壞;
· 可擴展性：軟件要能滿足客戶需求的變化和不同需求的功能擴展;
· 可維護性：軟件要易于排除現(xiàn)有系統(tǒng)錯誤和有效降低技術支持成本;
· 可定制化：能夠根據(jù)客戶群不同和市場變化而調(diào)整;
· 客戶體驗：軟件要易于操作使用。
軟件體系結構
良好的體系結構能夠確保軟件的實用性，軟件基于以下技術原理開發(fā)(圖1)。
1、MPEG2/MPEG4/H.264流媒體編解碼技術。
2、實時網(wǎng)絡流媒體傳輸技術。
3、Microsoft DirectShow技術。
4、分布式網(wǎng)絡應用技術。
5、現(xiàn)代大型關系型數(shù)據(jù)庫技術。
6、基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，采用高效的C++開發(fā)語言平臺。
· OS(Operating System)：操作系統(tǒng)，此處主要指PC操作系統(tǒng);
· TCP/IP：傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，一種網(wǎng)絡通信協(xié)議，廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)通信;
· MPEG2/ MPEG4/H.264：運動圖像壓縮編碼標準;
· DirectX：微軟公司開發(fā)的用途廣泛的API，用于圖形、聲音等多媒體應用接口;
· Winsock：一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡編程接口;[nextpage]
· Oracle/SQL/MySQL：一些關系型數(shù)據(jù)庫平臺;
· Middleware Service：中間件服務，此處包括數(shù)據(jù)庫中間件、消息中間件服務;
· Management Server：管理服務器;
· StreamTrans Server：流媒體轉發(fā)服務;
· StreamRecord Server：流媒體存儲服務;
· WEB Server：WEB服務;
· Stream Client：流媒體監(jiān)控客戶端;
· WEB Client：WEB客戶端。
關鍵技術
網(wǎng)絡流媒體監(jiān)控技術
通過網(wǎng)絡流媒體監(jiān)控技術，系統(tǒng)借助日益擴展的高速信息網(wǎng)絡為傳輸媒介，使用者可通過網(wǎng)絡音視頻去感知遠程監(jiān)控點的狀況。借助遠端設備的智能采集、控制功能，使用者可捕獲遠端的報警，通過網(wǎng)絡控制遠端設備控制輸出。
完成端口通訊技術
普通的阻塞式網(wǎng)絡通訊方法要求每次通訊完成后都要求等待執(zhí)行結果。網(wǎng)絡流媒體轉發(fā)軟件所處理的流數(shù)據(jù)量是非常巨大的，普通的網(wǎng)絡通訊方法顯然不能滿足這種應用的需要，為了提高轉發(fā)服務器的數(shù)據(jù)吞吐能力，系統(tǒng)使用了異步IO技術完成端口通訊。
IO完成端口通訊使用操作系統(tǒng)的重疊I/O模型來提高系統(tǒng)I/O的處理能力。在Winsock中，重疊I/O模型使應用程序能達到最佳的系統(tǒng)性能與數(shù)據(jù)吞吐率。重疊模型的基本設計原理是讓應用程序使用重疊的數(shù)據(jù)結構，一次投遞一個或多個Winsock的I/O請求，并在操作完成之后接受到信息。
線程池
線程池為線程生命周期開銷問題和資源不足問題提供了解決方案。通過對多個任務重用線程，線程創(chuàng)建的開銷被分攤到了多個任務上。其好處是，因為在請求到達時線程已經(jīng)存在，所以無意中也消除了線程創(chuàng)建所帶來的延遲。這樣，就可以立即為請求服務，使應用程序響應更快。
異步通訊模式下的單線程并發(fā)訪問量是有限的，為了提高轉發(fā)服務器的并發(fā)訪問數(shù)量，系統(tǒng)使用一個具有多個通訊線程的線程池來負責與客戶端進行通訊。通過使用線程池技術，在保證轉發(fā)服務器的數(shù)據(jù)吞吐量的同時，提高了系統(tǒng)的并發(fā)訪問數(shù)量，在網(wǎng)絡帶寬足夠的情況下，可以顯著提高流媒體轉發(fā)服務器的處理能力。
網(wǎng)卡匯聚及任務調(diào)度設計
當流媒體轉發(fā)服務器工作在多網(wǎng)卡匯聚模式時，優(yōu)化的實時任務調(diào)度算法將根據(jù)各網(wǎng)卡的實時負載情況平均分配各塊網(wǎng)卡的并發(fā)訪問數(shù)與數(shù)據(jù)吞吐量，以平衡各網(wǎng)卡的網(wǎng)絡負載情況。
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