摘要：针对目前监控系统不断升级改造存在的布线工作量大、布线成本高、无法存储及计算海量视频文件的问题，提出基于电力载波和云计算的视频监控系统。视频数据经过调制解调、振荡、放大、耦合等过程，利用电力线网络传输到各分控点，然后通过互联网传送到云端，利用云端强大的存储、计算能对视频数据进行各种处理。文中的设计充分结合了电力载波和云计算的特点，在视频监控领域中具有较高的应用价值。
关键词：电力载波；云计算；视频监控
1.引言
随着社会的发展，人们的安全防范意识不断加强，视频监控系统已广泛应用于各行各业，在小区安防、教育、企业生产、宾馆服务、交通管控等领域发挥了重要作用。视频数据的传输可以采取两种方式：无线和有线，无线传输由于在传输路径上有墙体等各种障碍物的阻隔，数据传输不可靠；目前市面上的视频监控系统主要以太网作为传输媒介，需要单独的传输线路，而且后期的扩容、改造需要重新布线，成本高、工程量大。采用电力载波技术，
利用电力线作为视频信号传输线路，可以大大减少网络的投资，降低成本，在小范围内具有较大优势。
随着视频监控系统技术的不断发展，视频监控正朝着数字化、网络化、高清化、高速化、智能化方向高速前进[1]，在此前提下，大量的运算需要处理，海量的监控录像需要记录和存储，传统的VCR模拟存储和DVR数字数据存储由于其不可靠性、扩展能力弱及共享性差等特点已不能适应监控技术的发展，在此情形下云存储应运而生[2]。基于云计算的监控储备具有虚拟化、高计算、高可靠、高扩展及低成本的特点，已成为当下时代最为合适的监控储备。
神洁巾 本文提出了一种基于电力载波技术和云计算的视频监控系统，系统前端为视频采集端，采集上来的视频信号通过电力线网络传输到监控节点，然后利用互联网传输到云端供监控中心使用。
2.关键技术概述
2.1电力线载波
电力线载波（Power Line Comunication（PLC））是电力系统特有的通信方式，电力线载波技术是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的技术。
目前，导致电力线载波通讯未能大规模应用原因，是电力线载波通讯自身：配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，电力载波信号只能在一个配电变压器管辖范围内传播；三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB），一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；电力线对载波信号造成高削减，当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1Ω以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里，但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。
随着物联网、智能家居系统的兴起，给PLC带来了一个新的舞台，其观点是把所有家用电器需要处理的数据都交给电脑来完成。因此，需要在家电与电脑之间构建一个数据传送网络，用户大多采用无线传输，但是在家庭里，墙壁对无线信号起到阻隔作用，严重影响着无线传输的质量，特别是在别墅和跃层式住宅中这一缺陷更加明显。如果架设专用有线网络则会增加成本，而且家电的位置今后也无法随意挪动。利用PLC的最大特点：不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递；能通过传统网络方式实现远程控制，因此，该系统成为了解决这些场所数据传输的优先方案之一。PLC调制解调模块的成本也远低于无线模块，在校园、小区、矿井、宾馆等区域不大的场所也同样适用于PLC。电力线载波传输原理框图如图1所示[3]。
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图1 电力线载波传输原理框图
2.2云计算
云计算（cloud computing）是通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。云计算的显著特点就是强大的计算能力和服务器集成，不需要实体的存储设备，而用虚拟的存储空间实现数据的存储和管理，大大节省了存储资源和成本。
云计算具有如下特点：①超大规模。“云”强大的计算能力和服务器集成。②虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。③高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。④通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。⑤高可扩展性。“云”的规模是变化的，满足应用和用户规模增长的需要。⑥按需服务。“云”是一个庞大的资源池，用户按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。
因此云计算在视频监控领域具有广阔的应用前景，云计算框架视频监控原理如图2所
李天民
示。
图3 系统总体结构框架
根据视频监控系统的的要求及实际情况，系统可以选择是否采用分控点，如果视频采集点少且整个监控区域较小，则可以不用分控点或者只用一个分控点。在系统中，摄像头采集到视频信号后，利用图1所示的电力线载波传输原理传送到各分控点，各分控点可以就各自对应的视频信号进行实时管理及短时存储，由于视频监控系统中，前段集合了众多的视频采集设备，同时需要存储的视频数据巨大，并且需要对大量的视频数据进行智能化的分析和搜索等繁多的计算，各分控点通过互联网把视频信号传送到云端记录、存储，监控中心根据自身需要调用云端的服务（视频处理软件、存储、数据挖掘、设备管理及数据分析等）和资源（物理资源、虚拟资源），用户只需要交付少量费用即可，不必另外布线、增加存储设备及软件。这样就构成了一个完整的应用系统。
3.2系统设计
系统设计包括硬件设计和软件设计。硬件部分设计主要包括视频采集模块、ARM11微处理器模块、PLC调制解调模块、USB控制器、摄像头、网路传输。其中作为核心的ARM11微处理器模块采用Samsung公司的的s3c6410，主要负责视频数据的采集、对视频数据进行H.264格式编码并封包传送到PLC调制解调模块，同时还完成数据收发控制和系统任务调度工作。PLC调制解调模块由Intellon公司的INT6400和INT1400芯片组成，INT6400通过RJ45接口接收微处理器传递过来的视频信号，经过D/A转换，然后对其进行调制，之后经过INT1400放大处理后经过耦合电路传送到电力线上传输，这是一次发送过程。接收过程相反。播放影碟
图4 视频监控系统设计框图
软件部分设计主要包括开发系统搭建、USB摄像头的驱动、视频数据的采集、LCD实时显示、网络传输、双核数据处理等，本设计中主要利用已开发好的软件进行简单的二次开发即可。监控系统设计框图如图4所示。
4.结束语
文章提出了以云计算为视频数据记录、存储、处理方式，以电力载波为视频信号局部
传输方式的视频监控系统，较好的将云计算和电力载波结合起来。随着视频监控系统高清化、智能化、高速化的进展，电力线网络的广泛覆盖、电力载波无需重新布线及安装方便的显著特点、云端强大的数据存储、处理能力，使得使用该系统的用户的建设成本大大降低，而且更方便快捷。随着云计算和电力载波通信技术的发展越来越成熟，该系统具有广泛的市场前景。
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