苏ICP备112451047180号-6
基于NodeJS的图像数据转发系统的设计与实现
选题目的：
随着摄像机数量的急剧增加，传统的人工被动监控已经远远无法满足监控任务的需求。近30年来，基于图像分析处理算法建立起来的智能视频监控系统的出现，缓解了这个问题。但是为了降低图像分析算法的开发成本，提高开发效率，孝义新安小区监控人员目前只能在一台PC机上查看经过算法分析处理后的实时图像，而无法通过浏览器进行多用户的远程实时监控。因此为了孝义新安小区监控人员能通过浏览器实时远程查看经过智能视频监控系统分析后的图像，提高监控效率，将为孝义新安小区监控人员实现一个面向实时智能视频监控系统的图像转发系统。
设计的系统将采用NodeJS、TCP/IP、websocket、Jpeg、Data URI等技术，实现图像数据转发功能，使图像从智能视频监控系统到浏览器进行转发，使监控人员通过浏览器进行实时远程的智能视频监控成为可能，便于多人通过浏览器进行监控，从而提高了监控效率。
与本课题相关的技术和方法综述：
系统将采用NodeJS、TCP/IP、websocket、JPEG等技术来进行设计，具体如下：
（1）NodeJS
NodeJS是一个基于javaScript运行时建立的一个平台，可以搭建快速的扩展性强的网络
应用。由于基于事件机制和非阻塞I/O模 50 型，轻量而高效的NodeJS非常适合运行数据密集型的实时应用。设计的基于NodeJS的图像数据转发系统将运行在已有的智能视频监控系统的后端，系统的呈现方式是NodeJS服务器。
（2）TCP/IP
TCP/IP协议提供一种面向连接的可靠的字节流服务，并且有较强的实时性，非常适合用来传
输有实时性要求的数据。在论文的实现中，把NodeJS服务器作为TCP Server，而智能视频监控系统作为TCP Client，目的是保证即使TCP Server宕机了，TCP Client即智能视频监控系统仍然能正常运行。
（3）Websocket
Websocket是HTML5的一种新的协议，它实现了浏览器与服务器全双工socket通信。在本系统的设计中，NodeJS服务器接收到图像数据后，会使用Websocket协议立即把图像数据转发给当前与NodeJS服务器建立连接的浏览器，以达到实时转发的效果。
（4）JPEG图像数据压缩
JPEG是互联网上使用最广泛的一种图像存储和传送格式，JPE 图像压缩算法能够在提供良好的压缩性能的同时，具有比较好的图像重建质量，被广泛应用于图像和视频处理领域。在系统的实现中，智能视频监控系统需要对图像进行Jpeg压缩后，才通过Socket发送给NodeJS服务器。
主要设计内容：
设计内容主要包括系统需求分析、功能分析、数据库设计、系统测试主要内容，具体如下：
1、 系统需求分析
目前为了降低图像分析算法的开发成本，提高开发效率，许多智能视频监控系统都是利用
opencv图像处理库开发的pc本地程序，孝义新安小区监控人员只能在一台pc机上查看经过算法分析处理后的实时图像，而无法通过浏览器进行多用户的远程实时监控。所以设计一个面向实时智能视频监控系统的图像转发系统，以便多个新安小区监控人员能通过浏览器实时远程查看经过智能视频监控系统分析后的图像，是非常有意义的。
2、 功能分析
设计的系统主要由四部分组成，分别是图像处理模块、图像接收模块、图像数据压缩模
块和图像转发模块。具体如下：
（1）图像处理模块
智能视频监控系统通过对摄像机采集到的图像进行禁区闯入、人员计数、去雾、去雨雪图
像算法处理。
（2）图像接收模块
图像接收模块的作用是将经过智能视频监控系统处理的实时图像帧传输到NodeJS服务
器上，以让NodeJS服务器进一步将图像数据转发到各个用户浏览器。
（3）图像数据压缩模块
通过JPEG 图像数据压缩技术，对图像进行Jpeg压缩，然后通过Socket发送给NodeJS服务器。
（4）图像转发模块
图像转发模块的功能是将由智能视频监控系统通过Socket 传输给NodeJS服务器的Jpeg
图像数据转发给浏览器，让多个用户能同时从浏览器观看实时的监控图像。
3、 数据库
设计采用MySql技术，建立图像数据存储数据库。
4、 系统测试
本设计将采用黑盒测试技术，进行图像数据处理测试，图像压缩测试，图像显示测试。
设计的环境、方法及措施：
环境：硬件环境：视频监控系统；电脑CPU：2.0GHz及以上，内存：2GB及以上。
软件环境：JetBrains WebStorm 10.0.1；。
方法及措施：
通过对孝义新安小区监控工作人员实时观看监控的需求分析，构建一个基于NodeJS的图像数据转发系统。该系统将使用NodeJS、TCP/IP、websocket、jpeg、data URI等技术实现图像从智能视频监控系统到浏览器的转发，使得孝义新安小区监控人员通过浏览器进行实时远程的智能视频监控成为可能。在NodeJS服务器的控制台观察图像数据代码，调试运行，在浏览器中观察图像情况，多次测试，直至程序稳定运行，完成系统设计。