一個完整家庭網絡監控系統包括網絡攝像機、移動終端和相關軟件。也可以選擇用PC做一個服務器。在整個系統中關鍵的部件是網絡攝像機，它通常包括鏡頭、CMOS/CCD傳感器/圖像DSP、媒體處理器/DSP(編碼)、網絡接口、電源等。使用CCD鏡頭的話，通常還需要一片ADC。如果需要本地存儲，還可能需要有SD卡接口。

　　軟件部分主要由DSP軟件和系統軟件組成。DSP軟件有視頻信號前處理、編碼、運動偵測等。系統軟件包括通信協議棧(RTP/UDP/TCP/DDNS/SNMP/SMTP/PPPoE)，Web服務器和事件管理等軟件。

　　在實現一個視頻監控系統時，主要的設計挑戰涉及視頻編碼算法(包括自適應碼率控制、高性能MPEG-4或H.264編碼算法)，高質量移動偵測以及視頻前處理。此外，還需要平衡功能和系統的可靠性。通常，功能越多就會引入越多不可靠的風險，而網絡攝像機通常是遠程監控，不可靠會使其喪失基本功能，不利于維護。

1. 攝像頭

　　對于低端和中端攝像頭，CMOS技術會成為主流技術，這主要是因為CMOS的低成本、可接受的視頻質量等特性。CMOS傳感器直接輸出BT-656數字信號，可以直接與DSP互聯。而且CMOS的高端產品也開始支持300萬或500萬像素，適合對整機成本要求低的市場。

　　對高端用戶來說，CCD技術將成為主流技術。CCD的成像質量好，與CMOS相比，在相同分辨率下，CCD成像的通透性、銳度，色彩還原度，曝光準確性都要優越很多。此外，在極低照度環境下也可以拍攝，適用于對成像質量有要求的高端網絡攝像機。而且CCD攝像頭通常輸出模擬信號，傳輸距離比數字信號遠，適合多路(多個房間)監控。

2. 聯網技術

　　在家庭局域網絡環境里，主流聯網技術是有線網絡(Ethernet)和無線網絡(Wi-Fi)。雖然Wi-Fi的增長速度超過了以太網，但Wi-Fi目前還不可能取代以太網。這主要歸咎于Wi-Fi的傳輸速率較低，遇到障礙物信號衰減過快，且附加成本略高于以太網。其它局域網技術如HomePlug也受到了關注，這是因為所有的家庭中都存在電力網絡，它有可能成為一種補充技術。也就是說，如果家庭局域網采用了HomePlug，則IP攝像機內置的以太網接口可通過適配器連接到HomePlug網絡中。

　　就接入技術而言，ADSL/VDSL利用PPPoE協議接入廣域網，應該是主要的發展趨勢。其它接入技術(如PON)帶來了光纖入戶的機會，但接入成本還是較高，目前不太適合家庭使用。

　　遠程客戶端可能使用WiMax、3G、Wi-Fi或以太網來監視家庭的情況。

3. 處理內核

　　基于DSP技術的數字媒體處理器由于是采用SoC設計，具有靈活的編碼能力，能更好地適應網絡帶寬的不確定性和日益降低的成本要求，并且可以支持各種遠程監控設備(3G手機、PMP和PC等)，從而滿足家庭監控的需求。

4. 人機接口

　　用戶使用界面包括瀏覽器、PC上的軟件、手機軟件等。瀏覽器基于TCP協議通信，非常易于使用，并且容易穿透防火墻，使用廣泛。但是它的網絡性能不好，而且一個瀏覽器通常只能監控一個攝像頭。基于UDP的RTP協議廣泛用于流媒體傳輸，解決了網絡傳輸的性能問題，而且能同時傳輸幾個流，便于同時監控多個攝像頭。

　　手機軟件或手機瀏覽器提供了在任何時間地點查看監控環境的手段，也會是主要的人機接口軟件。

5. 顯示

　　由于網絡環境是變化的，用戶使用的遠程終端也是可變的，例如有網絡功能的PMP、手機、PDA或PC。從家用網絡攝像機傳傳送的視頻分辨率也是可控的，可能是QVGA、CIF、VGA或D1分辨率，以滿足終端顯示能力、解碼能力和實時傳輸視頻的需求。

6. 報警

　　用戶可以定義觸發報警的緊急事件，例如偵測到異常運動物體、火警或煙霧等。遇到緊急事件時，網絡攝像頭可以控制語音報警，或者發送報警短信、報警郵件等，并同時在本地和服務器上保存現場日志和視頻錄像。

7. 控制方式

　　通常需要支持PTZ控制功能。如果房間只有一個攝像頭，用戶在遠程終端(如手機)上就可以調整鏡頭水平垂直方向的網絡攝像機，會大大方便遠程監控。

編碼方式的選擇

　　網絡攝像機的編碼算法經歷了從早期單一的Motion JPEG到單一的MPEG-4，現在又是單一的H.264。對于運動編碼算法來說，相同視頻編碼質量下，H.264由于具有碼率的優勢，將會逐漸取代MPEG-4。但雙算法和雙視頻流應是中高端網絡攝像機的趨勢，即1路H.264加上1路Motion JPEG。

　　運動圖像編碼具有碼率低的優點，編碼會喪失很多圖像細節，主流編碼器H.264編碼分辨率通常是D1, 30fps。如果用戶需要更高分辨率，則H.264不能滿足要求。尤其是在家里發生緊急情況時，捕捉圖像分辨率越高，越有助于分析事故原因和保留事故現場。這通常只能利用高分辨率(如300萬像素)Motion JPEG編碼來解決。但沒有異常情況發生時，采用高分辨率Motion JPEG編碼進行監控會占用大量網絡帶寬。因此，的解決辦法是在沒有檢測到異常事件時，用H.264編碼；而在檢測到異常事件時，用H.264和MJPEG同時編碼。這樣就平衡了它們之間的矛盾。

DSP SoC是理想的處理內核

　　16/32位MCU沒有編碼能力，或編程能力非常弱，它通常要與圖像處理器或純DSP配合工作。這種兩個子系統的架構會導致系統成本較高。DSC芯片是針對數碼相機設計的。通常沒有網絡接口和RS485接口。它的圖像處理能力強，但系統處理能力較差，不能運行網絡攝像機上標準的Linux OS、網絡服務器和全功能的通信協議棧，也不具有自適應視頻編碼的能力。

　　因此DSC芯片也不是理想的選擇。FPGA可以實現網絡攝像機的功能，但其成本太高，而且FPGA通常扮演配角的角色，即用于ASIC、DSP或媒體處理器無法滿足要求的應用上。在網絡攝像機中不具有任何成本和易用性優勢。ASIC具有成本優勢，但一個好的網絡攝像機對編碼的靈活性要求非常高，相比而言，DSP架構更為合適。

　　DSP架構的SoC是的選擇之一。它支持標準的Linux OS，能夠運行開源協議棧。重要的是，它能夠保證靈活的編碼能力，例如完全可控的碼率、自適應網絡帶寬、雙路碼流和視頻分析能力。

　　希圖視鼎(C2 Microsystem)公司推出的CC1100是一個DSP SoC。它支持標準Linux操作系統和豐富的開源應用軟件和通信協議棧，可以地降低軟件開發成本。CC1100不同于通用DSP，它專門針對音視頻應用設計的。在CC1100單芯片上集成了1個RISC處理器和3顆DSP，編碼效率為通用DSP的2倍或更高。CPU主頻僅為300MHz，可以支持D1分辨率的H.264 MP編碼。H.264 MP編碼較BP編碼在同畫質下碼率更低。而且CC1100可以任意改變視頻編碼的分辨率、幀率和編碼算法。低主頻的芯片可以降低系統硬件設計成本。

　　CC1100支持超過300萬像素的Motion JPEG編碼。它也可以同時支持2路編碼(如H.264和Motion JPEG)。CC1100集成了PCI-E接口，可以同時支持以太網和Wi-Fi無線網。PCI－E是PCI總線的下一代標準，總線性能更高，信號管腳少，減少了芯片體積和簡化PCB設計。

　　CC1100能夠實現強大的事件管理功能，例如G.7xx系列編解碼，實現雙向通信和異常事件報警。可以實時改變編碼算法，這在使用3G手機作為監控終端時很有用。因為有的3G手機只支持MPEG-4，而有的支持H.264，該芯片可根據手機的能力實時改變編碼算法，從而能夠支持更多的終端。

　　此外，這款單芯片支持SD卡和SATA硬盤，與別的DSP芯片相比更具性價比。CC1100支持多格式解碼和視頻編碼，是一個理想的家用多媒體平臺。在用CC1100設計的機頂盒或流媒體電視上，利用其編碼能力添加視頻監控功能將是非常有吸引力的附加價值。