基于安卓的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，本系統(tǒng)基于安卓手機(jī)、流媒體技術(shù)設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)視頻采集數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇蛻舳?，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿足系統(tǒng)的功能要求，具有一定的兼容性和可擴(kuò)展性。

關(guān)鍵詞：安卓；遠(yuǎn)程監(jiān)控；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

隨著通信計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能終端技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)也越來(lái)越成熟，移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。當(dāng)前很多國(guó)內(nèi)外的IT公司都十分關(guān)注移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，投入了大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行研發(fā)，移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展也將會(huì)更快，它將移動(dòng)智能終端和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起，通過(guò)智能手機(jī)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的實(shí)時(shí)查看，使監(jiān)控方案更加便利和簡(jiǎn)單。隨著研究的進(jìn)行，很多學(xué)者和科研單位也開(kāi)始對(duì)這種系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用并且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，但是這些系統(tǒng)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程或多或少存在一些小問(wèn)題，需要不斷完善系統(tǒng)功能。本文基于安卓手機(jī)平臺(tái)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 相關(guān)技術(shù)

Android是一種開(kāi)源操作系統(tǒng)，基于Linux實(shí)現(xiàn)，程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用Java編程語(yǔ)言，安卓SDK（Software Development Kit）擁有很多（Application Programming Interface），可以支持多種應(yīng)用類(lèi)型，這提高了Android系統(tǒng)的應(yīng)用性，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求，自行定義API，形成需要的個(gè)性化操作系統(tǒng)。構(gòu)建操作系統(tǒng)之后，終端業(yè)務(wù)的控制也十分便利。

移動(dòng)流媒體技術(shù)隨著移動(dòng)終端的發(fā)展從而更加成熟，通過(guò)該系統(tǒng)可以壓縮聲音和圖像數(shù)據(jù)，壓縮之后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，這樣用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻和圖像數(shù)據(jù)的觀看和收聽(tīng)，使用該技術(shù)無(wú)需下載，十分便利。

在流媒體的圖像和聲音等數(shù)據(jù)采集播放過(guò)程中，為了保證視頻的清晰畫(huà)面，需要一些視頻壓縮算法，其中應(yīng)用效果較好的算法之一為H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮算法，這種核心技術(shù)包括幀間幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼、正反變換編碼、量化反量化編碼、環(huán)路濾波和熵編碼，該技術(shù)在Android操作系統(tǒng)上應(yīng)用，需要封裝編譯生成Android底層Library的JNI動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，這樣可以實(shí)現(xiàn)H.264標(biāo)準(zhǔn)編解碼，具有解碼機(jī)制精度高、壓縮性能高、實(shí)現(xiàn)便利等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

基于Android平臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如下：遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集通過(guò)視頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)，視頻設(shè)備采集數(shù)據(jù)之后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)監(jiān)控終端，以其數(shù)據(jù)處理與通信為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮清晰度、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性三個(gè)方面。清晰度需要有視頻壓縮算法、視頻采集設(shè)備及高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸做支撐。連續(xù)性就是確保數(shù)據(jù)采集不間斷、數(shù)據(jù)采集和移動(dòng)終端的連接不中斷。實(shí)時(shí)性是指對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)嚴(yán)格的進(jìn)行實(shí)時(shí)性操作，這是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，其中服務(wù)器端使用電腦作為支撐，將采集完成的視頻數(shù)據(jù)壓縮之后通過(guò)Socket傳輸通信，安卓客戶端接收到數(shù)據(jù)之后進(jìn)行解碼播放，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖

2 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 安卓手機(jī)客戶端軟件設(shè)計(jì)

安卓手機(jī)客戶端應(yīng)用程序是以Java作為編程語(yǔ)言，通過(guò)Eclipse進(jìn)行開(kāi)發(fā)和創(chuàng)建，首先安裝Java開(kāi)發(fā)工具包JDK（java development kit）并對(duì)其進(jìn)行環(huán)境變量配置，其次安裝Java運(yùn)行環(huán)境JRE（Java runtime enviroment）及Eclipse，最后安裝Android軟件開(kāi)發(fā)包Android SDK和Android開(kāi)發(fā)工具ADT插件。

Android平臺(tái)的通信模塊采用了Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行通信，綁定Socket和端口號(hào)，設(shè)置開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)端口及相應(yīng)的通信進(jìn)程。數(shù)據(jù)處理模塊主要是對(duì)視頻流數(shù)據(jù)的提取和傳導(dǎo)。核心代碼如下：

p0=socket（AF_INET，SOCK_DGRAM，IPPROTO_UDP）；//創(chuàng)建socketbind（p0，（struct sockaddr*）&（addr_org），sizeof（struct sockaddr_in））；

//綁定IP和端口sendto（p0，SendDataBuff，ulLen，0，（struct sockaddr*）&（addr_dst），sizeof（sockaddr_in））；//向指定IP發(fā)送SendDataBuff中的視頻數(shù)據(jù)Camera open Camera（）{}//打開(kāi)攝像頭android.hardware.camera.PreviewCallback//用來(lái)調(diào)用每幀圖像數(shù)據(jù)data的接口

2.2 服務(wù)器端

2.2.1 Red 5服務(wù)器配置

流媒體服務(wù)器采用Red 5，在其使用之前首先將其配置到Tomcat下，具體配置過(guò)程如下所述：安裝tomcat和Red后，重新再Eclipse下創(chuàng)建一個(gè)web project工程，將Red 5集成到tomcat啟動(dòng)所需要的全部jar包（位于lib目錄下的全部jar包及Red 5根目錄下的red5.jar）全部拷貝到工程項(xiàng)目WebRoot＼＼lib包下

2.2.2 視頻采集

本系統(tǒng)選擇的是外接USB攝像頭，因此需要首先對(duì)設(shè)備名稱進(jìn)行查詢，方法是運(yùn)行JMF的bin目錄下JMFRegistry.exe，在Capture Devices選項(xiàng)卡中看到連接到計(jì)算機(jī)的設(shè)備，如果找不到目標(biāo)設(shè)備則需要點(diǎn)擊左下角的Detect Capture Devices對(duì)已經(jīng)連接的設(shè)備進(jìn)行重新檢測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于開(kāi)源Android操作系統(tǒng)的手機(jī)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)視頻采集傳輸實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后還需要對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試才能在實(shí)際中應(yīng)用，且在應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)，不斷完善系統(tǒng)的功能，使系統(tǒng)的實(shí)用性不斷得到增強(qiáng)，提高遠(yuǎn)程監(jiān)控的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊文志.Google Android程序設(shè)計(jì)指南[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]梅爾著，王鵬.Android高級(jí)編程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：高南虎（1974），男，漢族，山西太原人，網(wǎng)絡(luò)工程師，博士，主要研究方向：軟件工程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方向，公共管理和應(yīng)急管理。