基于Android的實時監控系統的設計與實現

摘 要：隨著移動互聯技術的發展，3G、Wi-Fi技術以及智能手機在社會上得到了大量的應用。本文主要介紹在3G網絡或Wi-Fi覆蓋范圍內，使用基于Android操作系統的智能手機，對特定場所進行遠程的實時視頻監控和操作。

關 鍵 詞：JMF；RTP協議；Andriod；視頻監控

1 引言

本文主要研究的是“實時視頻系統”的開發，本系統通過服務器端連接的攝像頭拍攝畫面，經過處理與壓縮后通過互聯網將視頻流傳送給便攜設備手機，使用戶隨時隨地可以對某些特定場所，如家庭、辦公室、實驗室等場所的安全、環境等情況進行遠程的監控。本系統采用C/S構架，服務器端使用JMF技術對捕獲的視頻進行處理和壓縮，通過RSTP協議經由互聯網，將視頻流傳送給以手機為平臺的客戶端上，使用戶可以遠程觀看某些特定場所的畫面。

2 系統分析

2.1 功能架構

根據需求調研結果確定本系統主要包括以下功能模塊，如圖1所示。

2.2 模塊需求

（1）視頻流捕獲及處理

對USB攝像頭的拍攝視頻流進行實時捕獲與處理。

（2）視頻流傳輸

與客戶端建立連接，開始視頻流傳輸。

（3）接受視頻流及播放

客戶端將接收的視頻流進行處理并通過播放器播放出來。

2.3 系統開發環境

（1）服務器硬件環境：1GHz/512MB/5G/1Mbps網絡接入。

（2）客戶端硬件環境：手機。

（3）服務器軟件環境：jdk1.6。

（4）客戶端軟件環境：Android 1.6以上。

3 系統設計

3.1 架構設計

本系統采用C/S構架，在PC端搭建RED5服務器，手機或PC機客戶端通過3G網絡、以太網或Wi-Fi網絡連接服務器。服務器端進行視頻采集和后臺數據處理，客戶端為用戶呈現實時視頻數據信息等。[1]

3.2 功能結構設計

本系統主要分為服務端功能和客戶端功能。服務端有采集視頻功能，采集后將視頻處理并傳輸給客戶端，客戶端通過播放器顯示接收到的視頻流。同時，提供服務器端的后臺控制界面，如圖2所示。

4 系統實現

4.1 服務器端

4.1.1 Red 5服務器配置

本系統采用Red 5作為流媒體服務器，使用前需要先將其配置到Tomcat下。具體配置方法如下：

安裝tomcat和Red后，在eclipse下新建一個web project工程，將Red 5根目錄下的red5.jar和lib目錄下的所有jar包，全部拷貝到工程項目WebRoot＼lib包下。這些就是Red 5集成到tomcat啟動所需要的全部jar包。

在安裝Red 5的根目錄下面有個src.zip文件，這里面放的是Red 5的源代碼，將其在當前目錄下解壓，然后進入D：＼Red5＼src＼src＼conf＼war目錄，該目錄下就是配置所需要的全部配置文件。

4.1.2 視頻采集

本系統使用外接USB攝像頭，因此需要先查詢設備名稱。方法是，運行JMF的bin目錄下JMFRegistry.exe，在Capture Devices選項卡中可以看到當前連接到計算機的設備，如果沒有找到目標設備可以點擊左下角的Detect Capture Devices重新檢測已連接的設備。

4.2 客戶端[2]

客戶端采用Android手機操作系統，界面主要控件為視頻播放器，如圖3所示。

5 結束語

本課題的特色在于使用了3G、Wi-Fi等移動互聯網技術，對流媒體的處理與傳輸，基于開源Android操作系統的手機進行軟件開發。最終實現手機遠程監控特定場所的實時視頻信息，并對遠程攝像裝置進行參數調整，控制等操作。

本系統已經實現了基本的視頻傳輸。完成了需求中所提出的遠程視頻監控的功能。但本系統如果想要進入商用仍然存在一些問題。首先，由于開發文檔與相關開發歷程的空白，使用Java語言對視頻壓縮未能實現，這將導致Android手機客戶端在使用時的硬件資源負載較大，并且會占用較大的網絡帶寬。這將給使用3G接入的系統用戶產生較為昂貴的網絡使用費用。其次，本系統登陸界面使用的是較為簡單的賬號、密碼驗證。無法杜絕賬號、密碼的劫持以及暴力破解等問題，這為使用者的隱私安全留下隱患。如果本系統進入商用，應對安全驗證部分進行完善，如果應用于對安全系數要求較高的特種領域，還應對網絡傳輸部分進行數據加密。不過這也將帶來系統更大的資源消耗。

參考文獻

[1] 楊文志.Google Android程序設計指南[M].北京：電子工業出版社.2009.

[2] 梅爾著，王鵬.Android高級編程[M].北京：清華大學出版社.2010.