基于Android智能手機遠程視頻監控系統的設計

張霄

摘 要 基于Android3.1操作系統，本文提出了一種基于智能手機遠程視頻監控系統的方案。本文首先分析了Android操作系統，然后闡述和分析了設計系統的總體結構，并詳細的闡述了主要的技術，設計并實現了該系統。經過驗證，所設計系統穩定可靠，攜帶方便，應用前景較好。

關鍵詞 Android系統 智能手機 遠程視頻監控

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A

3G移動網絡的出現，使智能手機能夠輕易實現視頻的傳輸。這篇文章所提出的方案實現視頻監測的功能是在Eclipse編程環境下的，運用Android語言進行編程。它能夠實現只要存在無線網絡，就可以通過Android智能手機手對目標現場進行實時監控，使人們的生活變得更加便利。

1 Android操作系統

Android是一種基于Linux平臺的開源手機操作系統，它運用的架構是軟件堆層（SoftwareStack，又叫做軟件疊層），一般包括三個部分：中介軟件、底層Linux內核和應用軟件。

中介軟件的作用是溝通操作系統和應用程序，包括虛擬機（VirtualMachine）和函數層（Library）。Android的中間層采用特殊的Dalvik虛擬機，多以Java實現。通過使用虛擬機技術，Android的Java應用效率更高，更接近于底層系統，也讓Android的應用能夠運行在被監控的情況下，提高了安全性。

底層Linux內核只用來提供基本功能，位于硬件和其他軟件層之間，用來提供系統的底層服務。其特點是多了Android運行所需的特定驅動代碼和一個叫做Goldfish的虛擬CPU，包括內存管理、安全機制、網絡堆棧、進程管理和一系列的驅動模塊。

Android的平臺是開放的，不包含任何從前妨礙移動產業創新的專有權的障礙，因而任何的移動終端廠商都可以加入到Android聯盟。Android是一個開放的平臺，對第三方軟件完全開源免費。

2 系統總體設計

要實現次系統，必須先要讀取視頻流，這就需要網絡監控攝像頭的幫助。這樣就用戶就可以通過網絡瀏覽和播放對家居環境的監控。監控系統采用C/S架構：服務器端被部署在用戶家中，是一臺帶有監控攝像頭的PC，主要功能是連接、與用戶的智能手機進行通信且控制監控設備；客戶端是一部Android智能手機，能夠連接互聯網，并支持音頻視頻和3G業務。

3 系統軟件設計

3.1 服務器端軟件設計

設計服務器端的一般作用是用來將主機IP和攝像頭設備和網絡端口號初始化，并開啟視頻監控服務，實時等待客戶端的連接請求并捕捉現場圖像。在與遠程請求的手機客戶端成功建立連接后便開始向其發送視頻圖像信息。

PC服務器端是用來負責現場監控的，實現是運用VisualStudio編程環境下的C++/MFC語言來，原因是需要對監控設備進行初始化控制。為了實現圖像穩定傳輸在進行網絡通信傳輸，此系統選擇可靠穩定的TCP套接字（Socket）傳輸協議，用作客戶端和服務器端之間的通信的實現。

3.2 手機客戶端軟件設計

在這一基于Android操作系統智能手機開發的系統的手機客戶端軟件設計的過程中，利用Android所已有的各種組件API接口設計和實現應用層。

手機客戶端的開發是利用Eclipse工具下的Android插件，主要基于Java語言進行程序的設計并進行實現，而且調用了Android中的部分API函數庫。Java語言是通過構建各個類來實現編程，因此進行了系統的主要類構建，分別為主程序入口類Video Monitor Client，通信處理類Socket Vide，連接視頻類Connect Server，線程類Monitor Thread，和圖像捕獲處理類Video Monitor View。Socket Vide的任務是套接字Socket服務，通過綁定端口號和服務器IP地址來和遠程服務器之間通信連接。程序的實現過程：一開始先建立遠程視頻請求連接，程序開始執行并調用Connect Server，之后Connect Server中調用Monitor View，Video Monitor View新建一個mvideo對象，mvideo對象調用其方法Download Thread處理線程函數和Monitor Thread類創建的對象thread，對象thread調用Socket Vide類對象，這一類對象可以建立TCP連接，建立連接后對象thread調用中的視頻處理捕捉圖像的函數，結果是保存圖像并不斷顯示出圖像。

3.3 測試結果

對于整個系統在有wifi的條件下進行了測試，客戶端為基于Android的智能手機，服務器端是可以進行現場監控的PC，實驗顯示，連接圖像的速度快，整個系統的運行穩定，預期設想的效果達到。

4 結論

本系統利用Android環境編程和VS，對于當今的主流Android智能手機，對系統進行了設計和實現。完全利用開源代碼實現了手機客戶端，其二次開發設計和跨平臺移植性很強，具有先進、經濟、可靠、便利等特點。經過試驗可以看出該系統具有較高的可靠性和性能。隨著智能手機處理性能的大幅度提高和3G、4G移動網絡的發展，該手機遠程監控系統的發展前景十分廣闊。