基于Android智能視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

耿金龍，薛 峰

（1.江蘇科技大學(xué) 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212003；2.江蘇科大匯峰科技有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江212003）

基于Android智能視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

耿金龍1，薛 峰2

（1.江蘇科技大學(xué) 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212003；2.江蘇科大匯峰科技有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江212003）

隨著無線技術(shù)、視頻編碼技術(shù)和流媒體技術(shù)的高速發(fā)展，人們對于監(jiān)控視頻的需求也不斷提高，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要用于被動的視頻錄像，效率不高。本文基于開放的Android平臺，設(shè)計了基于Android平臺的智能視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)由研智能分析儀，網(wǎng)絡(luò)攝像頭，視頻流服務(wù)器，短信預(yù)警平臺及移動監(jiān)控端構(gòu)成。采用H.264對視頻進行編碼，利用RTP/RTCP等協(xié)議來傳輸和控制視頻流。實現(xiàn)了隨時隨地可預(yù)警的實時視頻服務(wù)。

Android；流媒體；視頻監(jiān)控；H.264

隨著互聯(lián)網(wǎng)+、無線技術(shù)和視頻編碼技術(shù)的高速發(fā)展[1]，人們對智能監(jiān)控的要求也越來越高，然而目前的監(jiān)控系統(tǒng)卻存在一系列的問題[2]。基于此，文中提出了一種基于Android視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)[3]，本系統(tǒng)通過前端視頻采集器（球形攝像頭、智能分析儀），采集監(jiān)控現(xiàn)場視頻原始數(shù)據(jù)，并通過智能分析儀自動分析，一旦檢測到異常畫面，如果與事先設(shè)定的情況相符，則產(chǎn)生預(yù)警信號等一系列操作；滿足了人們通過移動終端隨時隨地的查看監(jiān)控現(xiàn)場的需求[4]，并且實現(xiàn)了主動預(yù)警功能。系統(tǒng)穩(wěn)定，視頻流暢，實時性好，市場前景廣闊。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

文中智能視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)采用熟知的C/S體系結(jié)構(gòu)，主要分為以下幾個部分：視頻前端采集器（球形攝像頭）、數(shù)字硬盤刻錄機（大華3100H）、live555流媒體服務(wù)器、設(shè)備分析儀（trk1）、短信平臺以及智能終端（小米2S）等。智能監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

2 系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)計與實現(xiàn)

Web服務(wù)器與視頻處理器設(shè)計系統(tǒng)采用的框架是struts2+JDBC[5]，struts負責處理客戶端發(fā)送的請求，JDBC用來訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫。使用MVC+ DAO的設(shè)計模式[6]。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

當Android客戶端登錄時，Web服務(wù)器需要對用戶信息進行驗證[7]，沒有訪問權(quán)限的用戶，不允許使用本系統(tǒng)。還可以對設(shè)備和用戶信息進行添加，修改等操作。其中采用Json技術(shù)，對數(shù)據(jù)庫中的預(yù)警視頻數(shù)據(jù)進行封裝。

視頻處理服務(wù)器具體功能如圖2所示。

圖2 視頻處理服務(wù)器功能圖

前端視頻采集器（球形攝像頭、智能分析儀），采集監(jiān)控現(xiàn)場視頻原始數(shù)據(jù)，并通過智能分析儀自動分析，一旦檢測到異常畫面，如果與實現(xiàn)設(shè)定的情況相符，則產(chǎn)生預(yù)警信號。當服務(wù)器（live555流媒體服務(wù)器、中心服務(wù)器）檢測到預(yù)警信號，并將錄制的預(yù)警視頻信息保存到事先指定的文件夾中，同時調(diào)用短信接口給對應(yīng)的用戶發(fā)送預(yù)警短信[8]；另一方面對視頻數(shù)據(jù)進行H.264的壓縮編碼[9]，然后添加包頭封裝為RTP數(shù)據(jù)包并發(fā)送。在此過程中RTCP協(xié)議負責控制和管理RTP數(shù)據(jù)包的安全傳輸[10]。最后用戶端接收RTP數(shù)據(jù)包，根據(jù)預(yù)警短信的提示，可以播放已錄制的異常視頻。下面章節(jié)，主要介紹Android客戶端設(shè)計。

3 客戶端主要程序設(shè)計與實現(xiàn)

Android客戶端軟件由以下4個模塊組成：實時監(jiān)控管理模塊、預(yù)警視頻模塊、用戶和設(shè)備管理模塊，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)客戶端總體功能圖

3.1 實時監(jiān)控管理模塊

主要對監(jiān)控現(xiàn)場進行對視頻監(jiān)控的現(xiàn)場畫面進行實時瀏覽，對實時視頻進行截圖、錄像、多路視頻監(jiān)控切換以及對實時視頻進行播放、暫停等操作。Android實時視頻監(jiān)控模塊主要有視頻流的傳輸，數(shù)據(jù)流的解碼和終端顯示模塊組成[11]；可以對監(jiān)控現(xiàn)場實時查看，用戶可以對視頻進行錄像，回訪和截圖等操作，錄制，截圖及回放操作都是通過按鈕完成的。其中需要對手機客戶端接收的數(shù)據(jù)需進行H.264解碼[12]。

3.2 實時短信預(yù)警模塊設(shè)計

接受和查看預(yù)警短信，使用戶可以及時了解所錄制并保存的異常視頻信息，在視頻列表中，用戶可以方便的觀看或刪除預(yù)警視頻。

主動預(yù)警程序，可以方便用戶隨時隨地掌握監(jiān)控現(xiàn)場的實時信息，并可以對異常情況，通過短信預(yù)警，迅速做出判斷和處理。短信主動預(yù)警過程如下：服務(wù)器端檢測監(jiān)控現(xiàn)場有異常情況出現(xiàn)時，服務(wù)器端會通過短信平臺向?qū)?yīng)的用戶發(fā)送預(yù)警短信，則用戶可以進入系統(tǒng)中的預(yù)警視頻列表，然后選擇相應(yīng)視頻進行播放[13]；若短信內(nèi)容不匹配，則不播放預(yù)警音樂。具體流程如圖4所示。

圖4 報警短信攔截流程圖

系統(tǒng)短信主動預(yù)警功能部分代碼如下：

3.3 設(shè)備管理與用戶管理模塊設(shè)計

設(shè)備管理模塊主要對前端智能分析設(shè)備進行管理，可以依次錄入多個智能分析儀的設(shè)備信息[14]，也可以對不需要或是已損壞的設(shè)備進行刪除等操作。對于用戶管理模塊，當用戶注冊成功后，信息會存入對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；當用戶信息有誤或需要更改時，需輸入驗證碼進行驗證，然后再對用戶信息進行相應(yīng)的操作，如新增、刪除、修改等。

3.4 系統(tǒng)測試結(jié)果

在4G網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)[15]，本測試環(huán)境下采用小米2s（Android5.0.2）作為移動終端[16]，硬盤錄刻錄機（大華3100H），對系統(tǒng)進行了整體測試，畫面流暢，幾乎不掉幀，系統(tǒng)運行非常穩(wěn)定，實時性高。實時預(yù)警效果圖5，短信預(yù)警界面如圖6。

圖5 實時預(yù)警視頻瀏覽界面

圖6 預(yù)警短信界面

4 結(jié)束語

文中主要研究基于Android平臺[17]的智能視頻監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，并給出了具體設(shè)計和實現(xiàn)方案。系統(tǒng)延時少，穩(wěn)定性高，監(jiān)控畫面清晰流暢，用戶界面簡潔，滿足了用戶隨時隨地對監(jiān)控現(xiàn)場實時預(yù)警的需求，應(yīng)用前景廣闊。

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Design of intelligent video monitoring and early warning system based on Android

GENG Jin-long1，XUE Feng2
（1.School of Computer Science and Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，China；2.Jiangsu University of Science and Technology Hui Feng Technology，Zhenjiang 212003，China）

With the development of wireless technology，video encoding technology and streaming media technology rapid development， the demand for video surveillance is also rising， the traditional monitoring system is mainly used for passive video，the efficiency is not high.In this paper，based on the open Android platform，the design of intelligent video monitoring system based on Android platform.This system is composed of intelligent research analyzer，network camera，video server，SMS warning platform and mobile monitoring terminal structure.The use of video encoding H.264，to transmit and control video stream using RTP/RTCP protocol.Realize the real time video service that can be early warning at any time and place.

Android；streaming media；monitoring；H.264

TN919.82

：A

：1674－6236（2017）05-0187-03

2016-03-18稿件編號：201603232

耿金龍（1989—），男，安徽宿州人，碩士研究生。研究方向：軟件工程。