基于安卓的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘 要：為了實現(xiàn)實時網(wǎng)絡遠程監(jiān)控，本系統(tǒng)基于安卓手機、流媒體技術(shù)設計了遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過視頻采集數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過Socket網(wǎng)絡通信技術(shù)實時傳輸?shù)娇蛻舳耍O計的系統(tǒng)滿足系統(tǒng)的功能要求，具有一定的兼容性和可擴展性。

關鍵詞：安卓；遠程監(jiān)控；設計；實現(xiàn)

隨著通信計算機技術(shù)的發(fā)展，智能終端技術(shù)的應用越來越廣泛，技術(shù)也越來越成熟，移動視頻監(jiān)控技術(shù)也取得了不錯的應用效果。當前很多國內(nèi)外的IT公司都十分關注移動視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，投入了大量的人力、物力和財力對項目進行研發(fā)，移動視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展也將會更快，它將移動智能終端和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起，通過智能手機動態(tài)畫面的實時查看，使監(jiān)控方案更加便利和簡單。隨著研究的進行，很多學者和科研單位也開始對這種系統(tǒng)進行設計，移動監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)實中應用并且取得了不錯的應用效果，但是這些系統(tǒng)應用中的數(shù)據(jù)傳輸過程或多或少存在一些小問題，需要不斷完善系統(tǒng)功能。本文基于安卓手機平臺對遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。

1 系統(tǒng)設計

1.1 相關技術(shù)

Android是一種開源操作系統(tǒng)，基于Linux實現(xiàn)，程序開發(fā)過程中使用Java編程語言，安卓SDK（Software Development Kit）擁有很多（Application Programming Interface），可以支持多種應用類型，這提高了Android系統(tǒng)的應用性，可以根據(jù)設計需求，自行定義API，形成需要的個性化操作系統(tǒng)。構(gòu)建操作系統(tǒng)之后，終端業(yè)務的控制也十分便利。

移動流媒體技術(shù)隨著移動終端的發(fā)展從而更加成熟，通過該系統(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)絡服務器中，這樣用戶可以通過網(wǎng)絡實現(xiàn)視頻和圖像數(shù)據(jù)的觀看和收聽，使用該技術(shù)無需下載，十分便利。

在流媒體的圖像和聲音等數(shù)據(jù)采集播放過程中，為了保證視頻的清晰畫面，需要一些視頻壓縮算法，其中應用效果較好的算法之一為H.264標準視頻壓縮算法，這種核心技術(shù)包括幀間幀內(nèi)預測編碼、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)上應用，需要封裝編譯生成Android底層Library的JNI動態(tài)鏈接庫，這樣可以實現(xiàn)H.264標準編解碼，具有解碼機制精度高、壓縮性能高、實現(xiàn)便利等優(yōu)點。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

基于Android平臺的遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體設計如下：遠程監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集通過視頻設備實現(xiàn)，視頻設備采集數(shù)據(jù)之后通過無線網(wǎng)絡將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿颖O(jiān)控終端，以其數(shù)據(jù)處理與通信為基礎，在系統(tǒng)設計時考慮清晰度、連續(xù)性、實時性三個方面。清晰度需要有視頻壓縮算法、視頻采集設備及高質(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)采集和移動終端的連接不中斷。實時性是指對所采集到的數(shù)據(jù)嚴格的進行實時性操作，這是系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵。設計的遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)見下圖，其中服務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Socket傳輸通信，安卓客戶端接收到數(shù)據(jù)之后進行解碼播放，以達到實時監(jiān)控的目的。

系統(tǒng)整體設計圖

2 系統(tǒng)的詳細設計

2.1 安卓手機客戶端軟件設計

安卓手機客戶端應用程序是以Java作為編程語言，通過Eclipse進行開發(fā)和創(chuàng)建，首先安裝Java開發(fā)工具包JDK（java development kit）并對其進行環(huán)境變量配置，其次安裝Java運行環(huán)境JRE（Java runtime enviroment）及Eclipse，最后安裝Android軟件開發(fā)包Android SDK和Android開發(fā)工具ADT插件。

Android平臺的通信模塊采用了Socket網(wǎng)絡通信技術(shù)進行通信，綁定Socket和端口號，設置開始監(jiān)聽端口及相應的通信進程。數(shù)據(jù)處理模塊主要是對視頻流數(shù)據(jù)的提取和傳導。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（）{}//打開攝像頭android.hardware.camera.PreviewCallback//用來調(diào)用每幀圖像數(shù)據(jù)data的接口

2.2 服務器端

2.2.1 Red 5服務器配置

流媒體服務器采用Red 5，在其使用之前首先將其配置到Tomcat下，具體配置過程如下所述：安裝tomcat和Red后，重新再Eclipse下創(chuàng)建一個web project工程，將Red 5集成到tomcat啟動所需要的全部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，因此需要首先對設備名稱進行查詢，方法是運行JMF的bin目錄下JMFRegistry.exe，在Capture Devices選項卡中看到連接到計算機的設備，如果找不到目標設備則需要點擊左下角的Detect Capture Devices對已經(jīng)連接的設備進行重新檢測。

3 結(jié)語

本文基于開源Android操作系統(tǒng)的手機進行軟件開發(fā)，通過視頻采集傳輸實現(xiàn)了遠程監(jiān)控， 系統(tǒng)設計完成之后還需要對系統(tǒng)的性能進行測試才能在實際中應用，且在應用過程中應該加強系統(tǒng)的維護，不斷完善系統(tǒng)的功能，使系統(tǒng)的實用性不斷得到增強，提高遠程監(jiān)控的效果。

參考文獻：

[1]楊文志.Google Android程序設計指南[M].北京：電子工業(yè)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.

作者簡介：高南虎（1974），男，漢族，山西太原人，網(wǎng)絡工程師，博士，主要研究方向：軟件工程計算機網(wǎng)絡方向，公共管理和應急管理。