基于安卓平臺的樓宇對講系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉群++黎自強(qiáng)

摘要：可視對講系統(tǒng)主要用于樓內(nèi)住戶與外來訪客之間提供雙向通話，并可通過門口機(jī)上的攝像機(jī)為住戶提供來客的圖像，為住戶判定是否讓來客進(jìn)入的直接依據(jù)。該系統(tǒng)采用密碼開鎖或刷卡鎖，使用戶能方便地利用自己家的密碼或卡片開鎖，保證了密碼開鎖的保密性和唯一性。該系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，不需要樓宇布線，節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：安卓 樓宇對講 音頻 視頻

中圖分類號：TP278 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0180-01

1 引言

隨著社會發(fā)展的日新月異，人們的生活開始步入網(wǎng)絡(luò)時代，數(shù)字化浪潮席卷了各行各業(yè)，傳統(tǒng)的樓宇對講產(chǎn)品也逐漸朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能家居的方向發(fā)展[1]。可視對講系統(tǒng)是一套現(xiàn)代化的小康住宅服務(wù)措施，提供訪客與住戶之間雙向可視通話，達(dá)到圖像、語音雙重識別從而增加安全可靠性，同時節(jié)省大量的時間，提高了工作效率。

2 功能分析

基于安卓平臺的樓宇對講系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，由門口機(jī)、室內(nèi)分機(jī)、樓宇對講服務(wù)器組成[2]。

門口機(jī)的可視對講功能是通過房間號呼叫用戶室內(nèi)機(jī)，進(jìn)行可視對講。門口機(jī)開鎖可密碼開鎖、IC卡刷卡開鎖或接收用戶室內(nèi)機(jī)遠(yuǎn)程開鎖命令信號，打開本地門禁電控鎖。參數(shù)設(shè)置是地址設(shè)定，在工程安裝時設(shè)置或修改對應(yīng)的門口機(jī)的編號和服務(wù)器的IP地址。

室內(nèi)分機(jī)提供服務(wù)器參數(shù)設(shè)置，設(shè)置服務(wù)器的IP地址，對語音、視頻的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

音視頻服務(wù)器運(yùn)行在遠(yuǎn)程服務(wù)器上，設(shè)置音頻服務(wù)器和視頻服務(wù)器的IP和端口，接收門口機(jī)和室內(nèi)分機(jī)的對講請求，根據(jù)協(xié)議對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

3 系統(tǒng)構(gòu)思

3.1 門口機(jī)、室內(nèi)分機(jī)選取

門口機(jī)由硬件廠商提供，為定制的硬件設(shè)備，內(nèi)置Android系統(tǒng)，并提供硬件驅(qū)動，有鍵盤按鍵驅(qū)動、攝像頭驅(qū)動、音頻驅(qū)動、電子鎖開鎖驅(qū)動、刷卡驅(qū)動等。室內(nèi)分機(jī)為普通的平板電腦或智能手機(jī)，可滿足客戶需要。

3.2 文件存儲系統(tǒng)的選取

樓宇系統(tǒng)的數(shù)據(jù)本來考慮使用文本文件來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，再使用一個加密算法來進(jìn)行加密即可完成數(shù)據(jù)的存儲，但考慮到對文本文件的讀寫操作比較麻煩，最終選擇了SQLite數(shù)據(jù)，這是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在android的智能手機(jī)中已經(jīng)內(nèi)置支持，它占用資源非常的低，在嵌入式設(shè)備中，可能只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。

3.3 視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸選擇

在android平臺中，視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)可以使用以下方式，camera的回調(diào)函數(shù)發(fā)送原始的yuv420數(shù)據(jù)；用MediaRecorder對yuv420進(jìn)行H264硬編碼后發(fā)送；調(diào)用本地H264編碼庫（JNI）對一幀YUV420數(shù)據(jù)編碼后發(fā)送；對一幀數(shù)據(jù)用JPEG方式壓縮后傳輸。以320×240大小的視頻傳輸為例，對這些方案進(jìn)行了測試，第一種方案，壓縮率低，平均流量消耗很高；第二種和第三種方案壓縮率高，平均流量消耗低，但有很強(qiáng)的硬件依賴性，不同的手機(jī)表現(xiàn)是不一樣的，有的手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候會出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象；第四種方案壓縮率良好，硬件兼容性好[4]。在樓宇對講系統(tǒng)中，目前只需要單向視頻傳輸，即將門口機(jī)的視頻傳輸?shù)绞覂?nèi)分機(jī)，對視頻質(zhì)量要求不是很高，室內(nèi)分機(jī)會使用不同廠商的平板電腦或手機(jī)，考慮到以上原因，視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸選擇選擇第四種方案，即對一幀數(shù)據(jù)用JPEG方式壓縮后傳輸。

4 模塊功能實現(xiàn)

該系統(tǒng)總體思路就是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，門口機(jī)通過房間號呼叫用戶室內(nèi)機(jī)，連接成功后，進(jìn)行可視對講和遠(yuǎn)程開門等，下面對主要模塊作簡要說明。

4.1 視頻實時傳輸模塊

樓宇對講系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)通信，即門口機(jī)與室內(nèi)分機(jī)不能直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，需要借助于服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)[5]。在門口機(jī)中通過實現(xiàn)Camera.PreviewCallback接口，在其onPreviewFrame重載函數(shù)里面獲取攝像頭當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，通過Socket將圖像數(shù)據(jù)和相關(guān)的用戶名、命令等數(shù)據(jù)，傳輸?shù)椒?wù)器程序，在服務(wù)器程序中，接收圖像數(shù)據(jù)和指令，對指令格式進(jìn)行分析，解析出單元主機(jī)號和用戶名，根據(jù)用戶名規(guī)則將數(shù)據(jù)流寫入到對應(yīng)的Socket，如樓棟門口機(jī)的主機(jī)編號統(tǒng)一為6位，室內(nèi)分機(jī)的登陸用戶統(tǒng)一為10位（6位主機(jī)號+4位的房間號），同一樓棟只有一戶實時通話，將前6位相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

4.2 遠(yuǎn)程開門模塊

室內(nèi)分機(jī)的用戶，在可視對講時，通過開門按鈕發(fā)送遠(yuǎn)程開門的指令，在android中，調(diào)用后臺管理中心的接口，將開門請求數(shù)據(jù)保存到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫上。

4.3 參數(shù)設(shè)置模塊

在門口機(jī)中，根據(jù)樓棟的不同，靈活設(shè)置參數(shù)，設(shè)置服務(wù)器的IP地址和門口機(jī)的單元編號。還有在室內(nèi)分機(jī)中，也需要設(shè)置服務(wù)器的地址等參數(shù)設(shè)置。考慮到參數(shù)信息需要保存和讀取，以XML文件的格式操作更方便，在android中通過SharedPreferences對象，以私有模式操作，提供getSharedPreferences方法讀取數(shù)據(jù)，Editor方法將數(shù)據(jù)寫入XML文件。

5 結(jié)語

樓宇對講系統(tǒng)作為一項必備的門禁控制系統(tǒng)，利用可視對講識別訪客，杜絕閑雜人員隨便出入。可視對講系統(tǒng)是在住戶、單元樓入口安裝防盜門和可視對講裝置，以實現(xiàn)訪客與住戶可視對講；住戶可遙控開啟防盜門，有效地防止非法人員進(jìn)入住宅樓內(nèi)。門口主機(jī)可利用密碼、感應(yīng)卡開啟防盜門鎖。

參考文獻(xiàn)

[1]王培任.智能家居與樓宇對講市場發(fā)展分析[J].中國安防，2011（4）.

[2]周衛(wèi)斌，吳勇，倪慧珍，魏建云，張陽.Android樓宇對講的SIP信令控制技術(shù)研究[J].電視技術(shù)，2013（8）.

[3]許慶泳，譚鴿偉.應(yīng)用SIP協(xié)議的樓宇對講系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].華僑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014 （7）.

[4]宋謙.樓宇對講系統(tǒng)設(shè)計分析[J].安防科技，2006（4）.

[5]浦啟剛.TCP/IP數(shù)字化樓宇對講系統(tǒng)發(fā)展趨向[J].建設(shè)科技，2012（2）.

收稿日期：2016-09-01

作者簡介：劉群（1982—），男，湖南衡陽人，碩士，助教，研究方向：教學(xué)改革研究，企業(yè)信息化；黎自強(qiáng)（1963—），男，湖南湘潭人，計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

專業(yè)博士，教授，博士生導(dǎo)師，中國民主同盟盟員 ，中國計算機(jī)學(xué)會會員，研究方向：軟件工程。