Android系統(tǒng)開發(fā)全攻略（二）
加入技術交流群
一、Android智能手機遠程視頻監(jiān)控的設計
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/148932.htm摘要：為了實現移動視頻監(jiān)控，提出了一種基于智能手機的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的體系結構和硬件平臺，闡述了嵌入式操作系統(tǒng)Android 應用程序的開發(fā)方法，并結合實際的應用系統(tǒng)，重點論述了Android 平臺上視頻監(jiān)控客戶端的設計思路。移植了音視頻解碼庫FFmpeg 進行H. 264 視頻解碼，并采用OpenGL ES 實現實時視頻顯示。在無線局域網絡的環(huán)境下對視頻監(jiān)控終端進行測試，達到了利用手機進行移動視頻監(jiān)控的目的。
隨著多媒體技術、視頻壓縮技術以及網絡傳輸技術的發(fā)展，視頻監(jiān)控正朝著數字化、網絡化、智能化方向持續(xù)發(fā)展，并越來越廣泛地滲透到政府、教育、娛樂、醫(yī)療等領域。目前大部分的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于WEB 服務器的， 監(jiān)控終端為PC機，用戶使用瀏覽器獲取監(jiān)控服務。由于互聯(lián)網接入地點的限制，普通的網絡視頻監(jiān)控無法滿足用戶在任何時間、任何地點獲取監(jiān)控信息的需求。
參閱相關系列文章
Android系統(tǒng)開發(fā)全攻略（一）
本文介紹了一種以Android 智能手機為終端的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控與移動多媒體技術相結合，真正實現了移動視頻監(jiān)控。
1系統(tǒng)的結構
本文中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用C/ S 體系結構。
如圖1 所示，該系統(tǒng)由視頻采集端（ 攝像頭），視頻服務器以及監(jiān)控客戶端等構成。
圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結構
視頻服務器是整個系統(tǒng)的核心部分，它將攝像頭采集到的原始模擬信號轉換為數字信號，并對視頻數據進行編碼壓縮，最后通過Internet 將壓縮后的數據傳送至客戶端?？蛻舳送ㄟ^TCP/ IP 協(xié)議訪問服務器，通過對視頻數據的接收、解碼以及顯示，實現實時預覽功能。客戶端也可以根據用戶需求發(fā)送控制命令，實現對前端設備的控制操作，如云臺控制等。
服務器部分采用Hi3515 處理器芯片為硬件平臺，并移植了嵌入式操作系統(tǒng)Linux 作為整個系統(tǒng)運行的軟件環(huán)境。Hi3515 是一款基于ARM9 處理器內核以及視頻硬件加速引擎的高性能通信媒體處理器，具有H. 264 和MJPEG 多協(xié)議編解碼能力。
本文以基于Hi3515 的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)為例，重點介紹了Android 平臺上監(jiān)控客戶端的設計過程。
2Android 開發(fā)介紹
Android 是基于Linux 開放性內核的操作系統(tǒng)，是Google 公司在2007 年11 月5 日公布的手機操作系統(tǒng)。Android 采用軟件堆層的架構，主要分為三部分：底層以Linux 核心為基礎，提供基本功能；中間層包括函數庫和虛擬機；最上層是各種應用軟件。
Android 平臺顯著的開放性使其擁有眾多的開發(fā)者，應用日益豐富，不僅應用于智能手機，也向平板電腦、智能MP4 方面急速擴張。
Android 應用程序用Java 語言編寫，每個應用程序都擁有一個獨立的Dalvik 虛擬機實例，這個實例駐留在一個由Linux 內核管理的進程中。Dalvik支持Java Native Interface（JNI）編程方式，Android 應用程序可以通過JNI 調用C/ C++開發(fā)的共享庫，實現“Java+C冶的編程方式。開發(fā)Android 應用程序最簡捷的方式是安裝Android SDK 和Eclipse IDE.
Eclipse 提供了一個豐富的Java 環(huán)境，Java 代碼通過編譯后，Android Developer Tools 會將它打包，用于安裝。
3 監(jiān)控客戶端的設計與實現
基于Android 平臺的監(jiān)控客戶端的總體框架如圖2 所示，分別由網絡通訊模塊、視頻解碼模塊以及視頻顯示模塊等構成。其中網絡通訊模塊接收來自服務器的所有數據，對數據進行解析，并將視頻數據存入到視頻緩沖區(qū)。視頻解碼模塊負責從視頻緩沖區(qū)中讀取數據并送入H. 264 解碼器進行解碼。最后，采用OpenGL 圖形庫將解碼后圖像繪制到屏幕上實現視頻播放。
圖2客戶端總體框架。
3. 1 H. 264 視頻解碼器的實現
在網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻的編碼壓縮是非常必要和關鍵的工作，沒有經過壓縮的海量數據對網絡傳輸系統(tǒng)來說是無法承受的［7］ .H.264 是目前最先進的視頻壓縮算法，它由視頻編碼層VCL 和網絡提取層NAL 兩部分組成。其中，VCL 進行視頻編解碼，包括運動補償預測、變換編碼和熵編碼等；NAL 采用適當的格式對VCL 視頻數據進行封裝打包。H.264 標準對編碼效率和圖像質量進行了諸多改進，且抗丟包性能和抗誤碼性能好，適應各種網絡環(huán)境，非常適合于對壓縮率要求高，網絡環(huán)境復雜的移動視頻監(jiān)控。
客戶端接收的數據是經過H.264 編碼壓縮后的數據，需要經過H.264 解碼還原視頻圖像后才能夠顯示，因此，H.264 解碼器是客戶端的關鍵部分。這里移植了開源的音視頻解碼庫FFmpeg 進行H.264 解碼。在Android 應用程序中使用FFmpeg 的步驟如下：
（1）在Linux 環(huán)境下安裝Android 原生開發(fā)工具包NDK.
?。?） 創(chuàng)建jni 文件夾，將FFmpeg 工程復制到文件夾下。創(chuàng)建H264Decoder. c 源文件，提供Android程序使用的接口函數，文件需要包括JNI 的操作頭文件《jni. h 》， 且函數名有固定的形式， 如com_ipcamera_PreView_H264Decoder 表示com_ipcamera包下面PreView 類中H264Decoder 函數。
?。?）創(chuàng)建Android. mk 文件，該文件包含正確構建和命名庫的MakeFile 說明。分別在LOCAL_SRC_FILES 和LOCAL_C_INCLUDES 項中添加編譯模塊所需源文件和頭文件目錄。
?。?）執(zhí)行NDK 開發(fā)包中的ndk鄄build 腳本，生成對應的。 so 共享庫，并復制到Android 工程下的libs/armeabi 目錄下。
?。?） 在Android 程序中通過System. loadLibrary（”庫名稱冶）加載所需要的庫，加載成功后，應用程序就可以使用H264Decoder 函數進行H.264 的解碼。
3. 2 OpenGL ES 繪圖
為了提高繪圖的效率，客戶端使用OpenGL ES實現視頻圖像的顯示。OpenGL ES 是一個2D/3D輕量圖形庫，是跨平臺圖形庫OpenGL 的簡化版。
OpenGL ES 專門針對手機、PDA 和游戲主機等嵌入式設備而設計，目的是為了充分利用硬件加速，適合復雜的、圖形密集的程序。
Android 中使用GLSurfaceView 來顯示OpenGL視圖，該類繼承至SurfaceView 并包含了一個專門用于渲染3D 的接口Renderer，主要通過實現ON鄄DrawFrame、onSurfaceChanged 以及onSurfaceCreated等方法構建所需的Renderer.解碼器解碼一幀圖像后，調用GLSurfaceView 的requeSTRender 方法通知OpenGL ES 完成視頻圖像的顯示。使用OpenGL 繪圖的核心代碼如下：
3. 3多線程設計
視頻數據的接收和解碼都是復雜、持續(xù)的過程，如果其中一個過程出現阻塞會影響整個程序的運行，因此，客戶端使用多線程實現數據接收和視頻解碼的并行處理。在整個程序運行過程中，主線程響應用戶操作，負責屏幕刷新工作，并創(chuàng)建兩個子線程：數據接收和視頻解碼子線程，處理過程如圖3 所示。
圖3子線程處理流程。
在Java 中， 多線程的實現有兩種方式： 擴展java. lang. Thread 類或實現java. lang. Runnable 接口。這里通過繼承Thread 類并覆寫run（）方法實現兩個子線程。在多線程的應用中關鍵是處理好線程之間的同步問題，以解決對共享存儲區(qū)的訪問沖突，避免引起線程甚至整個系統(tǒng)的死鎖。Java 多線程主要利用synchronized 關鍵字和wait（ ）、notify（ ） 等方法實現線程間的同步。
4 結束語
目前，該系統(tǒng)已經在實驗室進行測試，服務器輸出15fps CIF 格式的H. 264 視頻數據，客戶端安裝在Android 手機上，通過WIFI 接入無線局域網中與服務器建立連接，用戶界面如圖4 所示，可實現遠程視頻預覽、云臺控制等操作。
圖4 監(jiān)控客戶端
隨著3G 時代的到來，數據傳輸速度有了大幅提升，為移動實時視頻業(yè)務的實現創(chuàng)造更好的條件。
手機用戶可以直接接入3G 網絡訪問視頻監(jiān)控服務器，實現移動在線的實時視頻監(jiān)控。由此可見，手機視頻監(jiān)控市場潛力巨大，具有很好的發(fā)展前景。
二、可動態(tài)布局的Android抽屜之完整篇
以前曾經介紹過《Android提高第十九篇之“多方向”抽屜》，當這個抽屜組件不與周圍組件發(fā)生壓擠的情況下（周圍組件布局不變），是比較好使的，但是如果需要對周圍組件擠壓，則用起來欠缺美觀了。
如下圖。在對周圍壓擠的情況下，抽屜是先把周圍的組件一次性壓擠，再通過動畫效果展開/收縮的，這種做法的好處是快速簡單，壞處是如果擠壓范圍過大，則效果生硬。
本文實現的自定義抽屜組件，主要針對這種壓擠效果做出改良，漸進式壓擠周圍組件，使得過渡效果更加美觀。如下圖。
本文實現的抽屜原理是醬紫：
1.抽屜組件主要在屏幕不可視區(qū)域，手柄在屏幕邊緣的可視區(qū)域。即 抽屜.rightMargin=-XXX + 手柄.width
2.指定一個周圍組件為可壓擠，即LayoutParams.weight=1;當然用戶也可以指定多個View.
3.使用AsyncTask來實現彈出/收縮的動畫，彈出：抽屜.rightMargin+=XX，收縮：抽屜.rightMargin-=XX
總結，本文的自定義抽屜雖然對壓擠周圍組件有過渡效果，但是比較耗資源，讀者可以針對不同的情況考慮使用。
本文的源碼可以到http://download.csdn.net/detail/hellogv/3615686 下載。
接下來貼出本文全部源代碼：
main.xml的源碼：
?。踙tml］ view plaincopyprint？
《span style=“font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;”》《？xml version=“1.0” encoding=“utf-8”？》
《LinearLayout xmlns:android=“http://schemas.android.com/apk/res/android”
android:layout_width=“fill_parent” android:layout_height=“fill_parent”
android:id=“@+id/container”》
《GridView android:id=“@+id/gridview” android:layout_width=“fill_parent”
android:layout_height=“fill_parent” android:numColumns=“auto_fit”
android:verticalSpacing=“10dp” android:gravity=“center”
android:columnWidth=“50dip” android:horizontalSpacing=“10dip” /》
《/LinearLayout》《/span》
《span style=“font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;”》《？xml version=“1.0” encoding=“utf-8”？》
《LinearLayout xmlns:android=“http://schemas.android.com/apk/res/android”
android:layout_width=“fill_parent” android:layout_height=“fill_parent”
android:id=“@+id/container”》
《GridView android:id=“@+id/gridview” android:layout_width=“fill_parent”
android:layout_height=“fill_parent” android:numColumns=“auto_fit”
android:verticalSpacing=“10dp” android:gravity=“center”
android:columnWidth=“50dip” android:horizontalSpacing=“10dip” /》
《/LinearLayout》《/span》
GridView的Item.xml的源碼：
［html］ view plaincopyprint？
《span style=“font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;”》《？xml version=“1.0” encoding=“utf-8”？》
《RelativeLayout xmlns:android=“http://schemas.android.com/apk/res/android”
android:layout_height=“wrap_content” android:paddingBottom=“4dip”
android:layout_width=“fill_parent”》
《ImageView android:layout_height=“wrap_content” android:id=“@+id/ItemImage”
android:layout_width=“wrap_content” android:layout_centerHorizontal=“true”》
《/ImageView》
《TextView android:layout_width=“wrap_content”
android:layout_below=“@+id/ItemImage” android:layout_height=“wrap_content”
android:text=“TextView01” android:layout_centerHorizontal=“true”
android:id=“@+id/ItemText”》
《/TextView》
《/RelativeLayout》 《/span》
《span style=“font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;”》《？xml version=“1.0” encoding=“utf-8”？》
《RelativeLayout xmlns:android=“http://schemas.android.com/apk/res/android”
android:layout_height=“wrap_content” android:paddingBottom=“4dip”
android:layout_width=“fill_parent”》
《ImageView android:layout_height=“wrap_content” android:id=“@+id/ItemImage”
android:layout_width=“wrap_content” android:layout_centerHorizontal=“true”》
《/ImageView》
《TextView android:layout_width=“wrap_content”
android:layout_below=“@+id/ItemImage” android:layout_height=“wrap_content”
android:text=“TextView01” android:layout_centerHorizontal=“true”
android:id=“@+id/ItemText”》
《/TextView》
《/RelativeLayout》 《/span》
Panel.java是本文核心，抽屜組件的源碼，這個抽屜只實現了從右往左的彈出/從左往右的收縮，讀者可以根據自己的需要修改源碼來改變抽屜動作的方向：
?。踛ava］ view plaincopyprint？
《span style=“font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;”》public class Panel extends LinearLayout{
public interface PanelClosedEvent {
void onPanelClosed（View panel）;
}
public interface PanelOpenedEvent {
void onPanelOpened（View panel）;
}
/**Handle的寬度，與Panel等高*/
private final static int HANDLE_WIDTH=30;
/**每次自動展開/收縮的范圍*/
private final static int MOVE_WIDTH=20;
private Button btnHandle;
private LinearLayout panelContainer;
private int mRightMargin=0;
private Context mContext;
private PanelClosedEvent panelClosedEvent=null;
private PanelOpenedEvent panelOpenedEvent=null;
/**
* otherView自動布局以適應Panel展開/收縮的空間變化
* @author GV
*
*/
評論