基于Android智能手機(jī)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)視頻監(jiān)控，提出了一種基于智能手機(jī)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和硬件平臺(tái)，闡述了嵌入式操作系統(tǒng)Android 應(yīng)用程序的開發(fā)方法，并結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，重點(diǎn)論述了Android 平臺(tái)上視頻監(jiān)控客戶端的設(shè)計(jì)思路。移植了音視頻解碼庫FFmpeg 進(jìn)行H. 264 視頻解碼，并采用OpenGL ES 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻顯示。在無線局域網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下對(duì)視頻監(jiān)控終端進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到了利用手機(jī)進(jìn)行移動(dòng)視頻監(jiān)控的目的。

隨著多媒體技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控正朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域。目前大部分的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于WEB 服務(wù)器的， 監(jiān)控終端為PC機(jī)，用戶使用瀏覽器獲取監(jiān)控服務(wù)。由于互聯(lián)網(wǎng)接入地點(diǎn)的限制，普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控?zé)o法滿足用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲取監(jiān)控信息的需求。

本文介紹了一種以Android 智能手機(jī)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(dòng)多媒體技術(shù)相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)視頻監(jiān)控。

1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本文中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用C/ S 體系結(jié)構(gòu)。

如圖1 所示，該系統(tǒng)由視頻采集端（ 攝像頭），視頻服務(wù)器以及監(jiān)控客戶端等構(gòu)成。

圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

視頻服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它將攝像頭采集到的原始模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼壓縮，最后通過Internet 將壓縮后的數(shù)據(jù)傳送至客戶端?？蛻舳送ㄟ^TCP/ IP 協(xié)議訪問服務(wù)器，通過對(duì)視頻數(shù)據(jù)的接收、解碼以及顯示，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)覽功能。客戶端也可以根據(jù)用戶需求發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備的控制操作，如云臺(tái)控制等。

服務(wù)器部分采用Hi3515 處理器芯片為硬件平臺(tái)，并移植了嵌入式操作系統(tǒng)Linux 作為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的軟件環(huán)境。Hi3515 是一款基于ARM9 處理器內(nèi)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(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)為例，重點(diǎn)介紹了Android 平臺(tái)上監(jiān)控客戶端的設(shè)計(jì)過程。

2Android 開發(fā)介紹

Android 是基于Linux 開放性內(nèi)核的操作系統(tǒng)，是Google 公司在2007 年11 月5 日公布的手機(jī)操作系統(tǒng)。Android 采用軟件堆層的架構(gòu)，主要分為三部分：底層以Linux 核心為基礎(chǔ)，提供基本功能；中間層包括函數(shù)庫和虛擬機(jī)；最上層是各種應(yīng)用軟件。

Android 平臺(tái)顯著的開放性使其擁有眾多的開發(fā)者，應(yīng)用日益豐富，不僅應(yīng)用于智能手機(jī)，也向平板電腦、智能MP4 方面急速擴(kuò)張。

Android 應(yīng)用程序用Java 語言編寫，每個(gè)應(yīng)用程序都擁有一個(gè)獨(dú)立的Dalvik 虛擬機(jī)實(shí)例，這個(gè)實(shí)例駐留在一個(gè)由Linux 內(nèi)核管理的進(jìn)程中。Dalvik支持Java Native Interface（JNI）編程方式，Android 應(yīng)用程序可以通過JNI 調(diào)用C/ C++開發(fā)的共享庫，實(shí)現(xiàn)Java+C冶的編程方式。開發(fā)Android 應(yīng)用程序最簡捷的方式是安裝Android SDK 和Eclipse IDE.

Eclipse 提供了一個(gè)豐富的Java 環(huán)境，Java 代碼通過編譯后，Android Developer Tools 會(huì)將它打包，用于安裝。

3 監(jiān)控客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于Android 平臺(tái)的監(jiān)控客戶端的總體框架如圖2 所示，分別由網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、視頻解碼模塊以及視頻顯示模塊等構(gòu)成。其中網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收來自服務(wù)器的所有數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并將視頻數(shù)據(jù)存入到視頻緩沖區(qū)。視頻解碼模塊負(fù)責(zé)從視頻緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)并送入H. 264 解碼器進(jìn)行解碼。最后，采用OpenGL 圖形庫將解碼后圖像繪制到屏幕上實(shí)現(xiàn)視頻播放。