基于A(yíng)ndroid智能手機的遠程視頻監控的設計

摘要：為了實(shí)現移動(dòng)視頻監控，提出了一種基于智能手機的遠程視頻監控系統。介紹了監控系統的體系結構和硬件平臺，闡述了嵌入式操作系統Android 應用程序的開(kāi)發(fā)方法，并結合實(shí)際的應用系統，重點(diǎn)論述了Android 平臺上視頻監控客戶(hù)端的設計思路。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)現實(shí)時(shí)視頻顯示。在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )的環(huán)境下對視頻監控終端進(jìn)行測試，達到了利用手機進(jìn)行移動(dòng)視頻監控的目的。

隨著(zhù)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，視頻監控正朝著(zhù)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向持續發(fā)展，并越來(lái)越廣泛地滲透到政府、教育、娛樂(lè )、醫療等領(lǐng)域。目前大部分的網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統是基于WEB 服務(wù)器的， 監控終端為PC機，用戶(hù)使用瀏覽器獲取監控服務(wù)。由于互聯(lián)網(wǎng)接入地點(diǎn)的限制，普通的網(wǎng)絡(luò )視頻監控無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲取監控信息的需求。

本文介紹了一種以Android 智能手機為終端的視頻監控系統，該系統將傳統的視頻監控與移動(dòng)多媒體技術(shù)相結合，真正實(shí)現了移動(dòng)視頻監控。

1系統的結構

本文中的視頻監控系統采用C/ S 體系結構。

如圖1 所示，該系統由視頻采集端（ 攝像頭），視頻服務(wù)器以及監控客戶(hù)端等構成。

圖1視頻監控系統總體結構

視頻服務(wù)器是整個(gè)系統的核心部分，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(jìn)行編碼壓縮，最后通過(guò)Internet 將壓縮后的數據傳送至客戶(hù)端?？蛻?hù)端通過(guò)TCP/ IP 協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器，通過(guò)對視頻數據的接收、解碼以及顯示，實(shí)現實(shí)時(shí)預覽功能?？蛻?hù)端也可以根據用戶(hù)需求發(fā)送控制命令，實(shí)現對前端設備的控制操作，如云臺控制等。

服務(wù)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Linux 作為整個(gè)系統運行的軟件環(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 的遠程視頻監控系統為例，重點(diǎn)介紹了Android 平臺上監控客戶(hù)端的設計過(guò)程。

2Android 開(kāi)發(fā)介紹

Android 是基于Linux 開(kāi)放性?xún)群说牟僮飨到y，是Google 公司在2007 年11 月5 日公布的手機操作系統。Android 采用軟件堆層的架構，主要分為三部分：底層以L(fǎng)inux 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(zhù)的開(kāi)放性使其擁有眾多的開(kāi)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(yǔ)言編寫(xiě)，每個(gè)應用程序都擁有一個(gè)獨立的Dalvik 虛擬機實(shí)例，這個(gè)實(shí)例駐留在一個(gè)由Linux 內核管理的進(jìn)程中。Dalvik支持Java Native Interface（JNI）編程方式，Android 應用程序可以通過(guò)JNI 調用C/ C++開(kāi)發(fā)的共享庫，實(shí)現Java+C冶的編程方式。開(kāi)發(fā)Android 應用程序最簡(jiǎn)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(guò)編譯后，Android Developer Tools 會(huì )將它打包，用于安裝。

3 監控客戶(hù)端的設計與實(shí)現

基于A(yíng)ndroid 平臺的監控客戶(hù)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成。其中網(wǎng)絡(luò )通訊模塊接收來(lái)自服務(wù)器的所有數據，對數據進(jìn)行解析，并將視頻數據存入到視頻緩沖區。視頻解碼模塊負責從視頻緩沖區中讀取數據并送入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)現視頻播放。