基于Android智能手機的遠程視頻監控的設計

摘要：為了實現移動視頻監控，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 應用程序的開發方法，并結合實際的應用系統，重點論述了Android 平臺上視頻監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境下對視頻監控終端進行測試，達到了利用手機進行移動視頻監控的目的。

隨著多媒體技術、視頻壓縮技術以及網絡傳輸技術的發展，視頻監控正朝著數字化、網絡化、智能化方向持續發展，并越來越廣泛地滲透到政府、教育、娛樂、醫療等領域。目前大部分的網絡視頻監控系統是基于WEB 服務器的， 監控終端為PC機，用戶使用瀏覽器獲取監控服務。由于互聯網接入地點的限制，普通的網絡視頻監控無法滿足用戶在任何時間、任何地點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多媒體技術相結合，真正實現了移動視頻監控。

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），視頻服務器以及監控客戶端等構成。

圖1視頻監控系統總體結構

視頻服務器是整個系統的核心部分，它將攝像頭采集到的原始模擬信號轉換為數字信號，并對視頻數據進行編碼壓縮，最后通過Internet 將壓縮后的數據傳送至客戶端。客戶端通過TCP/ IP 協議訪問服務器，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Linux 作為整個系統運行的軟件環境。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，重點介紹了Android 平臺上監控客戶端的設計過程。

2Android 開發介紹

Android 是基于Linux 開放性內核的操作系統，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++開發的共享庫，實現Java+C冶的編程方式。開發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 環境，Java 代碼通過編譯后，Android Developer Tools 會將它打包，用于安裝。

3 監控客戶端的設計與實現

基于Android 平臺的監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。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。