張霄

摘 要 基于Android3.1操作系統(tǒng)，本文提出了一種基于智能手機遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案。本文首先分析了Android操作系統(tǒng)，然后闡述和分析了設(shè)計系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并詳細的闡述了主要的技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了該系統(tǒng)。經(jīng)過驗證，所設(shè)計系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，攜帶方便，應(yīng)用前景較好。

關(guān)鍵詞 Android系統(tǒng) 智能手機 遠程視頻監(jiān)控

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A

3G移動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使智能手機能夠輕易實現(xiàn)視頻的傳輸。這篇文章所提出的方案實現(xiàn)視頻監(jiān)測的功能是在Eclipse編程環(huán)境下的，運用Android語言進行編程。它能夠?qū)崿F(xiàn)只要存在無線網(wǎng)絡(luò)，就可以通過Android智能手機手對目標(biāo)現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，使人們的生活變得更加便利。

1 Android操作系統(tǒng)

Android是一種基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)，它運用的架構(gòu)是軟件堆層（SoftwareStack，又叫做軟件疊層），一般包括三個部分：中介軟件、底層Linux內(nèi)核和應(yīng)用軟件。

中介軟件的作用是溝通操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，包括虛擬機（VirtualMachine）和函數(shù)層（Library）。Android的中間層采用特殊的Dalvik虛擬機，多以Java實現(xiàn)。通過使用虛擬機技術(shù)，Android的Java應(yīng)用效率更高，更接近于底層系統(tǒng)，也讓Android的應(yīng)用能夠運行在被監(jiān)控的情況下，提高了安全性。

底層Linux內(nèi)核只用來提供基本功能，位于硬件和其他軟件層之間，用來提供系統(tǒng)的底層服務(wù)。其特點是多了Android運行所需的特定驅(qū)動代碼和一個叫做Goldfish的虛擬CPU，包括內(nèi)存管理、安全機制、網(wǎng)絡(luò)堆棧、進程管理和一系列的驅(qū)動模塊。

Android的平臺是開放的，不包含任何從前妨礙移動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的專有權(quán)的障礙，因而任何的移動終端廠商都可以加入到Android聯(lián)盟。Android是一個開放的平臺，對第三方軟件完全開源免費。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

要實現(xiàn)次系統(tǒng)，必須先要讀取視頻流，這就需要網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像頭的幫助。這樣就用戶就可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽和播放對家居環(huán)境的監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)：服務(wù)器端被部署在用戶家中，是一臺帶有監(jiān)控攝像頭的PC，主要功能是連接、與用戶的智能手機進行通信且控制監(jiān)控設(shè)備；客戶端是一部Android智能手機，能夠連接互聯(lián)網(wǎng)，并支持音頻視頻和3G業(yè)務(wù)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 服務(wù)器端軟件設(shè)計

設(shè)計服務(wù)器端的一般作用是用來將主機IP和攝像頭設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)端口號初始化，并開啟視頻監(jiān)控服務(wù)，實時等待客戶端的連接請求并捕捉現(xiàn)場圖像。在與遠程請求的手機客戶端成功建立連接后便開始向其發(fā)送視頻圖像信息。

PC服務(wù)器端是用來負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)控的，實現(xiàn)是運用VisualStudio編程環(huán)境下的C++/MFC語言來，原因是需要對監(jiān)控設(shè)備進行初始化控制。為了實現(xiàn)圖像穩(wěn)定傳輸在進行網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，此系統(tǒng)選擇可靠穩(wěn)定的TCP套接字（Socket）傳輸協(xié)議，用作客戶端和服務(wù)器端之間的通信的實現(xiàn)。

3.2 手機客戶端軟件設(shè)計

在這一基于Android操作系統(tǒng)智能手機開發(fā)的系統(tǒng)的手機客戶端軟件設(shè)計的過程中，利用Android所已有的各種組件API接口設(shè)計和實現(xiàn)應(yīng)用層。

手機客戶端的開發(fā)是利用Eclipse工具下的Android插件，主要基于Java語言進行程序的設(shè)計并進行實現(xiàn)，而且調(diào)用了Android中的部分API函數(shù)庫。Java語言是通過構(gòu)建各個類來實現(xiàn)編程，因此進行了系統(tǒng)的主要類構(gòu)建，分別為主程序入口類Video Monitor Client，通信處理類Socket Vide，連接視頻類Connect Server，線程類Monitor Thread，和圖像捕獲處理類Video Monitor View。Socket Vide的任務(wù)是套接字Socket服務(wù)，通過綁定端口號和服務(wù)器IP地址來和遠程服務(wù)器之間通信連接。程序的實現(xiàn)過程：一開始先建立遠程視頻請求連接，程序開始執(zhí)行并調(diào)用Connect Server，之后Connect Server中調(diào)用Monitor View，Video Monitor View新建一個mvideo對象，mvideo對象調(diào)用其方法Download Thread處理線程函數(shù)和Monitor Thread類創(chuàng)建的對象thread，對象thread調(diào)用Socket Vide類對象，這一類對象可以建立TCP連接，建立連接后對象thread調(diào)用中的視頻處理捕捉圖像的函數(shù)，結(jié)果是保存圖像并不斷顯示出圖像。

3.3 測試結(jié)果

對于整個系統(tǒng)在有wifi的條件下進行了測試，客戶端為基于Android的智能手機，服務(wù)器端是可以進行現(xiàn)場監(jiān)控的PC，實驗顯示，連接圖像的速度快，整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，預(yù)期設(shè)想的效果達到。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)利用Android環(huán)境編程和VS，對于當(dāng)今的主流Android智能手機，對系統(tǒng)進行了設(shè)計和實現(xiàn)。完全利用開源代碼實現(xiàn)了手機客戶端，其二次開發(fā)設(shè)計和跨平臺移植性很強，具有先進、經(jīng)濟、可靠、便利等特點。經(jīng)過試驗可以看出該系統(tǒng)具有較高的可靠性和性能。隨著智能手機處理性能的大幅度提高和3G、4G移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，該手機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景十分廣闊。