基于Android設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) - 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)文章精粹集錦

五、基于Android智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：目前，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為智能家居的重要組成部分。智能監(jiān)控系統(tǒng)基于Android操作系統(tǒng)平臺(tái)，以平板式計(jì)算機(jī)作為客戶(hù)端，通過(guò)HTTP協(xié)議從IP攝像機(jī)下載監(jiān)控圖片，并利用多種算法對(duì)家中各房間或不同角度的情況進(jìn)行智能監(jiān)控。

　　近年來(lái)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已在制造企業(yè)、物業(yè)管理、無(wú)人職守終端、銀行、交通、倉(cāng)庫(kù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)家庭中有特別需要關(guān)注的物體和區(qū)域時(shí)，家庭的主人可在其所處的家庭環(huán)境中安裝攝像頭，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程觀察其狀況，當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)也可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控事態(tài)的進(jìn)展。隨著智能移動(dòng)終端的廣泛普及，同時(shí)由于其特有的便攜性和易于接入網(wǎng)絡(luò)的特性，移動(dòng)終端成為動(dòng)態(tài)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的理想選擇。

　　本文設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)客戶(hù)端設(shè)備為Android平板電腦，該客戶(hù)端從IP攝像機(jī)獲取實(shí)時(shí)的監(jiān)控圖片，根據(jù)不同場(chǎng)景用不同算法來(lái)判斷家中有無(wú)人員出入，標(biāo)注關(guān)注對(duì)象并智能跟蹤，辨別各房間的照明情況及電視、計(jì)算機(jī)等家電的使用情況，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)4路智能監(jiān)控。

　　1 監(jiān)控平臺(tái)介紹

　　1.1 客戶(hù)端平臺(tái)介紹

　　客戶(hù)端采用Android 智能操作系統(tǒng)，Android 是Google公司于2007年11月5日發(fā)布的基于Linux平臺(tái)的開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng)的名稱(chēng)。該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶(hù)界面和應(yīng)用軟件組成，底層 Linux內(nèi)核只提供基本功能，其他的應(yīng)用軟件則由各公司自行開(kāi)發(fā)，部分程序以Java編寫(xiě)。

　　2011年初數(shù)據(jù)顯示，僅正式上市2年的 Android操作系統(tǒng)已超越稱(chēng)霸10年的Symbian系統(tǒng)，躍居全球最受歡迎的智能手機(jī)平臺(tái)?，F(xiàn)在，Android系統(tǒng)不僅應(yīng)用于智能手機(jī)，也在平板電腦市場(chǎng)急速擴(kuò)張。同時(shí)，Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)具有5大優(yōu)勢(shì)：開(kāi)放性、擺脫運(yùn)營(yíng)商的束縛、豐富的應(yīng)用選擇、開(kāi)發(fā)商不受任何限制和無(wú)縫結(jié)合的 Google應(yīng)用。

　　1.2 IP攝像機(jī)介紹

　　IP攝像機(jī)是一種可產(chǎn)生數(shù)字視頻流，并將視頻流通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)脑O(shè)備，其不需要額外的軟硬件，便可以將活動(dòng)的數(shù)字圖像直接傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，使在世界各地的計(jì)算機(jī)都可以通過(guò)瀏覽器觀看實(shí)時(shí)活動(dòng)數(shù)字圖像。IP攝像機(jī)支持TCP/IP，SMTP E-mail，HTTP以及其他Internet協(xié)議，支持諸如Windows，Unix，Mac及OS/2等多種操作系統(tǒng)。

　　該設(shè)計(jì)采用海康威視公司的DS-2DM1-502型網(wǎng)絡(luò)中速智能球型攝像機(jī)，支持客戶(hù)端通過(guò)HTTP協(xié)議下載監(jiān)控圖片和H.264碼流。

　　2 程序設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)

　　2.1 客戶(hù)端設(shè)計(jì)原理

　　該設(shè)計(jì)采用Android系統(tǒng)的平板電腦為客戶(hù)端，客戶(hù)端的軟件流程如圖1所示。

　　系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)大體分為兩部分：與IP攝像機(jī)連接，獲取所需視頻流；根據(jù)監(jiān)控場(chǎng)景做出相應(yīng)判斷及響應(yīng)。

【詳情參閱：基于Android智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)】

六、基于3G通信網(wǎng)的移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，結(jié)合了無(wú)線通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)等多媒體技術(shù)。隨著3G技術(shù)的發(fā)展，它在聲音和數(shù)據(jù)的傳輸速度上有很大提升，并能夠在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線漫游。其數(shù)據(jù)傳輸高速、永遠(yuǎn)在線、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，有效地解決了移動(dòng)機(jī)器人采用有線或者無(wú)線遠(yuǎn)程控制所帶來(lái)的信息傳輸和控制距離等方面的瓶頸問(wèn)題，使遠(yuǎn)程救援機(jī)器人、仿真機(jī)器人、家庭保姆機(jī)器人等移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)在大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)傳輸方面多了一種可利用的解決方案。

　　1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　本系統(tǒng)主要用來(lái)將移動(dòng)機(jī)器人所采集到的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳給服務(wù)器，再將服務(wù)器的控制信號(hào)傳給電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，以驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，總體架構(gòu)如圖 1 所示。攝像頭OV9650采集的視頻圖像經(jīng)過(guò)JPEG壓縮后，存入緩存區(qū)，當(dāng)服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)到客戶(hù)端的接入請(qǐng)求后，再將緩存區(qū)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶(hù)端的監(jiān)控界面進(jìn)行顯示；當(dāng)需要控制機(jī)器人行動(dòng)時(shí)，客戶(hù)端的控制按鈕發(fā)送控制信息給服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)程序解析后控制底層電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。

　　
圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)硬件平臺(tái)核心處理器采用S3C6410，它基于ARM1176JZF—S內(nèi)核，是一個(gè)16／32位RISC微處理器，其內(nèi)部集成了強(qiáng)大的硬件加速器，包括音視頻處理、2D加速等，為2．5G和3G通信服務(wù)提供了優(yōu)化的硬件性能，工作頻率最高可達(dá)677 MHz；采用2 GB NAND Flash，主要用于存放內(nèi)核代碼、應(yīng)用程序、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資料；DDRSDRAM采用兩片128 MB K4X51163PE芯片；攝像頭采用CMOS圖像傳感器OV9650，最高輸出130萬(wàn)像素（1300×1 024），具有高敏感度、低功耗、支持多種常用的圖像格式輸出、支持自動(dòng)圖像控制等優(yōu)點(diǎn)。

　　Linux作為一種類(lèi)Unix操作系統(tǒng)，具有穩(wěn)定健壯、低成本、高性能、互操作性好和源代碼開(kāi)放等特點(diǎn)。而其良好的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，以及可裁剪的特性，滿足了嵌入式應(yīng)用的差異性需求，使其在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域占有一席之地。本系統(tǒng)中采用的Linux內(nèi)核為3．0．1版本，文件系統(tǒng)采用 YAFFS2，Bootloader選用uboot。

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2.1 視頻數(shù)據(jù)的采集與傳輸

　　視頻數(shù)據(jù)的采集通過(guò)Linux中視頻設(shè)備OV9650的驅(qū)動(dòng)以及Video for Linux提供的相應(yīng)接口完成。為了方便，將視頻采集的相關(guān)信息封裝到以下結(jié)構(gòu)體中：

　　采集程序通過(guò)函數(shù)init_s3c6410（struct vdIn*vd，char*device，int width，int height）來(lái)完成對(duì)攝像頭以及采集參數(shù)的初始化，并通過(guò)函數(shù)s3c6410_Grab（struetvdIn*vd）完成對(duì)圖像的抓取，用JPEG壓縮算法對(duì)采集到的圖像進(jìn)行壓縮，圖像格式為RGB565。

【詳情參閱：基于3G通信網(wǎng)的移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)】
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