• / 3
  • 下载费用:5 金币  

基于Android平台的智能家居监控系统.pdf

关 键 词:
基于 ANDROID 平台 智能家居 监控 系统
资源描述:
《 电视技术 》 第 36 卷第 2 期 ( 总第 377 期 ) | 投稿网址 http://www.VideoE.cn 信息终端与显示 信息终端与显示 I NFORMATION TERMINAL client; server; intelligent surveillance; smart home 近 年 来 , 视 频 监 控 系 统 已 在 制 造 企 业 、 物 业 管 理 、 无 人 职 守 终 端 、 银 行 、 交 通 、 仓 库 等 领 域 得 到 广 泛 应 用 。 当 家 庭 中 有 特 别 需 要 关 注 的 物 体 和 区 域 时 , 家 庭 的 主 人 可 在 其 所 处 的 家 庭 环 境 中 安 装 摄 像 头 , 通 过 网 络 远 程 观 察 其 状 况 , 当 发 生 意 外 情 况 时 也 可 通 过 网 络 监 控 事 态 的 进 展 [1] 。 随 着 智 能 移 动 终 端 的 广 泛 普 及 , 同 时 由 于 其 特 有 的 便 携 性 和 易 于 接 入 网 络 的 特 性 , 移 动 终 端 成 为 动 态 监 控和现场监控的理想选择 。 本 文 设 计 的 视 频 监 控 系 统 客 户 端 设 备 为Android 平 板 电 脑 , 该 客 户 端 从IP 摄 像 机 获 取 实 时 的 监 控 图 片 , 根 据 不 同 场 景 用 不 同 算 法 来 判 断 家 中 有 无 人 员 出 入 , 标 注 关注对象并智能跟踪 , 辨别各房间的照明情况及电视 、 计 算机等家电 的使用情况 , 可同时实现4 路智能监控 。 1 监控平台介绍 1. 1 客户端平台介绍 客 户 端 采 用 Android 智 能 操 作 系 统 , Android 是 Google 公 司 于2007 年11 月5 日 发 布 的 基 于Linux 平 台 的 开源手机操作系统的名称 。 该平台由操作系统 、 中间件 、 用 户 界 面 和 应 用 软 件 组 成 , 底 层Linux 内 核 只 提 供 基 本 功能 , 其他的应用软件则由各公司自行开 发 , 部分程序以 Java 编写 [2] 。 2011 年 初 数 据 显 示 , 仅 正 式 上 市2 年 的Android 操 作 系 统 已 超 越 称 霸10 年 的Symbian 系 统 , 跃 居 全 球 最 受 欢 迎 的 智 能 手 机 平 台 。 现 在 , Android 系 统 不 仅 应 用 于 智 能 手 机 , 也 在 平 板 电 脑 市 场 急 速 扩 张 。 同 时 , Android 智 能 手 机 操 作 系 统 具 有5 大 优 势 [3] : 开 放 性 、 摆 脱 运 营 商 的 束 缚 、 丰富的应用选择 、 开发商不受任何限制和无缝结合的 Google 应用 。 1. 2 IP 摄像机介绍 IP 摄 像 机 是 一 种 可 产 生 数 字 视 频 流 , 并 将 视 频 流 通 过 有 线 或 无 线 网 络 进 行 传 输 的 设 备 , 其 不 需 要 额 外 的 软 硬件 , 便可以将活动的数字图像直接传输 到互联网上 , 使 在世界各地的计算机都可以通过 浏览器观看实时活动数 字 图 像 。IP 摄 像 机 支 持TCP/IP , SMTP E-mail , HTTP 以 及 其 他Internet 协 议 , 支 持 诸 如Windows , Unix , Mac 及OS/ 2 等多种操作系统 [4] 。 该 设 计 采 用 海 康 威 视 公 司 的DS-2DM1-502 型 网 络 中 速 智 能 球 型 摄 像 机 , 支 持 客 户 端 通 过HTTP 协 议 下 载 监控图片和H.264 码流 。 2 程序设计原理及实现 2. 1 客户端设计原理 该 设 计 采 用Android 系 统 的 平 板 电 脑 为 客 户 端 , 客 户 端的软件流程如图1 所示 。 系 统 的 具 体 实 现 大 体 分 为 两 部 分 : 与IP 摄 像 机 连 接 , 获 取 所 需 视 频 流 ; 根 据 监 控 场 景 做 出 相 应 判 断 及 响 应。 2.1.1 获取监控视频 客 户 端 通 过WiFi 与IP 摄 像 机 连 接 , 登 录IP 摄 像 机 36投稿网址 http://www.VideoE.cn | 《 电视技术 》 第 36 卷第 2 期 ( 总第 377 期 ) 信息终端与显示 信息终端与显示 I NFORMATION TERMINAL & DISPLAY NFORMATION TERMINAL & DISPLAY 后 , 选 择 监 控 频 道 , 可 同 时 实 现4 路 智 能 监 控 , 即 可 以 观 察 家 中 的 基 本 情 况 : 家 中 有 无 人 员 进 出 , 是 否 有 人 在 家 , 对 监 控 中 出 现 的 对 象 进 行 关 注 跟 踪 , 辨 别 各 房 间 照 明 情 况 以 及 电 视 、 计 算 机 等 家 电 的 使 用 情 况 等 。 客 户 端 实 现 方 法 为 启 用 多 线 程 控 制4 路 监 控 任 务 , 使 每 路 监 控 任 务 具有相对独立性 , 以便更换频道 。 多 线 程 的 具 体 实 现 方 法 有 两 种 , 分 别 是 继 承Thread 线 程 类 和 实 现Runnable 接 口 [5] 。 客 户 端 若 采 用 继 承 Thread 线 程 类 的 方 法 , 则 不 能 继 承 除 线 程 类 之 外 的 其 他 类 , 而 界 面 子 线 程 必 须 继 承View 视 图 类 , 所 以 本 设 计 采 用 第 二 种 方 法 。 监 控 实 现 中 , 每 一 路 画 面 都 是 一 个 单 独 的 线 程 , 也 是 一 个 完 整 的 视 图 , 它 是 实 现 了Runnable 接 口 且 继 承View 类 的 类 对 象 。 因 此 每 个 对 象 之 间 相 互 独 立 , 每 路 监 控 画 面 相 互 独 立 , 可 以 灵 活 选 择 监 控 频 道 , 以 便后台控制管理 。 界 面 实 现 上 , 主 界 面 为4 路 监 控 窗 口 , 初 始 选 择 监 控 频 道 后 便 可 通 过HTTP 协 议 获 取 监 控 图 片 序 列 , 根 据 场 景进行算法处理 , 并播放智能监控画面 。 2.1.2 程序优化 客户端需要根据不同场景调用 不同的智能监控算法 对 发 生 的 事 件 进 行 判 断 与 识 别 , 这 一 过 程 包 含 了 大 量 的 图 像 处 理 运 算 , 如 灰 度 化 、 背 景 建 模 差 分 、 中 值 滤 波 和 形 态 学 运 算 等 。Android 操 作 系 统 的 开 发 语 言 为Java , 但 是 纯Java 编 程 的 图 像 处 理 程 序 在Android 手 机 上 的 运 行 速 度 是 其 很 大 的 问 题 。 通 过JNI (Java Native Interface ) 技 术 在Java 程 序 中 调 用C 程 序 模 块 , 明 显 地 提 高 了 应 用 程 序 的 运 行 速 度 。 笔 者 截 取 了40 帧 作 为 观 察 对 象 , 程 序 各 主 要 运 算 步 骤 的 平 均 运 行 时 间 如 表1 所 示 , 从 中 可 以 看 出 运行时间缩短到了原来的1/18~1/17。 表1 主要算法Java 和JNI 实现的运行时间比较 比较项 灰度化 背景建模 背景差分 中值滤波 形态学运算 处理一帧的时间 Java 104 99 88 2963 5306 5938 JNI 11 15 5 64 203 340 2. 2 功能与实现 该 设 计 的 智 能 监 控 系 统 具 有3 大 功 能 : 管 理 家 中 所 有 摄 像 头 , 可 灵 活 选 择 监 控 点 ; 执 行 多 种 不 同 智 能 算 法 ; 能够和其他联网设备联动 , 实现智能家居控制 。 笔 者 用 不 同 的 实 际 场 景 对 该 系 统 进 行 了 测 试 , 系 统 的功能描述与实验结果如下 。 1 ) 多路监控 获 取 实 时 监 控 图 片 , 同 屏 显 示 最 多4 路 经 后 台 算 法 处 理 后 的 智 能 监 控 画 面 , 如 图2 所 示 。 若 需 更 换 监 控 频 道 , 可点击监控界面右侧的路数列表 , 即可弹出频道选择 栏 , 进 行 频 道 更 换 , 以 便 更 全 面 地 实 时 监 控 家 中 情 况 , 如 图3 所示 。 ms 37《 电视技术 》 第 36 卷第 2 期 ( 总第 377 期 ) | 投稿网址 http://www.VideoE.cn 2 ) 入侵检测 如 图4 所 示 , 该 系 统 利 用 运 动 物 体 检 测 和 识 别 算 法 , 实现对特定区域的入侵检测 , 从而判断人员进出情况 , 并 在 有 陌 生 人 入 侵 时 启 动 报 警 。 报 警 形 式 为 弹 出 提 示 信 息, 并在该监控频道窗口外围添加不停闪烁的红色边框 。 3 ) 家电使用情况监测 该 系 统 可 检 测 各 房 间 的 照 明 情 况 , 如 某 房 间 长 时 间 无 人 活 动 或 在 室 内 光 线 充 足 时 , 将 弹 出 提 示 信 息 提 醒 用 户 远 程 控 制 智 能 家 电 , 关 闭 不 必 要 的 照 明 设 备 , 如 图5 所 示 。 该系统也可根据计算机显示器 或者电视屏幕的画面 亮度与明暗变化和屋内有无人员 来判断计算机和电视是 否有人使用 , 并通知用户进行处理 , 如图6 所示 。 4 ) 对象跟踪 用 户 可 根 据 需 求 , 选 中 监 控 画 面 中 出 现 的 对 象 作 为 感兴趣目标 , 该系统将执行运动检测程序 , 对该对象的运 动范围进行实时圈定 , 方便监控管理 , 如图7 所示。 3 总结 该 智 能 监 控 系 统 允 许 用 户 选 定 多 个 摄 像 机 进 行 监 视 , 从而能够全面及时地远程观察家中 情况 , 并且可在异 常 情 况 发 生 时 自 动 发 出 警 报 以 提 醒 用 户 家 中 发 生 危 险 。 另外 , 当家中无人或在某一房间无人员活 动时 , 系统也可 提 醒 用 户 关 掉 不 需 要 工 作 的 家 电 以 节 约 能 源 , 这 一 功 能 体现了监控系统与物联网的融合 。 此智能监控系统具有 良好的便携性 , 功能较为完善 。 参考文献 : [1] 原林 , 于伸. 嵌入式技术在智能家居控制系统 中的应用[J]. 自动化技 术与应用 , 2006, 25(1) : 72-74. [2] 靳 岩 , 姚 尚 朗.Android 开 发 入 门 与 实 战[M]. 北 京 : 人 民 邮 电 出 版 社 , 2009: 10. [3] E2Ecloud 工 作 室. 深 入 浅 出GoogleAndroid[M]. 北 京 : 人 民 邮 电 出 版 社, 2009 : 3. [4] 深 圳 市 华 信 诚 科 技 有 限 公 司. 网 络 摄 像 机 常 见 问 题 集 锦[EB/OL] . ( 2011-03-11 ) [2011-06-20].http://www.hxctech.com/zhichi/1091.htm. [5] HYDEPaul.Java 线 程 编 程[M]. 周 良 忠 , 译. 北 京 : 人 民 邮 电 出 版 社 , 2003: 30. 􀲻 作者简介 : 汪 宇, 硕士生 , 研究方向为嵌入式系统软件设计 ; 吕 卫, 副教授 , 研究方向为数字视频技术 、 嵌入式系统设计 ; 杨博菲 , 硕士生 , 研究方向为智能终端软件设计 ; 褚晶辉 , 副教授, 研究方向为数字视频技术 、 模式识别 。 责任编辑 : 时 雯 收稿日期: 2011- 07- 18 图7 自动跟踪感兴趣对象 Blackmagic Design 提供 HyperDeck Studio 的 Avid DNxHD 驱动 Beta 版下载 2011 年12 月21 日 , Blackmagic Design 已 提 供HyperDeck Soft ⁃ ware Update 2.0 Public Beta ( 公 共 测 试 版 ) 下 载 。 该 软 件 可 为Hyper ⁃ Deck Studio 硬 盘 录 像 机 添 加 广 播 级10 bit Avid ® DNxHD ® 格 式 的 记 录 和 播 放 能 力 。DNxHD 是 广 电 行 业 的 标 准 媒 体 文 件 格 式 , HyperDeck Studio 加 入 对 该 压 缩 视 频 格 式 的 原 生 支 持 将 极 大 地 延 长 单 盘 记 录 时 间 , 降 低 素 材 存 储 成 本 , 且 完 全 兼 容Avid Media Composer ® 系 统 。 用 户 通 过USB 连 接Mac OS X 或Windows 计 算 机 即 可 免 费 更 新Hyper ⁃ Deck Studio 。 目 前 格 式 的 兼 容 性 认 证 尚 在 进 行 中 , 而 此 版 本 不 仅 能 为 用 户 提 供 新 的 压 缩 视 频 模 式 , 并 可 让 用 户 参 与 到 第 三 方 软 件 兼 容 性的测试中 。 信息终端与显示 信息终端与显示 I NFORMATION TERMINAL & DISPLAY NFORMATION TERMINAL & DISPLAY 38
展开阅读全文
1
  金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:基于Android平台的智能家居监控系统.pdf
链接地址:http://www.gold-doc.com/p-255197.html
收起
展开