基于android智能手機(jī)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于Android智能手機(jī)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程場(chǎng)景的音視頻監(jiān)控。本文主要介紹一種以Android智能手機(jī)為控制端，以個(gè)人電腦為服務(wù)器端，以攝像頭與話筒為主的多媒體設(shè)備為被控端的三點(diǎn)一線的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；控制端和服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)傳輸采用TCP協(xié)議，控制端和服務(wù)器端分別采用Android,Java實(shí)現(xiàn)。</p><

2、;p>　　關(guān)鍵字：Android智能手機(jī)，多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控，Socket管理器，Java多媒體框架</p><p><b>　　中圖分類號(hào)：</b></p><p><b>　　一．背景</b></p><p>　　遠(yuǎn)程監(jiān)控是指本地計(jì)算機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件發(fā)送指令給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，從而控制遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備采集當(dāng)?shù)匦畔ⅲ⒉粩鄬?/p>

3、信息返回給本地計(jì)算機(jī)的過(guò)程。</p><p>　　遠(yuǎn)程監(jiān)控必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)，位于本地的計(jì)算機(jī)是操縱指令的發(fā)出端，一般稱為控制端或客戶端，而非本地的計(jì)算機(jī)則通常叫做被控端或服務(wù)器端。因而現(xiàn)在的遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件一般分為兩部分：一部分是客戶端程序（Client），另一部分是服務(wù)器端程序（Server），通常在使用前需要將客戶端程序安裝到控制端載體上，將服務(wù)器端程序安裝在被控端載體上，通過(guò)客戶端程序向服務(wù)器端程序發(fā)出訪問(wèn)

4、信號(hào)，建立遠(yuǎn)程連接，然后通過(guò)這個(gè)遠(yuǎn)程連接雙方傳遞信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　現(xiàn)今使用的遠(yuǎn)程控制軟件大都基于以上原理。而本文將介紹一種以Android智能手機(jī)為控制端，以個(gè)人電腦為服務(wù)器端，同時(shí)將多媒體設(shè)備控制程序從服務(wù)器端程序分離出來(lái)形成獨(dú)立程序的C/S+M(Media)架構(gòu)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)</b><

5、;/p><p>　　上文介紹了本文的背景，現(xiàn)在將從系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，服務(wù)器端設(shè)計(jì)，手機(jī)端設(shè)計(jì)，多媒體設(shè)備控制程序設(shè)計(jì)四個(gè)方面介紹一下本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)。下面先介紹一下系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)采用的是一種在傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的C/S+M架構(gòu)。Android智能手機(jī)為客戶端（Client）即控制端，個(gè)

6、人電腦為服務(wù)器端（Server）；本系統(tǒng)的改進(jìn)是將音視頻設(shè)備程序從傳統(tǒng)的服務(wù)器端程序分離出來(lái)獨(dú)立為多媒體設(shè)備控制程序（Media）。這樣改進(jìn)的好處是增強(qiáng)了系統(tǒng)各模塊的獨(dú)立性，便于系統(tǒng)的移植和維護(hù)，同時(shí)也大大增加了代碼的可重用性。下面先看一下本系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖：</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖</p><p>　　如上圖2-1所示，本系統(tǒng)分三個(gè)大模塊，現(xiàn)在從總體上看個(gè)模塊的運(yùn)作

7、，服務(wù)器端程序啟動(dòng)后，初始化服務(wù)器端程序，等待手機(jī)端訪問(wèn)。手機(jī)端程序啟動(dòng)后，向服務(wù)器端發(fā)出訪問(wèn)信號(hào)，服務(wù)器端收到信號(hào)核實(shí)信號(hào)后，雙方建立連接。手機(jī)端向服務(wù)器端發(fā)出操作指令；服務(wù)器端收到指令后解析處理指令，然后將處理后的指令傳給多媒體設(shè)備控制程序；多媒體設(shè)備控制程序根據(jù)收到的指令，初始化相關(guān)設(shè)備，執(zhí)行相關(guān)操作指令，采集信息，然后將信息傳給服務(wù)器端；服務(wù)器端將采集到的信息壓縮處理發(fā)送給手機(jī)端；手機(jī)端將信息讀取。從上面敘述中可大致看出本系統(tǒng)的

8、結(jié)構(gòu)。下面從每個(gè)模塊分別介紹其結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　服務(wù)器端設(shè)計(jì)</b></p><p>　　服務(wù)器端程序?qū)⑦\(yùn)行在個(gè)人電腦上，用Java實(shí)現(xiàn)。下面從服務(wù)器端程序的架構(gòu)分析，各模塊的功能描述，接口定義三方面具體介紹服務(wù)器端程序設(shè)計(jì)。然后重點(diǎn)介紹一下指令處理模塊及其自定義的編解碼協(xié)議。</p><p>　　現(xiàn)在先看一下服務(wù)器端程

9、序框架：</p><p>　　圖2-2 服務(wù)器端功能模塊圖</p><p>　　結(jié)合上圖，在這逐項(xiàng)描述各個(gè)模塊的功能：</p><p>　　（1）初始化模塊：?jiǎn)?dòng)應(yīng)用程序后第一個(gè)運(yùn)行的模塊。它負(fù)責(zé)初始化應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)，獲取網(wǎng)絡(luò)IP地址／端口，用戶登入密碼等。</p><p>　?。?）連接監(jiān)聽(tīng)模塊：程序初始化后，開(kāi)始在指定端口進(jìn)行TCP監(jiān)

10、聽(tīng)，等待遠(yuǎn)程連接。</p><p>　?。?）遠(yuǎn)程連接模塊：負(fù)責(zé)進(jìn)行實(shí)際的TCP連接和數(shù)據(jù)收發(fā)。當(dāng)手機(jī)端發(fā)出訪問(wèn)信號(hào)，一旦服務(wù)器端核實(shí)接受，就分配新的Socket套接字完成TCP連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　（4）指令處理模塊：將接收到的操作指令，進(jìn)行解析處理，分析出要操作的對(duì)象及對(duì)其相關(guān)操作。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理模塊：負(fù)責(zé)將要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)

11、行壓縮并根據(jù)自定義的編解碼協(xié)議封裝處理，然后交給遠(yuǎn)程連接模塊進(jìn)行傳輸。</p><p>　　為了近一步理解各模塊間的協(xié)作關(guān)系，下面描述一下服務(wù)器端程序主要功能模塊問(wèn)的接口定義：</p><p>　　表2-l 電腦端應(yīng)用程序模塊接口定義</p><p>　　介紹完各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)后，下面重點(diǎn)介紹一下指令處理模塊及其自定義的編解碼協(xié)議。 </p><p

12、>　　指令處理模塊的主要功能是將接收到的操作指令，進(jìn)行解析處理，分析出要操作的對(duì)象及對(duì)其相關(guān)操作。它是先將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成字符串，然后用indexOf()和substring()方法根據(jù)自定義的編解碼協(xié)議，將字符串分割，提取字符串中的信息?，F(xiàn)在先介紹一下自定義的編解碼協(xié)議的主要內(nèi)容。</p><p>　　本編解碼協(xié)議定義了兩種信息類型：一種是指令型，用o表示(order)；另一種是數(shù)據(jù)型，用d 表示（data）

13、。下面主要介紹第一種類型的結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　例如：o\\camera\\picture\\end 這段表示攝像機(jī)拍照指令，</p><p>　　o\\camera\\picture\\save\\end 這段表示將拍的照片保存指令。</p><p>　　下面給出編碼端和解碼端的主要代碼：</p><p><b>　　編

14、碼端 </b></p><p>　　String send = null;</p><p>　　String type = null;</p><p>　　String equipment = equipmentnull;</p><p>　　String firstoperate = null;</p><p

15、>　　String secondoperate = null;</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　send=send+type

16、 +"\\"+equipment+"\\"+firstoperate+"\\"+secondoperate+"\\"+"end";</p><p><b>　　.</b><

17、;/p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　解碼端</b></p><p>　　String incom = null;</p><p>　　String[] cutcom=new String

18、[10];</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　BufferedReader reader =</p><p>　　new BufferedReade

19、r(new InputStreamReader</p><p>　　(socket.getInputStream()));</p><p>　　incom=reader.readLine();</p><p>　　incom.indexOf("\\");</p><p>　　cutcom[0] =incom.substri

20、ng(0, incom.indexOf("\\"));</p><p>　　incom=incom.substring(incom.indexOf("\\")+1);</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p&g

21、t;<b>　　.</b></p><p>　　以上便是服務(wù)器端程序的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，下面將介紹一下手機(jī)端設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3.手機(jī)端設(shè)計(jì)</b></p><p>　　手機(jī)端程序?qū)⑦\(yùn)行在Android智能手機(jī)上，用Android自己的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。與服務(wù)器端介紹方式相似，下面從手機(jī)端程序的架構(gòu)分析，各模塊的功

22、能描述，接口定義三方面具體介紹手機(jī)端程序設(shè)計(jì)。然后重點(diǎn)介紹一下Socket管理器的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。 </p><p>　　同樣先看一下手機(jī)端程序框架：</p><p>　　圖2-3 手機(jī)端功能模塊圖</p><p>　　結(jié)合上圖，在這逐項(xiàng)描述各個(gè)模塊的功能：</p><p>　?。?）初始化模塊：?jiǎn)?dòng)應(yīng)用程序后第一個(gè)運(yùn)行的模塊。它負(fù)責(zé)初

23、始化應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)，獲取環(huán)境參數(shù)，設(shè)置全局變量。</p><p>　?。?）連接設(shè)置模塊：用戶設(shè)置連接IP地址、端口、登入密碼等。</p><p>　?。?）套接字管理器：管理套接字的狀態(tài)和使用。</p><p>　?。?）遠(yuǎn)程連接模塊：它負(fù)責(zé)進(jìn)行實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)連接和與服務(wù)器端通信。</p><p>　　（5）指令生成模塊：負(fù)責(zé)根據(jù)用戶的界面

24、操作，產(chǎn)生相應(yīng)的操作指令并根據(jù)自定義的編解碼協(xié)議封裝。</p><p>　?。?）媒體數(shù)據(jù)顯示模塊：將處理好的媒體信息在手機(jī)上進(jìn)行顯示或播放。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理模塊：將遠(yuǎn)程連接模塊收到的信息，進(jìn)行相應(yīng)處理將其轉(zhuǎn)化成手機(jī)上能顯示的信息。</p><p>　　與服務(wù)器端介紹方式一樣，下面同樣描述一下手機(jī)端程序主要功能模塊間的接口定義：</p>

25、;<p>　　表2-2 手機(jī)端模塊接口定義</p><p>　　介紹完各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)后，下面重點(diǎn)介紹一下Socket管理器的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。 套接字管理器主要功能是管理套接字的狀態(tài)和使用。由于Android平臺(tái)中沒(méi)有Socket管理器的功能，為了便于Socket管理，我們自行實(shí)現(xiàn)了Socket管理器功能。其中的主要代碼如下：</p><p>　　public class Sock

26、etConnectionManagement {</p><p>　　protected static Socket socket = null;</p><p>　　public static boolean establishConnection(String ipAddress, int port) {</p><p><b>　　try {<

27、/b></p><p>　　socket = new Socket(InetAddress.getByName(ipAddress), port);</p><p>　　} catch (UnknownHostException e) {</p><p>　　// TODO Auto-generated catch block</p><p

28、>　　e.printStackTrace();</p><p>　　} catch (IOException e) {</p><p>　　// TODO Auto-generated catch block</p><p>　　e.printStackTrace();</p><p><b>　　}</b><

29、;/p><p>　　return socket.isConnected();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　public static boolean isConnected() {</p><p>　　if (socket != null)</p><p>　　retu

30、rn socket.isConnected();</p><p><b>　　else</b></p><p>　　return false;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　public static Socket getInstance() {</p>

31、<p>　　return socket;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　下面給出一段Socket管理器應(yīng)用的實(shí)例的代碼：</p><p><b>　　.</b></p><p&g

32、t;<b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　public Socket socket = null;</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><

33、p><b>　　.</b></p><p>　　if(SocketConnectionManagement.isConnected()){</p><p>　　socket = SocketConnectionManagement.getInstance();</p><p>　　}else{SocketConnectionMa

34、nagement.establishConnection(name, port);</p><p>　　socket = SocketConnectionManagement.getInstance();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　.</b></p><p>

35、;<b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　以上便是手機(jī)端程序的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，下面將介紹一下本文在架構(gòu)上改進(jìn)出的模塊——音視頻設(shè)備控制程序的設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.獨(dú)立的多媒體設(shè)備控制程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)中多媒體設(shè)備控制程序是基于Ja

36、va多媒體框架實(shí)現(xiàn)的，故在介紹多媒體設(shè)備控制程序的設(shè)計(jì)之前，先介紹一下Java多媒體框架（JMF）。Java媒體架構(gòu)(JMF)是一個(gè)令人激動(dòng)的通用的API，它允許Java開(kāi)發(fā)者用許多不同的方法處理媒體。 JMF的組件結(jié)構(gòu)非常的靈活，它的組件一般可以分成三個(gè)部分： （1）Input描述某種被用于在進(jìn)程休息的時(shí)候作為一個(gè)輸入的媒體。 （2）process執(zhí)行某些輸入上的活動(dòng)。一個(gè)過(guò)程有一個(gè)明確的輸入和輸出。大量的過(guò)程可用

37、, 能被用于一個(gè)輸入或者一批輸入。這些過(guò)程能被聯(lián)系起來(lái)，一個(gè)過(guò)程的輸出被用于另外一個(gè)過(guò)程的輸入。在這種風(fēng)格中，大量的過(guò)程可能被應(yīng)用于一個(gè)輸入。</p><p>　　（3）Output 描述了媒體的某些目的地。</p><p>　　了解了JMF的基本內(nèi)容后，現(xiàn)在介紹一下本系統(tǒng)多媒體設(shè)備控制程序的設(shè)計(jì)。首先看一下本模塊的結(jié)構(gòu)框架：</p><p>　　圖2-4 多媒體設(shè)

38、備控制程序框架圖</p><p>　　如上圖，多媒體設(shè)備控制程序分為兩個(gè)小模塊:一個(gè)是音頻程序，另一個(gè)是視頻程序。而且每個(gè)程序里都有獨(dú)立的操作指令線貫穿程序始終。因?yàn)檫@兩個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)起來(lái)相似，現(xiàn)以視頻程序?yàn)槔?，介紹一下具體實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p>

39、;<p><b>　　.</b></p><p>　　public MainFrame(int n，String[] cutcom) //cutcom存儲(chǔ)操作指令</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　super("攝像頭程序");</p><

40、;p>　　contentPane = (JPanel) this.getContentPane();</p><p>　　this.captureDevice = getCaptureDeviceInfo();</p><p><b>　　try {</b></p><p>　　DataSource source=Manager.cre

41、ateDataSource</p><p>　　(captureDevice.getLocator());</p><p>　　DataSource cloneableSource = Manager.</p><p>　　createCloneableDataSource(source);</p><p>　　player = Manage

42、r.createRealizedPlayer</p><p>　　(((SourceCloneable)cloneableSource).createClone());</p><p><b>　　//獲取默認(rèn)格式</b></p><p>　　formatControl = (FormatControl) player.</p>

43、<p>　　getControl("javax.media.control.FormatControl");</p><p>　　Format defaultFormat = formatControl.getFormat();</p><p><b>　　//</b></p><p>　　FileTypeDesc

44、riptor outputType = new FileTypeDescriptor</p><p>　　(FileTypeDescriptor.MSVIDEO);</p><p>　　ProcessorModel processorModel = new ProcessorModel(cloneableSource, new Format[]{ defaultFormat }, outp

45、utType);</p><p>　　processor = Manager.createRealizedProcessor(processorModel);</p><p>　　} catch (Exception e) {</p><p>　　processException(e);</p><p><b>　　}</b&

46、gt;</p><p>　　visualComponent = player.getVisualComponent();</p><p>　　File file = new File("F:/Myrecord/");</p><p>　　m=System.currentTimeMillis();</p><p>　　loc

47、atorString=String.valueOf(m)+".avi";</p><p>　　locatorString = "file://" + locatorString;</p><p>　　DataSource source = processor.getDataOutput();</p><p>　　MediaLo

48、cator dest = new MediaLocator( locatorString );</p><p><b>　　try {</b></p><p><b>　　//本地文件傳輸</b></p><p>　　fileWriter = Manager.createDataSink(source, dest);<

49、;/p><p>　　fileWriter.open();</p><p>　　fileWriter.start();</p><p>　　} catch (Exception e) {</p><p>　　processException(e);</p><p><b>　　}</b></p&g

50、t;<p>　　processor.start();</p><p>　　player.start();</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>

51、;<b>　　}</b></p><p>　　以上就是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，下面看一下系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程和結(jié)果。</p><p><b>　　測(cè)試</b></p><p>　　軟件測(cè)試是軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)中一個(gè)非常重要的工作階段。通過(guò)完整的測(cè)試，系統(tǒng)驗(yàn)證正確實(shí)現(xiàn)了必需的功能，同時(shí)保證了軟件在各種邊界條件下的證確性、強(qiáng)壯性和高效性。這

52、里我們采用黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試相結(jié)合的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。下面是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的兩張圖片：</p><p>　　圖3-1攝像頭采集到的信息在服務(wù)器端播放 圖3-2 手機(jī)端播放的遠(yuǎn)程服務(wù)器端的信息</p><p><b>　　四．總結(jié)</b></p><p>　　本文介紹了基于Android智能手機(jī)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，

53、提出了一種新的架構(gòu)C/S+M架構(gòu)，大大提升了系統(tǒng)的性能，同時(shí)增加了系統(tǒng)的移植性和代碼的可重用性。并比較詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的整體與各模塊的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)。在此期間重點(diǎn)介紹了服務(wù)器端指令處理模塊及其自定義的編解碼協(xié)議，手機(jī)端Socket管理器的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，還有Java多媒體框架的基本內(nèi)容與應(yīng)用。希望本文能對(duì)致力于遠(yuǎn)程監(jiān)控行業(yè)的同行，有一些啟發(fā)和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b>&l

54、t;/p><p>　　[1]秦耕，程克非，張亞奎 基于智能手機(jī)的電腦遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 微計(jì)算機(jī)信息 2009.1.7 P22-24</p><p>　　[2]熊利祥，呂鋒 基于JMF的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng) 中國(guó)科技論文在線 P1-6</p><p>　　[3]郭春雷，李祥 基于J2ME平臺(tái)的手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件的分析與實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 2005年第11期 P86-88&