智能手机在监控系统中的应用.docx

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智能手机在监控系统中的应用

研究生课程考试成绩单

（试卷封面）

院系

仪器科学与工程学院

专业

仪器科学与技术

学生姓名

学号

课程名称

智能测控系统设计

授课时间

2015年03月至2015年06月

周学时

3

学分

2

简

要

评

语

考核论题

智能手机在监控系统中的应用

总评成绩

（含平时成绩）

备注

任课教师签名：

日期：

注：

1.以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。

“简要评语“

缺填无效。

2.任课教师填写后与试卷一起送院系研究生教务员处。

3.学位课总评成绩以百分制计分。

智能手机在监控系统中的应用

——与视频监控平台整合和扩展应用

摘要

视频监控技术在安全领域发挥着重要作用，以其直观、方便和信息内容丰富而广泛应用于城市交通、民用安全等各个领域，特别是重要安全部门或重大事件中。

伴随移动通信技术的快速发展，视频监控从有线网络监控发展到移动视频监控。

移动视频监控的终端技术正在快速发展，硬件性能有了突破性进展。

具有全功能性特点的智能手机是移动视频监控终端设备最理想的选择。

这篇报告就是讨论智能手机如何与视频监控平台结合起来实现视频监控的功能。

本篇报告主要介绍了视频监控平台的系统组成、视频源获取、智能手机与视频监控平台应用的场所。

视频监控平台的监控终端采用IOS系统或Android系统的智能手机，通过流媒体服务器和流媒体传输协议实现实时监控视频传输。

视频源的获取有多种途径如来自DVR/NVR的视频，也有来自IPC摄像机的视频等。

在报告的后半部分介绍了智能手机在风景区监控应用、市政紧急事件处理、公共交通信息发布、运营商4G增值业务中的应用。

关键词：

智能手机；监控系统；视频监控平台

1引言

智能手机的起源源自上个世纪90年底PDA（个人数字助理）设备的兴起，当时的PDA主要提供记事、通讯录、名片交换及行程安排等功能，主流的操作系统有奔迈公司的Palm、微软公司Wince系列。

这个时代的设备由于主要应用文档方面的处理，采用黑白液晶显示屏和低速CPU。

随着2007年苹果公司的IPhone智能手机发布，智能手机的发展进入了高潮。

这个时期以苹果公司的IOS系统、Google的Android系统为代表。

硬件上也不断推新，目前已能实现5.7寸显示屏内分辨率达到了2560*1440，超过了人类肉眼的辨别极限。

现在的智能手机已经可以做到四核CPU甚至有的手机是八核的CPU，频率也从1G上升到了2G甚至是更高，具备3G上网能力有的还具有4G上网能力。

甚至有的机型还具备专用图形GPU，使智能机的画面显示更加流畅。

高分辨率的显示屏、高主频的CPU和专用GPU奠定了智能手机作为监控终端的硬件基础。

　　随着移动通信技术，智能终端技术的快速发展，极大地推动了移动视频监控的发展。

移动视频监控把网络视频监控与智能移动终端相结合，就可以满足用户在任何地点任何时候都可以对所需要的监控点进行视频监控的需求。

目前国内外众多IT公司在移动视频监控领域，投入大规模的人力物力进行项目研究和开发。

鉴于在各高校和研究所，移动视频相关技术也是研究热点，相信相关技术的持续革新将为移动视频监控的可持续发展开辟广阔的道路，有了硬件的基础，采用智能手机作为手机监控系统终端就有了可能性。

下面我们将智能手机如何与视频监控平台结合起来实现视频监控功能进行探讨。

2系统组成

（1）监控终端：

采用IOS系统或Android系统的智能手机。

（2）流媒体服务器：

向智能手机分发音视频媒体流。

移动流媒体技术就是把连续的声音影像信息经过压缩处理后传送到网络服务器上，让终端用户能够在下载的同时观看收听，而不需要等到全部的多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。

移动流媒体技术的出现是伴随着移动通信技术的发展和网络音视频技术的进步，其主要是关于流媒体数据从采集到播放整个过程中所需要的核心技术。

　（3）应用管理服务器群：

对监控终端进行登陆验证、鉴权，提供视频资源列表，GIS电子地图，云台控制，报警信息推送等功能。

　（4）流媒体传输协议：

RTSP（RealTimeStreamingProtocol），实时流传输协议。

它是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，由哥伦比亚大学、网景和RealNetworks公司提交的IETFRFC标准。

该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。

RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用RTPOverTCP或RTPOverUDP完成数据传输。

在PC系统上有QuickTime、RealPlayer、VLC等播放器支持该种协议的流媒体播放。

在智能机上主要是Android系统支持该协议。

HLS（HTTPLiveStreaming）是由苹果公司开发基于HTTP实现的流媒体传输协议。

该标准作为草案提交给IETF标准化组织。

在智能手机上主要是IPhoneX系列支持；Android4.0版以后的智能机也支持该种流媒体协议。

在智能手机上直接使用以上两种流媒体协议来对监控视频进行播放初步来看是一种快捷的版本。

但对标准进行分析和实际的使用情况上看，直接采用这种方案也有一些不足之处。

1、采用RTSP协议中的媒体流传输有TCP和UDP两种方案，通常采用的是UDP方式。

大家都知道UDP是无连接传输协议。

当网络情况比较复杂的时候（如用户在防火墙内），很难保证每次视频媒体流都能到达智能手机客户端。

2、HLS采用的是HTTP协议传输，理论上只要智能手机能访问WEB网站就能观看视频。

但是我们分析一下HLS协助的标准文档可以发现，这种标准是把视频媒体流先生成一定长度的媒体文件，让智能手机客户端按照时间轴的顺序依次获取这些文件来播放。

这种处理会带来两个方面的问题，一是需要等待生成一定时间长度的文件，二是需要等待这个文件在网络上传输完成，这样就造成了先天性的播放延迟。

综上所述，采用标准的流媒体传输协议固然有便捷的地方，但在视频监控领域应用还需要做进一步的改进，以适应在4G网络上实时监控视频传输。

　　（5）流媒体传输基本原理：

一个最基本的流媒体系统包括编码器、流媒体服务器和客户端播放器三个部分，如图2.1所示。

各个模块之间的数据通信交换都是按照特定的协议。

编码器用来将原始的音视频转换成合适的流媒体格式文件，服务器用来接收和转发编码后的媒体流，客户端则是负责解码和播放接收到的流媒体数据。

图2.1流媒体系统基本组

3视频源获取

　　在数字式视频监控网中，主要视频有来自DVR/NVR的视频，也有来自IPC摄像机的视频。

有些监控设备厂商在新产品中也逐步加入了对智能手机播放格式的支持。

但一些还在运营的旧型号监控设备所提供的视频格式，往往不能适应智能手机对视频的点播回放。

因此还需要考虑采用转码服务器，把旧有的视频流统一转变为智能手机可以回放的格式。

（1）云台控制

作为监控系统的客户端，云台控制操作是必不可少的功能。

PC是主要是通过鼠标来完成操作。

智能手机上的输入方式主要有键盘输入、触摸屏输入。

流行的控制方式是用手指在触摸屏上滑动，不同的手势代表不同意义。

我们可以采用手势来控制云台的上下左右方向的运动，提升用户的操作体验。

云台控制除了在智能手机上操作方面的革新以外，还需要注意的是和视频画面的同步问题。

如果使用智能手机播放视频延迟过大，用户就会有操作云台控制后响应过慢的感觉。

（2）点位与电子地图集成

　　电子地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。

电子地图储存资讯的方法，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，早期使用位图式储存，地图比例不能放大或缩小。

对前端摄像机点位的地理信息进行采集，然后在电子地图上进行标注，这样用户就可以以电子地图的鸟瞰视图来方便的查找所需视频点位。

　（3）信息推送

　　智能手机上的信息推送，就是“信息广播”，是通过一定的技术标准或协议，在网络上通过定期传送智能手机用户需要的信息来减少信息过载的一项新技术，比如wappush技术。

推送技术通过自动传送信息给用户，来减少用于网络上搜索的时间。

我们可采用这一技术来实现把各种报警信息推送到订阅该种报警信息的智能手机客户端上，缩短处理问题的响应时间。

　（4）实时图片/图像采集上传

拍照与录像现在已成为智能手机的基本功能。

利于这一特性，可以把智能手机纳入监控网络体系。

使之成为提供应急视频源、视频采集的客户终端设备，拓展现有监控系统的使用范围，图3.1所示的是通过手机进行视频图像采集，是可以应用于家庭监控的视频监控。

图3.1手机进行视频图像采集

4智能手机与视频监控平台应用场所

4.1风景区监控应用：

1、背景资料

  现代社会经济不断发展，人们生活水平不断提高，旅游和休闲已经成为人们生活方式的重要组成部分。

景区风景秀丽，景色怡人，给人们提供了休闲、娱乐的好场所。

但景区的安全隐患也给人们带来了一丝忧虑，特别是节假日游人员流量大、车流量多，给景区内的安全防范带来很大难度。

为给每一位旅游者提供一个美好的休闲娱乐环境，赛诺网讯根据多年经验，为景区推出了基于4G技术的远程视频监控系统，该系统对景区现场实施全天候、全方位24小时监控及人员流动的记录，达到加强现场监督和安全管理，提高服务质量的目的。

使旅游区工作管理更加规范化、科学化、准确化、智能化、信息化，为旅游区安全高效的工作做好有力保障。

同时为了更好的宣传景区以及提升景区在公众心中的形象，可以让世界各地的游客通过互联网或手机终端直接观看到景区的优美风光和特色旅游项目，吸引更多游客前来观光旅游。

2、需求分析

  景区交通危险路段监控:

各路段的监控点接入景区监控网，从而对危险路段的行车情况和山体情况进行及时的掌握，及时排除交通事故和山体塌方、滑坡的危险情况。

使监控手段变的多样、灵活，不再局限于保卫室或者监控中心才可监控，监控点的多样更提升了监控效率，再加上能及时提供危险情况进行侦测报警、邮件报警、短信报警等功能，并能24小时全天候监控，使得我们系统成为一个真正意义上的无人值守系统。

  进出口要道及门禁监控:

进出口要道是车辆的必经之道，也是闲杂人员和犯罪分子出入的地方。

他是旅游景点管理的重要部分，其管理的好坏直接关系到游客的心理和安全。

设在此处的监控点能很好的控制整个要道的现场情况，能进行双向语音警告，全自动日夜切换，24小时无人值守，并能对现场情况进行实时录像及报警。

  游人集散地监控:

由于旅游区的游人流动，容易造成景区内发生意外事故，不能随时掌握游人的情况，根据要求，将前端摄像机将采集过来的视频信号连接到中央监控中心的大电视墙上，景区的电子地图也能很准确的指出发生意外的地点，当地的管理员也能很快地，很准确地到达事故现场，中央监控中心进行远程指挥，使得整个现场调度指挥变得灵活，迅速，确保旅游景区游客的安全，减少旅游景区的事故。

3、系统功能

（1）系统具有良好可扩展性，随着监控点的增加，只要增加前端设备即可。

（2）用户可通过监控中心电视墙或者电脑客户端镜头轮跳切换方式，连续24小时实时监控。

（3）系统具有监控、录像、回放、传输和备份功能，设备支持前端SD卡存储。

（4）可采用智能手机、客户端、电视墙多种方式浏览前端各监控点视频图象。

（5）支持前端云台控制。

（6）支持双向语音对讲。

（7）完善的系统日志管理功能

4、设备特点

（1）TVS13003G无线视频服务器支持9V-25V宽动态供电。

（2）采用高效的H264/AVC编码方式，压缩率高，图像质量好，单卡可以支持D1。

（3）采用经过优化设计的信道动态调整技术、网络传输纠错技术，在有限带宽下保证视频数据的流畅传输。

（4）支持多链路捆绑技术，支持2-4路3G无线模块捆绑，可以显著增强无线网络传输带宽，在多路捆绑中，采用了多通道自动平衡协调传输技术，能够最大限度地利用传输带宽。

（5）无线传输延时小，平均延时小于3秒。

 （6）支持双码流编码，无线传输和本地录像采用两个独立码流，最大程度上节约无线网络带宽。

 5、系统结构图

图4.1风景区监控系统

4.2市政紧急事件处理

　　北京市某区已建成市政图像视频监控网，为增强紧急事件处理，采用了移动视频监控系统。

当呼叫中心收到报警后，管理员使用事件发生地点附近的监控设备观察实际情况，通过短信把事件情况与视频播放链接发送到相关负责人的手机上。

大大加快了城市应急事件处理速度。

4.3公共交通信息发布

　　南京市某智能交通网，采用东方网力移动监控视频三大核心技术，对原有主城区各异构交通视频监控网进行接入，转码和分发。

降低视频流对网络带宽的消耗，适应了在Internet网络上进行视频传输的要求。

系统采用B/S架构，并融合了电子地图技术。

在地图上用户可以很直观的查看到监控点的位置。

系统预留手机监控的接口，具有良好的可扩展性。

由于项目在设计之初就考虑到了大量用户并发访问的问题，因此在项目中采用了多台接入服务器、转码服务器、流媒体服务器堆叠的方式进行组网。

提供了负载均衡模块，实时监控各个服务器的运行情况，智能分配视频流分发路径，最大化的利用了硬件资源。

中山市首个公共交通服务平台—中山市交通运输公共服务平台于2月9日正式推出。

该平台涵盖市内所有交通运输行业，兼容网站、微信、手机客户端等多种公共服务软件，可以提供公交站点、换乘信息、长途大巴、实时拥堵数据等28项服务，非常方便快捷。

图4.2山市交通运输公共服务平台

市民可在网上软件商店、市交通运输局公众网站、全市各大汽车客运站、公交候车亭、公共自行车租赁点等下载该软件。

该平台设计了9大功能（主页上以“九宫格”形式显示），提供28项服务，包括公交车、出租车、公共自行车等相关信息，可查询公交线路站点、公交车位置及到站信息、换乘信息、公共自行车租赁点及车辆租用情况等信息，还可通过114电召出租车；此外还提供中山城市路况、省内高速路况等路段实时交通拥堵数据，为市民选择出行路段、提升出行效率；提供市内长途客运班车、广珠城轨、机场大巴、航空、中港客运等城际出行班次票价信息查询；市内汽车维修企业、危运企业、危运车辆等重点信息也可在该平台上查询到；公交线路调整、交通工程基建项目进度等实时信息也会在第一时间发布在该平台上。

　　平台支持手机客户端、网站、微信等多种形式，使用上突出个性化服务及人性化。

公交查询功能方面，市民可以订阅自己关注的公交线路，用户点击公交站点，软件自动计算下一趟车的距离，并提供1至9个站的到站信息语音提醒服务；根据用户所在位置，自动提供附近公共自行车租赁点的实时信息；提供全市13个三级以上汽车客运站的实时班车信息和余票信息；接入省交通集团的实时数据，提供省内所有高速公路的路况信息；独家首推交通运输业务信息，为企业和市民查询企业、从业人员营运车辆资质、打击非法营运、维护自身权益提供有力保障，包括驾校学员培训、驾校、教练员、教练车信息查询、全市6.5万名从业人员信息查询（资质、入行考试成绩）、汽车维修企业信息查询、旅游包车企业、车辆和危险品运输企业、车辆信息查询。

4.4运营商4G增值业务

电信运营商，为推广4G手机的普及，向公众提供移动监控视频增值业务。

用户向运营商提供监控视频源，运营商负责对各类不同的视频源进行接入、分组标记，并为用户提供手机、监控软件客户端以及使用账户。

用户使用手机客户端，输入自己的账号，就能看到自己提供的视频源。

这种运营方式拓展了运营商在4G业务领域的应用，也为最终用户带来了便利。

目前已成功接入食品连锁店、幼儿园、小学、生产企业等多种不同类型的用户。

图4.3移动监控视频图

5总结

　随着智能手机硬件性能的不断提高，4G网络通讯带宽的提升及资费的下降，智能手机在监控领域的应用会更加广阔，高清显示、智能识别等需要强大运算与网络带宽才能实现的功能会逐步在智能手机上得到应用。

智能手机在这几年的发展非常迅速，手机的硬件和软件都得到了很快的发展与完善。

手机的功能也不仅仅是打电话发信息，智能手机是这个时代一个大的进步。

随着手机功能的不断完善，智能手机的应用会朝着更加人性化、智能化的方向发展，在发展的过程中形成应用标准规范，最终会和其它应用服务结合起来，形成立体综合的应用服务体系。

智能手机在监控系统中的应用具有很大的灵活性，可以很方便的使用。

智能手机可以在任何时间任何地点随时上网进行视频监控，这给我们提供了极大的方便。

智能手机作为监控系统的监控平台，可以应用在很多的监控领域，移动视频监控在未来的市场中会有很大的潜力。

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