CN101933057A - 用于远程控制和查看的移动系统和方法 - Google Patents

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CN101933057A CN200780051331.6A CN200780051331A CN101933057A CN 101933057 A CN101933057 A CN 101933057A CN 200780051331 A CN200780051331 A CN 200780051331A CN 101933057 A CN101933057 A CN 101933057A
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Abstract

本发明涉及安全性得到提升的、用于对目标进行远程监视和移动远程控制的方法和系统。该移动系统由至少一个用于监视的本地系统(4)、用于在至少一个监视对象(11)和至少一个被监视对象(12)之间进行数据传输的通信设备(8)以及连接系统(1)组成。该连接系统(1)是移动运营商的一个专用计算机(2)和蜂窝网络(3)，其能注册接入点名称和拥有能够保留静态IP地址的动态主机配置协议(DHCP)服务器。披露了一种方法，其中，用于通信的设备被控设备和用于通信的控制设备连接到单个移动运营商的专用计算机和蜂窝网络。

Description

用于远程控制和查看的移动系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及移动数据通信领域。更具体地，本发明描述了一个安全性能得到提升的、用于对实体进行远程监视和移动远程控制的方法和系统。可将其用于安全活动中进行监视和快速反应，例如在银行、办公室、所有种类的交通工具(包括静止的或运动中的)、仓库、安全区域和其它的远程实体出现紧急情况时，也可将其用于安全活动中由个人组织的对例如房屋、车库等的监视。
背景技术
最初用于在安全活动中进行视频监视的系统是固定的和静态的。由于数字技术的快速发展，计算机被引入到这些系统中，使这些系统更容易控制并且具备更强大的功能，然而仅仅局限在一个计算机局域网的框架内。随着全球计算机网络(因特网)的出现，这些系统能够连接到该网络并因此在远程监视和控制中具备移动性。在多个专利中对这些系统进行了描述，例如EP1317144，US7155518，JP2002064810，JP2004289669，TW250746，WO2005064943等。这些是用于对实体进行远程控制的移动系统，由包括至少一个移动运营商网络的连接系统、连接到被链接系统的用于监视的本地计算机系统和在同样连接到被链接系统的用于至少一个监视对象和至少一个被监视对象之间进行数据传输的通信设备组成。本地监视系统包括至少一个具有可以通过计算机进行控制和/或配置的能力的、用于监视实体的摄影机，以及至少一个连接到该摄影机的计算机，并且通信设备包括用于与监视对象通信的控制设备和用于与被监视对象通信的被控设备。将用于通信的控制设备连接到移动运营商的网络。这些用于视频监视的系统总是在公共因特网的至少一个节点中使用，具有至少一个公共IP地址。
所有这样的系统都很容易在技术上实施，但是由于下述原因，将其用于安全系统时会降低可靠性。由于有躲过被授权方的平行监视的可能性，公共IP地址的使用会使被监视对象受到攻击和被未授权的访问。除此之外，如果因特网中在携带来自视频监视的数据的TCP/IP分组的传输中间点上，这些分组被捕获，那么只需要通过改变目的IP地址就可以容易地将来自视频监视的全部信息重定向到一个未授权用户，而不需要为了找出授权用户的用户名和密码而攻击视频监视点。由于用来与监视对象进行通信的控制设备是移动设备，其使用由其所链接的移动运营商分配的专用IP地址。为了访问因特网中的公共IP地址，使用移动运营商的NAT(网络地址转换)和代理服务器。此外，由于每次当移动设备进行连接时获得一个不同的IP地址，不可能使用监视系统的具有所谓白名单的附加能力，白名单是被授权可进行远程监视的IP地址的列表。这些已知系统对于DoS(拒绝服务攻击)是开放的。当用于视频监视的计算机系统遭受到这样的攻击时，由于在攻击持续时间无法通过因特网访问系统，远程监视和远程控制都会被完全阻止。因此用于远程控制和监视的系统可能会在某段特定时间内被故意阻止，这导致系统不可靠。已知用于远程控制的移动系统的另一个缺点是，当通过一个移动运营商和另一个因特网提供商使用因特网时，无法从单个点对整个网络进行集中管理，因此不可能对通信线路的质量-服务质量(QoS分组调度器)应用统一的策略。这对于确保统一的视频流特别重要。该服务的缺乏导致传输质量的显著下降，这导致在通过因特网进行监视的过程中出现运动的中断和损失，这在任何情况下都是不合需要的。
在专利TW250746中描述的用于对目标进行远程控制的方法做出了以下尝试：通过在每个被监视对象处构建虚拟专用网(VPN)链接来提高移动监视的安全性。由于客户依赖于移动运营商，移动运营商必须在被监视实体的位置每次发生变化时更改设置，所以这些方法和系统不够灵活，而且并没有显著减轻上面的问题。此外，在这种情况下也必须将监视点连接到因特网，其中，为了构建VPN有必要对从移动运营商的服务器到与用于视频监视的系统相邻的VPN服务器的整个通信量进行加密。但是在监视点的VPN服务器对包括DoS攻击的因特网攻击仍然是开放的。VPN执行对整个通信量的加密，视频监视的通信量是相当大的，该加密/解密向移动电话要求很大的内存和处理功率，像在实时监视的情况下那样，流视频的情况导致了质量的显著下降-从图像的中断到单帧。由于移动设备使用因特网是通过NAT或移动运营商的代理服务器进行的，所以永远不能使用对VPN最可靠的协议-L2TP(第二层通道协议)，而只剩下使用还不够可靠的PPTP(点对点通道协议)协议的可能。
这些包括使用因特网的系统实际上危及了旨在对安全活动进行视频监视的安全性，结果仅仅在视频监视的安全性无关紧要时才应用这些系统。
发明内容
本发明所解决的问题是提供用于对目标进行远程监视的方法和移动系统，其确保了对实时传输数据的可靠保护，同时还保持了信号的高质量。
用于对目标进行远程控制和查看的移动系统解决了这些问题和其它问题，该系统包括连接系统、至少一个用于监视的本地系统和用于在至少一个监视对象和至少一个被监视对象之间进行数据传输的通信设备。在这里，连接系统来自移动运营商的一个专用计算机和蜂窝系统，有可能用于接入点名称(APN)的注册并且拥有一个能够保留静态IP地址的动态主机配置协议(DHCP)服务器。每一个用于监视的本地计算机系统包括至少一个可以通过计算机进行控制和/或配置的用于监视的摄影机，还有至少一个连接到该摄影机的计算机。通信设备至少是两个带有SIM卡的移动设备，能够以至少84Kbps的速率工作，其中一个移动设备是用于监视对象处通信的控制设备，而另一个移动设备是用于被监视对象处通信的被控设备。将至少一个移动设备连接到至少一个用于在被监视对象处的摄影机的计算机并且至少一个移动设备能够从连接到被监视对象处的摄影机的计算机的移动设备接收数据。
本发明的移动设备极其可靠，原因在于连接系统是一个，并且是移动运营商的专用计算机和蜂窝网络。在这个网络中移动运营商可以应用QoS策略以确保统一的视频流。由于允许对未经授权的用户来说很难击败的保护，仅使用移动运营商而不必连接到因特网显著的提高了数据流的安全性。本发明的系统的这些优势使得其特别适合安全应用。到本地计算机系统的移动运营商网络的用于监视的链接可以是永久性的(每周24小时×7天)，因此监视系统总是可以从监视对象的任何移动点进行访问。因为对数据的计费是基于通信量而不是时间，这没有让使用系统的花费更多，因此不论使用网络所持续的时间如何，监视方只需为经由移动运营商的网络传输的数据量付费。
在依照本发明用于对目标进行远程控制的移动系统的一个实施例中，带有SIM卡的移动设备中的至少一个是移动智能电话。这个系统确保了包括处于运动中的移动远程监视。
在本发明的另一个实施例中，将至少一个监视对象的移动控制设备连接到计算机。这提供了可以在一个远离被监视对象所在地的位置存储音频和/或视频信息的机会。在一个优选的实施例中，计算机是便携式的，这为系统提供了移动性。
在依照本发明的移动系统的另一个实施例中，将至少一个被控移动设备连接到安装在被监视对象处的摄影机的至少两台计算机。这使得建立一个可以移动的公用监视和控制中心成为可能。
在本发明的另一个实施例中，至少一个用于监视的摄像机被安装在交通工具上。因此，用于监视的本地系统和被监视对象都是移动的。通过这种方式，该系统变得特别适合在保护货物、人员和贵重物时进行持续监视。
在本发明的移动系统接下来的实施例中，在通信设备之间建立一个VPN(虚拟专用网)连接。这进一步提高了系统安全性。
优选的是，将麦克风安装在至少一个本地监视系统中。因此，实现视频和音频数据传输是可能的。最优选的是，麦克风内置在摄影机中。
在另一个移动系统的实施例中，监视对象处的至少一个移动设备能够存储数据和/或其能够远程控制至少一个本地监视系统中的数据存储在。这有助于在可能是恐怖袭击目标的被监视对象之外创建数据的可靠备份拷贝。
在另一个本发明的实施例中，摄影机内置在计算机中。
本发明也涉及一个用于对目标进行远程控制的方法。其中将被控通信设备和控制通信设备连接到一个移动电话运营商的专用计算机和蜂窝网络。该方法包括应用软件的安装和配置，用于音频和/或视频监视设备的本地计算机系统控制该应用软件以进行通信。该应用软件提供对至少一个被监视对象的本地和远程的音频和/或视频监视。该方法包括步骤：向移动运营商注册专用网络的接入点名称(APN)以用于无线接入，将用于通信的控制设备连接到移动运营商的网络，以及由移动运营商激活至少两个SIM卡用于数据传输，注册已激活的SIM卡以便由已注册的APN使用，为每个向APN注册的SIM卡定义静态专用IP地址，移动运营商的动态主机配置协议(DHCP)服务器保留所定义的IP地址，把每个SIM卡放置在一个移动设备中，并生成带有连接到已注册APN的设置的简档。此外，该方法也包括连接到至少一个对用于通信的被控制移动设备进行监视的本地系统，还有通过到移动运营商的专用APN网络的无线连接对用于监视的本地系统的系统和应用软件进行设置。在被监视对象处用于通信的被控设备和用于与控制对象通信的控制设备之间，实现了数据传输以及对被监视对象的实时远程监视和控制。当整个通信保持局限在一个移动运营商的专用计算机和蜂窝网络内部时，该方法确保远程监视和远程控制的安全性。每一个注册客户将为其SIM卡获得固定的专用IP地址，并且仅允许在一个用户注册的IP地址之间通信。因此，一个客户不可能进入另一个客户的系统。不可能为了稍后对带有视频信息的分组进行重制而放置中间点以记录该带有视频信息的包。此外，移动运营商强制执行特定策略以对整个通信量进行加密，并且在那种情况下，可以成功地强制执行该通信量的优先策略-QoS分组调度器(scheduler)，并因此避免了视频监视期间运动的中断和/或损失。依照本发明的方法允许构建能够进行移动监视和控制的系统，该系统任何时候都可以访问，而客户仅为通过运营商的网络进行传输的实际数据量付费。该方法允许监视点的位置变化，而不要求在设置上做任何修改。重要的是应该注意到，该方法允许控制监视用于视频监视的系统的全体人员。
在依照本发明方法的一个实施例中，移动运营商向至少一个与其有漫游协定的其它移动运营商注册APN名称。因此对互相之间距离很远的目标进行控制和监视变得实际可行。
在依照本发明的方法的又一个实施例中，在本地监视系统的应用软件中创建包括所有专用IP地址的“白名单”，这些专用IP地址都被授权用于对被监视对象进行的音频和/或视频监视和控制。本实施例通过额外的访问控制显著地提高了安全性。
优选地，总是将用于监视的本地计算机系统连接到移动运营商的网络，因此允许无中断的本地和远程的音频和/或视频监视。
在该方法的另一个实施例中，本地计算机系统向至少一个监视对象的控制设备通知在应用程序中预定义的事件。
附图说明
图1示出了依照本发明的移动系统的框图；
图2是该移动系统的图，其中，位于监视对象处的移动设备是移动智能电话；
图3是该移动系统的图，其中，将位于监视对象处的移动设备连接到能够存储数据的计算机；
图4是该移动系统的图，其中，将一个以上用于监视的本地系统连接到一个移动设备；
图5示出了该移动系统的图，其中，将本地系统安装在交通工具中；
图6a-b示出了依照本发明的本地监视系统的图；
图7示出了移动系统的图，该移动系统使用一个以上的移动运营商；
图8示出了VPN连接的不同实施例；
图9示出了依照本发明对目标进行远程控制的方法的步骤的算法。
具体实施方式
图1以框图示出了本发明的移动系统。该移动系统包括在这种情况下代表移动运营商的网络的连接系统1，该网络包括专用计算机网络2和蜂窝网3。在这种情况下，将用于监视的本地系统4链接到连接系统1。用于监视的本地系统4由至少一个用于被监视对象的摄影机5组成。摄影机5在所示的实施例中带有自己的控制系统6。除此之外，在这种情况下，也将摄影机5连接到计算机系统7。这提供了对摄像机5的本地和远程控制。计算机系统7的存在不仅允许视频监视还允许对数据存储的控制。也将通信设备8连接到连接系统1。图1中示出了用于通信的两个移动设备8，其中之一是用于通信的被控设备9并且被连接到用于监视的本地系统4的计算机系统7。另一个是用于通信的控制设备10，并且通过其可以执行对被监视对象的移动监视和控制。两个通信设备9和10之间的连接通过连接系统1。通信设备9和10具有针对移动运营商的专用APN中的数据而激活的SIM卡。
图2表示依照本发明的移动系统的示例，其中用于通信的控制设备10是移动智能电话，其位于监视对象11处。本地监视系统4位于被监视对象12处。由于市场上的高速移动设备上都能使用控制设备10，这些设备按照例如以下标准工作：GPRS，EDGE，UMTS和HSDPA。本发明的系统使用西门子MC35i终端、VMCC和VMCM进行测试。移动运营商的专用计算机网络2和本地系统4的计算机系统7未连接到因特网。
图3中示出了一个实施例，其中将用于通信的控制设备10连接到计算机13。在这种情况下，计算机13是便携式的。本实施例允许除了本地系统4的计算机7的磁盘存储器7a以外，还可以将数据存储在计算接13的磁盘存储器13a上，这显著提高了系统的可靠性。这里再次地，移动运营商的专用计算机网络2和用于监视的本地系统4的计算机系统7没有连接到因特网。
图4中示出了本发明的一个扩展实施例，其中示出了一个以上的系统(在此情况下是3个)，用于监视可以从至少一个监视对象11进行监视和控制的多个目标的本地系统4目标。在这种情况下，用于对两个不同目标12进行监视的两个本地系统4在本地网络中通过交换机14连接起来，将交换机14连接到一个用于通信的设备被控设备9。在一个优选实施例中，移动设备9是3G路由器。在这种情况下也没有到因特网的连接。
图5中示出了所描述系统的实施例，在其中将本地监视系统4安装在交通工具15a上。在这种情况下，将交通工具15a示出为陆地交通工具，但是也可以是任何其它类似的如飞机、轮船或潜水艇的交通工具。在该示例中，示出的被监视对象11可以多于一个，在此情况下是2个。该示例示出了也可以将监视对象11安装在交通工具15b上。在这种情况下，也被没有到因特网的连接。
在图6a和6b中示出了本地监视系统4的两个扩展实施例。图6a示出了桌面计算机7的使用，而图6b示出了便携式计算机7的使用。摄影机5可以是固定的，也可以是无线的5a或者是带有控制系统6的或者是IP摄像机5b。当要求时，也可以将麦克风内置地16a和/或外部地16b和/或无线地16c包括任何本地系统4中。在使用直接被交换到路由器9的IP摄像机5b的实施例中，避免了计算机的使用。由于不需要电源，本地监视系统4在交通工具15a中是优选的实施例。
如果需要的话，当要求对处于移动运营商的许可范围之外的给定被监视对象进行跟踪时并且当监视对象也处于该范围之外时，如图7所示，该系统允许使用移动运营商的漫游服务。
当要求提高安全性时，可以构建各种如图8所示的虚拟专用网(VPN)连接。该图示出了通过在计算机网络2a和2b之间的VPN链路连接在一起的两个移动运营商1a和1b。可以在移动运营商的计算机网络2和用于监视的本地系统4的计算机系统7之间建立另一个VPN链路。示出了第三种可能的实施例，其中VPN链路在用于通信的控制移动设备10的计算机13和用于监视的本地系统4的计算机系统7之间。
图9中示出了本发明方法的算法，图2到图5中的系统依照该算法工作。基于该方法，移动运营商建立带有如GPRS、3G等的高速接入的专用无线网络，并注册一个APN名称，例如video.monitoring.bg。运营商激活至少两个SIM卡以使用如GPRS、3G等的高速无线接入。使用该APN注册该SIM卡以进行使用。移动运营商为每个SIM卡定义专用IP地址。例如，第一SIM卡总是获得专用IP地址10.10.10.30，而第二SIM卡将总是获得专用IP地址10.10.10.40。移动运营商针对已对专用IP地址做出的保留配置DHCP(动态主机配置协议)服务器。将SIM卡放置在移动设备(调制解调器，移动电话等)中，通过这种方法必须建立连接以提高安全性。在依照该模型的每一个移动设备中进行必要的专门设置(APN名称等)，以访问移动运营商专用网络所做的注册。为了进行视频监视，将例如VMC调制解调器的被控制移动通信设备9插入本地计算机系统4中。为使移动设备9作为网络设备注册，在计算机4的操作系统中进行必要的设置，例如驱动的安装、按要求创建网络连接等。将第一SIM卡放置在移动设备9中并创建用于使用APN的简档，例如以video.monitoring.bg为名称。建立到移动运营商的连接，并且个人计算机从移动运营商的DHCP服务器获得IP地址，例如10.10.10.30。将标准软件安装在用于视频监视的本地系统上。对应用软件进行设置，例如网络服务器对IP地址10.10.10.30进行响应。将IP地址(如，10.10.10.40)添加到图9中未示出的应用软件的白名单中，即只允许从这个地址对被监视对象11进行视频监视和控制。添加所有专用IP地址是可能的，从这些专用IP地址进行视频监视和控制是允许的。设置用户名和密码以访问网页。将第二SIM卡放置在例如移动智能电话的控制移动设备10中。如果需要，在设备10中创建带有连接移动运营商网络所需设置的新简档以使用名称为video.monitoring.bg的APN。设置当使用网络浏览器时使用该简档。如果想要移动电话10中的视频监视和/或控制，通过显示网页http://10.10.10.30来进行调用浏览器。为打开该网页，必须输入如同在网络服务器中所设置的用户名和密码，然后需要选择进行监视或控制的目标。
移动电话处创建单独的简档允许其拥有者在需要的情况下使用移动运营商的其他服务，然而是通过使用另一个连接简档进行的。
测试该方法，且该测试是利用GeoVision Inc的系统进行的。使用这种方法工作，适于对市场上可买到的所有高速移动设备(依照标准GPRS，EDGE，UMTS和HSDPA操作的)进行操作。测试是使用西门子MC35i终端，VMCC和VMCM进行的。
除了上面描述的算法以外，也可以安装另外的应用软件，这在图中未示出，其中可以预定义必须通知监视对象的事件。例如当接通SMS服务器时，在被监视系统中定义紧急情况，针对这些紧急情况系统必须自动使用SMS通知监视对象，并可以启动对本地系统4的视频监视或控制。依照本发明一个实施例，在监视完成后，移动电话10中断通信，而在用于视频监视的本地系统4端，为了可以一直进行监视，一周24小时×7天地保持链路。
本发明仅由示例实施例进行表示，这并不用来限制发明人的思想，而是仅用于演示，并且本发明的保护范围由权利要求限定。

Claims (18)

1.用于对目标进行远程控制和查看的移动系统，包括：
包括至少一个移动运营商的网络的连接系统，
连接到所述连接系统的用于监视的本地计算机系统，
以及在同样连接到所述连接系统的至少一个被监视对象和至少一个监视对象之间进行数据传输的通信设备；
以及，本地监视系统包括至少一个能够通过计算机控制和/或配置的、用于监视的摄影机，和至少一个连接到所述摄影机的计算机，其中，用于通信的控制设备包括在该监视对象处用于通信的控制设备和在被监视对象处用于通信的被控设备，其中，所述用于通信的控制设备连接到所述移动运营商的网络，其特征在于：
-从一个移动运营商(2)的专用计算机和蜂窝网络构成所述连接系统(1)；
-所述移动运营商(2)的系统能够注册接入点名称(APN)；
-所述移动运营商(2)的系统带有一个能够为已注册的SIM卡保留专用IP地址的动态主机配置协议(DHCP)服务器；
-所述专用IP地址是静态的；
-所述用于通信的控制设备(10)是至少一个带有能够以至少84Kbps的速率工作的SIM卡的移动设备；
-至少一个所述用于通信的控制设备(10)能够从被控移动设备(9)接收数据，所述被控移动设备连接到用于监视所述对象(12)的摄影机(5)的计算机(7)；
-所述用于通信的被控设备(9)是至少一个带有能够以至少84Kbps的速率工作的SIM卡的移动设备；
-至少一个所述用于通信的被控设备(9)连接到所述被监视对象(12)处摄影机(5)的至少一个能够进行数据传输的计算机(7)。
2.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：至少一个带有SIM卡的用于通信的控制移动设备(10)是移动智能电话。
3.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：至少一个控制对象(11)用于通信的控制移动设备(10)连接到计算机(13)。
4.根据权利要求3所述的移动系统，其特征在于：所述计算机(13)是便携式的。
5.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：至少一个被控移动设备(9)连接到所述摄影机(5)的至少两个计算机(7)。
6.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：所述摄影机(5b)是IP摄像机。
7.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：所述被控移动设备是3G路由器。
8.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：至少一个所述摄影机(5)安装在交通工具(15a)中。
9.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：在所述通信设备(8)之间构建虚拟专用网络(VPN)。
10.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：所述用于监视的本地系统(4)包括麦克风(16)。
11.根据权利要求10所述的移动系统，其特征在于：所述麦克风(16)内置在所述摄影机(5)中。
12.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：所述控制对象(11)中的至少一个控制移动设备(10)能够在所述计算机中(13)存储数据和/或能够远程控制至少一个本地监视系统(4)的计算机(7)中的数据存储。
13.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于：所述摄影机(5)具有内置计算机(7)。
14.用于远程控制对象的方法，包括：
至少通过一个用于音频和/或视频监视的本地计算机系统在被控通信设备中安装和配置应用软件，所述软件提供对至少一个被监视对象的本地和远程的音频和/或视频监视，将用于通信的控制设备连接到移动运营商网络，在被控对象处用于通信的控制设备和控制对象处用于通信的控制设备之间进行数据传输；以及对被监视对象进行实时远程监视和控制，其特征在于：
-将用于通信的被控设备和用于通信的控制设备连接到一个移动运营商的专用计算机和蜂窝网络；
-在数据传输以及远程监视和控制之前，向所述移动运营商注册专用网络的接入点名称(APN)以用于无线接入；由所述移动运营商激活至少两个SIM卡以用于数据传输，向所述移动运营商注册已激活的SIM卡，以便由已注册的APN使用；由所述移动运营商为每个向APN注册的SIM卡定义静态专用IP地址；由所述移动运营商的动态主机配置协议(DHCP)服务器保留预定义的IP地址；将每个SIM卡放置在一个移动设备中，并创建针对到已向所述移动运营商注册的APN的连接的简档；链接到移动设备的至少一个本地网络以进行通信；设置本地系统的系统和应用软件，来无线连接到所述移动运营商的专用APN网络。
15.根据权利要求14所述的远程控制方法，其特征在于：
所述移动运营商向至少一个与其签署有漫游合同的其它移动运营商注册所述APN名称。
16.根据权利要求14所述的远程控制方法，其特征在于：
在本地监视系统的应用软件中创建包括所有专用IP地址的白名单，从而允许对被监视对象进行音频和/或视频监视和控制。
17.根据权利要求14所述的远程控制方法，其特征在于：用于监视的本地计算机系统持续地连接到移动运营商网络。
18.根据权利要求14所述的远程控制方法，其特征在于：本地计算机系统、控制设备向至少一个监视控制对象通知在应用软件中的预定义的事件。
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