CN102694845A - 三网融合手机防盗监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三网融合手机防盗监控系统,其包括本地监控设备、服务器、传输控制器和手机,其中所述手机包括可视化远程操作界面,所述本地监控设备分布在进行视频监控的现场,所述服务器包括网络监控设备、存储设备和数据库服务器,所述的传输控制器是由处理器构建的硬件平台。该防盗监控系统可方便地利用现有电信网络实现对居所的远程监控,并且完成远程报警或警告,其具有极强的可重构性和通用性,从而大大降低了重复开发的成本和人力资源的浪费。

Description

三网融合手机防盗监控系统
技术领域
本发明涉及一种远程防盗监控系统。
背景技术
现在,随着手机的不断普及,手机已经成为人们必不可少的生活必需品之一,基本上可以达到人手一机。但目前的手机大部分仅用于打电话,还有部分可以通过电信网连接至因特网。
随着生活节奏的增快,现在人们在家里停留的时间不断减少,人们在远离房屋,例如上班,尤其出差或旅游的时候,希望能远程实时观察了解家中的安全情况;同时在家中出现警情时,希望可以远程遥控报警或警告非法人员。但是,目前可以实现这一功能的设备或装置都造价不菲,远远不能满足普通大众的广泛需求。
视频监控技术的发展经历了三个阶段,第一阶段为模拟监控系统,其主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统;第二阶段为数字化监控系统,其利用计算机进行视频采集和处理,借助计算机的高速运算能力和视频处理技术,得到高分辨率的显示器实现图像的多画面显示。
而目前已经开始广泛使用的第三阶段则是全数字化的网络时代的远程监控系统,在日益成熟的数字视频压缩编码技术、计算机多媒体性能和逐步增大的网络带宽的综合下。远程手机防盗监控系统以网络为依托,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,以智能实用的图像分析为特色,不仅符合社会信息化的发展趋势,而且代表了视频监控行业的发展方向。在中国发明专利申请CN200810071517.4中公开了一种多路远程视频统一监控装置,包括多个用于采集并发送视频数据的远程监控设备以及经网络与各远程监控设备相连接的本地监控中心。本地监控中心设有用户界面模块、访问权限管理模块、用以并发管理多个远程监控设备的多个视频流对象以及用以管理视频流对象的连接管理线程。该装置有利于实现对多个视频监控设备的并发管理,从而达到同时监控多个场景的目的。
但是,现有的防盗监控系统仍然存在很多不足,例如监控传输的信息质量差、误报率高,往往只能提供文字信息或时断时续的声音、模糊的图片;没有充分利用现有的无线、有线网络和红外线等网络传输方式;不能支持手机等移动通信终端作为手机端。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明公开了一种三网融合手机防盗监控系统,其包括本地监控设备、服务器、传输控制器和手机。
手机包括可视化远程操作界面,其中包括输入输出界面和存储设备,通过所述输入输出界面向所述服务器发出云台控制命令,所述服务器将所述云台控制命令翻译后转发给所述本地监控设备,从而实现对摄像机的控制,同时人们可以掌握被监控位置的状态,并远程操作被监控警报装置。
所述本地监控设备分布在进行视频监控的现场,包括摄像机、视频采集卡、控制云台和传感器,所述本地监控设备与所述服务器实现连接;
所述服务器包括网络监控设备、存储设备和数据库服务器,用于对所述本地监控设备传来的数据进行验证、分发、处理和保存;
所述的传输控制器是由处理器构建的硬件平台,处理器选用ARM、DSP、POWER手机或SPARC。
所述的传输控制器作为被监控设备与手机之间进行数据传输的中间件,实现双向数据通信,具有数据接口:1)一路以太网口;2)两路RS232接口;3)两路RS422接口;4)两路RS485接口;5)两路LVDS;6)两路CAN;7)数字量的输入接口和输出接口各32路;8)16路模拟量的输入接口以及8路模拟量的输出接口。各个接口参数可实时远程重配置。RS232、RS422、RS485、LVDS、CAN、数字量接口以及模拟量接口实行多任务和模块化处理,可以同时并发工作,互不影响。
所述本地监控设备与所述服务器之间通过传输层的UDPSocket实现实时传输。
所述服务器将接收到的媒体数据流进行压缩处理,同时不停地向所述手机端连续、实时地传输,在数据传输中采用基于RTP/RTCP自适应流量控制技术。
手机与传输控制器通过以太网相联通信;被监控设备与传输控制器的相应接口相联进行通信,手机通过传输控制器控制或获取被监控位置的状态。
被监控位置根据具体需求选择使用传输控制器的某个数据接口;手机根据具体需求,通过以太网发送配置参数给传输控制器的相应数据接口;传输控制器接收到配置参数,对其相应的数据接口进行参数配置,达到适合使用需求的目的。因此三网融合手机防盗监控系统具有很强的可重构性和通用性。传输控制器采集监控器的数据,通过以太网上传给手机,可以用于分析处理监控图像,在图像发生改变时发出警报;手机发送远程控制指令给传输控制器,传输控制器将接收到的远程控制指令通过相应接口发送给被监控位置,完成对被监控位置的控制管理。
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信采用两种通信方式,即上行通信和下行通信。
下行通信过程中,每个数据接口发送模块都有一个相应的消息队列和内存块,以太网发送模块接收手机发来的数据包,数据包协议解析模块按照所述的通信协议解析数据包,将解析出来的数据放入各个接口相应发送模块的消息队列和内存块中,接口发送任务从其相应的内存块中取出数据,给相应接口配置参数,或是发送数据给相应接口的被监控位置,实现对被监控位置的控制管理,包括供电、开关等操作。
上行通信过程中,数据接口采集任务采集被监控位置数据,并将数据放入接口相应接收模块的消息队列和内存块中;接口接收数据打包模块或采集数据打包模块从其相应的内存块中取出数据并按照所述的通信协议打包,放入以太网接收模块的消息队列和内存块中;以太网接收任务从其内存块中取出数据,发送给手机;手机接收到数据包后,解析数据包,解析出来的数据用于工程人员分析使用,实现对设备的监控。
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信协议采用的数据打包格式为:定义发送函数结构体,结构体内包含三个参数,它们分别为起始码、长度码和数据段。其中起始码即数据协议头类型,长度码即有效数据长度,数据段即有效数据。
所述的传输控制器中的数据接口的通信采用多任务管理方法。传输控制器是被监控位置与手机之间进行传输的中间件,实现双向数据通信。传输控制器借助于嵌入式操作系统uC/OSII提供的多任务管理方式,根据起始码标识和通讯方式来管理各个接口的被监控位置。由于各个接口的起始码标识的唯一性,所以可通过唯一的起始码标识对各个接口的被监控位置进行准确操作与控制,包括供电、开关等操作,采集、存贮和传输各被监控位置的科学数据或遥测参数如温度、装置状态等,各接口被监控位置共享同一个传输控制器和上行通信至手机的以太网总线,形成了完整的网络化管理体系。
在本发明的三网融合手机防盗监控系统的通信过程中,各个接口的数据有可能没有稳定的通信周期,可能会出现突发大量数据传输的情况,使用普通的全局变量或者互斥信号量控制方法很容易造成数据的丢失。在这种情况下,所述的三网融合手机防盗监控系统借助于uC/OSII提供的任务通信和同步机制完成可靠通信。使用的任务同步机制为信号量和消息队列,使用的任务通信机制为内存块管理。本发明使用具有同步功能的消息队列和缓冲功能的内存块来管理各个接口的上行通信数据和下行通信数据。使用消息队列和内存块使得三网融合手机防盗监控系统的各个接口通信任务可以互不干扰地有效执行,减少数据丢失的可能性,确保了系统通信的正确性。
本发明可方便地利用现有电信网络实现对居所的远程监控,并且完成远程报警或警告。所述的传输控制器的各个接口参数可实时远程重配置,使得三网融合手机防盗监控系统具有极强的可重构性和通用性,从而大大降低了重复开发的成本和人力资源的浪费,使得普通家庭可以应用该系统,具有较高的经济效益、社会效益和广泛的应用前景。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更清楚地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明的三网融合手机防盗监控系统进一步详细说明。
本发明的三网融合手机防盗监控系统采用处理器构建的硬件平台,三网融合手机防盗监控系统的传输控制器的数据接口众多,传输任务也比较复杂,为了方便地完成各接口的任务管理,在三网融合手机防盗监控系统的传输控制器上移植了嵌入式实时操作系统uC/OSII。利用其内核提供的任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信和中断服务等功能,保证本发明的多任务及信息处理得以正常运行,完成对多个被监控位置的远程控制管理。系统性能可靠,操作方便,具有很强的可重构性。
本发明的三网融合手机防盗监控系统包括本地监控设备、服务器、传输控制器和手机。
手机提供可视化远程操作界面,其中包括输入输出界面和存储设备,通过所述输入输出界面向所述服务器发出云台控制命令,所述服务器将所述云台控制命令翻译后转发给所述本地监控设备,从而实现对摄像机的控制,同时人们可以掌握被监控位置的状态,并远程操作被监控警报装置。采用手机作为监控端使得本发明的防盗监控系统具有监控方便、移动性好、信息量大、实时性强等优点。根据各监控现场反馈的信息,人们针对一些突发事件,可以迅速做出正确的判断,发出报警、警告和处理方案。
本地监控设备包括摄像机、视频采集卡、控制云台、PC机和各种类型传感器等。这些本地监控设备分布在进行视频监控的现场处,对各现场进行全天候的监视。它们通过无线、有线网络和红外线等网络传输方式与服务器实现连接。
服务器对本地监控设备传来的数据进行验证、分发、处理和保存,并同时告知与之进行数据交互的手机端。手机端主要负责日常的监控管理。所述服务器包括网络监控设备、存储设备和数据库服务器,用于对所述本地监控设备传来的数据进行验证、分发、处理和保存。
传输控制器是被监控位置与手机之间进行传输的中间件,实现双向数据通信。传输控制器借助于嵌入式操作系统uC/OSII提供的多任务管理方式,根据起始码标识和通讯方式来管理各个接口的被监控位置。由于各个接口的起始码标识的唯一性,所以可通过唯一的起始码标识对各个接口的被监控位置进行准确操作与控制,包括供电、开关等操作,采集、存贮和传输各被监控位置的科学数据或遥测参数如温度、装置状态等,各接口被监控位置共享同一个传输控制器和上行通信至手机的以太网总线,形成了完整的网络化管理体系。
所述的传输控制器是由处理器构建的硬件平台,处理器选用ARM、DSP、POWER手机或SPARC。
所述的传输控制器作为被监控设备与手机之间进行数据传输的中间件,实现双向数据通信,具有数据接口:1)一路以太网口;2)两路RS232接口;3)两路RS422接口;4)两路RS485接口;5)两路LVDS;6)两路CAN;7)数字量的输入接口和输出接口各32路;8)16路模拟量的输入接口以及8路模拟量的输出接口。各个接口参数可实时远程重配置。RS232、RS422、RS485、LVDS、CAN、数字量接口以及模拟量接口实行多任务和模块化处理,可以同时并发工作,互不影响。
所述本地监控设备与所述服务器之间通过传输层的UDP Socket实现实时传输。在本地监控设备中,由摄像头拍摄的视频信号传输到视频采集卡,并在PC机中进行进一步的压缩处理。本地监控设备与服务器之间的通信是基于RTP/RTCP协议构建的,通过传输层的UDP Socket实现实时传输。本地监控设备可以灵活、方便地操作硬件并获得各种需要的视频数据,然后获得硬件HAL支持,再创建视频端口,这样就可以捕获视频流进行压缩、传输等。本地监控设备通过网络初始化后,实现与服务器的连接,不间断地采集现场的视频信号,通过网络传给服务器。
由于视频图像处理成标准RGB或YUV格式后,其数据量非常大。因此视频传输和存储必须进行压缩。关于视频压缩的算法和标准很多,其中ISO与IEC联合制定的MPEG系列和ITU-T的H.26×系列标准占视频压缩编码技术的主导地位。本手机防盗监控系统采用高效的X264编码标准,在不明显降低编码性能的前提下,努力降低编码的计算复杂度,实现了具有基本功能的H.264基本档次视频编解码。
所述服务器将接收到的媒体数据流进行压缩处理,同时不停地向所述手机端连续、实时地传输,在数据传输中采用基于RTP/RTCP自适应流量控制技术。服务器主要根据监控信息进行相关的数据处理并完成对手机端的数据实时传输和实时监控。服务器包括网络监控设备、存储设备和数据库服务器。其中网络监控设备用于接收各手机端发来的控制命令,根据优先级别翻译转发给各种本地监控设备,完成对各种本地监控设备的控制,同时收集和转发本地监控设备的各种状态信息,并实时通知手机端的用户通过监视器进行查看,同时提供手机端的实时视频查询、历史数据的查询和实时信息分析处理等面向客户的应用性服务。由于服务器需要存储大量的视频信息,所以外挂大容量硬盘作为存储设备,用来存储现场传输来的各摄像机拍摄的视频信号,同时接收各手机端的调看要求,为各手机端的用户提供实时视频信号。另一方面,在服务器中使用了大量的数据库表,包括摄像头信息表、地图和子地图信息表、报警器信息表、报警器预设信息表、视频通道的设置信息表、用户账号与用户权限表、硬盘的信息设置表、硬盘的定时时段设置表、操作日志记录表等。为了方便用户对这些数据库表进行操作和管理,专门设置了数据库服务器。
服务器主要包括如下的功能模块:网络管理模块、协议分发模块、代理模块、管理模块、登录管理模块、终端管理模块、手机端管理模块、文件管理模块、数据库管理模块、日志管理模块及用户界面模块等。在服务器中采用TCP/IP协议,使用户通过网络对各个监控现场进行实时监控。为了实现多点实时监控,本手机防盗监控系统采用了多播技术,只需要在网络上传输一份数据就可以实现多点接收,有效减轻了网络传输的负载,提高网络的利用率。在本发明中,对于点对点的信息及图像的传输采用面向连接的TCP通信协议,而对控制需要多播和站点选择的数据则采用面向无连接的UDP通信协议。
手机与传输控制器通过以太网相联通信;被监控设备与传输控制器的相应接口相联进行通信,手机通过传输控制器控制或获取被监控位置的状态。
被监控位置根据具体需求选择使用传输控制器的某个数据接口;手机根据具体需求,通过以太网发送配置参数给传输控制器的相应数据接口;传输控制器接收到配置参数,对其相应的数据接口进行参数配置,达到适合使用需求的目的。因此三网融合手机防盗监控系统具有很强的可重构性和通用性。传输控制器采集监控器的数据,通过以太网上传给手机,可以用于分析处理监控图像,在图像发生改变时发出警报;手机发送远程控制指令给传输控制器,传输控制器将接收到的远程控制指令通过相应接口发送给被监控位置,完成对被监控位置的控制管理。
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信采用两种通信方式,即上行通信和下行通信。
下行通信过程中,每个数据接口发送模块都有一个相应的消息队列和内存块,以太网发送模块接收手机发来的数据包,数据包协议解析模块按照所述的通信协议解析数据包,将解析出来的数据放入各个接口相应发送模块的消息队列和内存块中,接口发送任务从其相应的内存块中取出数据,给相应接口配置参数,或是发送数据给相应接口的被监控位置,实现对被监控位置的控制管理,包括供电、开关等操作。
上行通信过程中,数据接口采集任务采集被监控位置数据,并将数据放入接口相应接收模块的消息队列和内存块中;接口接收数据打包模块或采集数据打包模块从其相应的内存块中取出数据并按照所述的通信协议打包,放入以太网接收模块的消息队列和内存块中;以太网接收任务从其内存块中取出数据,发送给手机;手机接收到数据包后,解析数据包,解析出来的数据用于工程人员分析使用,实现对设备的监控。
在实现实时视频监控的过程中,确保媒体数据流的高质量传输是实现本防盗监控系统的关键技术之一。为了保证视频多媒体信息具有严格的前后时序关系,本发明采用的技术方案是由服务器将接收到的媒体数据流进行特定的压缩处理,同时不停地向手机端连续、实时地传输,手机端可以一边下载一边查看。为了克服手机缓冲能力有限和处理速度较低等不足,并且减少媒体数据流的抖动,在数据传输中采用基于RTP/RTCP自适应流量控制技术。这种技术是基于发送方的流量控制机制,由接收方统计数据流的信息,再反馈给发送方。发送方综合考虑长期网络背景和当前的网络运行状态,采用变常数增长或变常数减少的方法对发送速度进行自适应调整,避免网络的拥塞,使实时业务的服务质量得到保证,解决了无线网络传输时产生的高误码率和带宽时变等问题,使手机用户通过无线网络接收到比较流畅的媒体数据流。
另外,为了保证用户利用手机能及时、清晰地查看实时音视频信息,并保证播放质量,本发明还采用WinCE技术开发专用的手机播放器。由于其良好的可移植性、资源占用少和较高的安全性等特点,在移动设备开发领域特别是手机应用软件开发方面得到了广泛的应用。利用MIDP2.0提供的对HTTPS、报文、Socket通信以及串口通信的支持及对支持服务器Push体系架构,用户的手机能够接收到来自服务器的信息,并根据要求启动手机播放器。只要用户在手机中启动该播放器,播放器自动登入服务器,通过验证后,检索到对应的音视频信息进行播放。该播放器除了具有播放音视频的功能外,还具备进行实时录制、发送服务器等一些交互操作功能。
用户通过手机端得到现场信息后,可以启动手机播放器对监控现场的音、视频进行监听,也可以根据服务器发送过来的口令登入到相应的Web站点进行在线观看。这种双模式兼容的工作方式使得本防盗监控系统具有很大的灵活机动性。
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信协议采用的数据打包格式为:定义发送函数结构体,结构体内包含三个参数,它们分别为起始码、长度码和数据段。其中起始码即数据协议头类型,长度码即有效数据长度,数据段即有效数据。
手机中包括远程监控人机交互界面。三网融合手机防盗监控系统的传输控制器作为被监控位置和手机之间进行双向通信的中间件,提供了常用的数据接口,包括:两路RS232接口、两路RS422接口、两路RS485接口、两路LVDS、两路CAN接口、32路数字量的输入接口、32路数字量的输出接口、16路模拟量的输入接口和8路模拟量的输出接口。
手机按照所述的通信协议打包数据,以太网发送模块接收手机发来的数据包,数据包协议解析模块根据所述的通信协议解析数据包,解析出来的数据,如果是串口0的配置参数,就放入串口0配置参数模块申请的消息队列和内存块中;如果是向串口0的被监控位置发送的数据,就放入串口0发送模块申请的消息队列和内存块中;依此类推。各个接口的发送任务从其相对应的内存块中取出数据并发送给其接口的被监控位置,从而实现下行数据的准确分发。
串口0接收模块接收到被监控位置发来的数据,放入串口0接收模块申请的消息队列和内存块中;串口1接收模块接收到被监控位置发来的数据,放入串口1接收模块申请的消息队列和内存块中;CAN0接收模块接收到被监控位置发来的数据,放入CAN0接收模块申请的消息队列和内存块;依此类推。各个接口接收数据打包模块或采集数据打包模块从其相对应的内存块中取出数据并按照所述的协议打包数据,放入以太网接收模块所申请的消息队列和内存块中,等待以太网接收任务发送给手机。
定义发送函数结构体,包含起始码,占2个字节;长度码,占4个字节;数据段。具体通信协议采用的数据打包格式为:
(1)传输控制器的串口0配置参数数据包,起始码为0xa0a0;手机向串口0的被监控位置发送数据,数据打包的起始码为0xa1a0。
(2)传输控制器的串口1配置参数数据包,起始码为0xa0b0;手机向串口1的被监控位置发送数据,数据打包的起始码为0xa1b0。
(3)传输控制器的CAN0配置参数数据包,起始码为0xb0a0;手机向CAN0的被监控位置发送数据,数据打包的起始码为0xb1a0。
(4)传输控制器的CAN1配置参数数据包,起始码为0xb0b0;手机向CAN1的被监控位置发送数据,数据打包的起始码为0xb1b0。
(5)手机发送信号量给传输控制器,通知传输控制器采集数字量,信号量数据包的起始码为0xc0a0。
(6)手机向传输控制器的数字量接口的被监控位置发送数据,数据打包的起始码为0xc0b0。
(7)手机发送采集模拟量的信号量给传输控制器,信号量数据包的起始码为0xd0a0,表示通知传输控制器要采集第一路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd1a0,表示通知传输控制器要采集第二路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd2a0,表示通知传输控制器要采集第三路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd3a0,表示通知传输控制器要采集第四路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd4a0,表示通知传输控制器要采集第五路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd5a0,表示通知传输控制器要采集第六路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd6a0,表示通知传输控制器要采集第七路模拟量;信号量数据包的起始码为0xd7a0,表示通知传输控制器要采集第八路模拟量。
(8)手机向传输控制器的8路模拟量接口的被监控位置发送数据,先将数据打包,数据包的起始码为0xd0b0,表示向传输控制器的第一路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd1b0,表示向传输控制器的第二路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd2b0,表示向传输控制器的第三路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd3b0,表示向传输控制器的第四路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd4b0,表示向传输控制器的第五路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd5b0,表示向传输控制器的第六路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd6b0,表示向传输控制器的第七路模拟量接口发送数据;数据包起始码为0xd7b0,表示向传输控制器的第八路模拟量接口发送数据。
(9)传输控制器的串口0接收到被监控位置数据,将此数据打包并发送给手机,数据包的起始码为0xa1a0。
(10)传输控制器的串口1接收到被监控位置数据,将此数据打包并发送给手机,数据包的起始码为0xa1b0。
(11)传输控制器的CAN0接收到被监控位置数据,将此数据打包并发送给手机,数据包的起始码为0xb1a0。
(12)传输控制器的CAN1接收到被监控位置数据,将此数据打包并发送给手机,数据包的起始码为0xb1b0。
(13)数字量接口采集到被监控位置数据,将此数据打包并发送给手机,数据包的起始码为0xc0b0。
(14)传输控制器采集模拟量接口的被监控位置的数据,将此数据打包并发送给手机。数据包起始码为0xd0b0,表示采集的是传输控制器的第一路模拟量;数据包起始码为0xd1b0,表示采集的是传输控制器的第二路模拟量;数据包起始码为0xd2b0,表示采集的是传输控制器的第三路模拟量;数据包起始码为0xd3b0,表示采集的是传输控制器的第四路模拟量;数据包起始码为0xd4b0,表示采集的是传输控制器的第五路模拟量;数据包起始码为0xd5b0,表示采集的是传输控制器的第六路模拟量;数据包起始码为0xd6b0,表示采集的是传输控制器的第七路模拟量;数据包起始码为0xd7b0,表示采集的是传输控制器的第八路模拟量。
一个具体实施例如下:
传输控制器同时监控5个房间或门口位置,被监控位置分别称为设备1、设备2、设备3、设备4、设备5。设备1使用传输控制器的RS422接口采集数据,通信波特率为115200bps;设备2使用传输控制器的CAN0口发送数据,通信波特率为500Kbps;设备3使用传输控制器的第2路、第3路、第4路数字量接口;设备4使用传输控制器的第6路数字量,实现警报的开、关;设备5使用传输控制器的模拟量接口。
各路设备根据需要分别接到传输控制器的相应接口上,同时将传输控制器的串行接口通过跳线器选择为RS422接口。传输控制器与手机通过电信网连接。手机端打开交互界面,建立手机和三网融合手机防盗监控系统的网络连接。然后打开串行接口(RS232、RS422、RS485、LVDS)、CAN、数字量接口、模拟量接口等接口的界面。
设备1挂载在传输控制器的串口0上。首先初始化串口0,选中“使能串口0”,选择波特率115200bps,数据位为1,停止位为0,无校验位,选择好参数后,点击按钮“发送”,将配置参数通过以太网发送给传输控制器。传输控制器接收到数据包,按照所述的通信协议解析数据包,发现是串口0的配置参数,串口0配置参数模块将对串口0进行参数配置。配置成功后,传输控制器的串口0接收任务采集设备1的数据,并将采集到的数据放入串口0接收模块的消息队列和内存块中,传输控制器的串口0接收数据打包模块从串口0接收模块的内存块中取出数据并按照所述的通信协议打包数据,送到以太网接收模块的内存块中,以太网接收任务从其内存块中取出数据并发送给手机。手机接收到数据包后,按照所述的协议解析数据包,发现是串口0的采集数据,将数据与采集时间一起显示在“串口0接收数据窗口”中,同时自动保存至用户最近指定的文件夹下。
设备2挂载在传输控制器的CAN0口。首先对传输控制器的CAN0口进行参数配置,选择第0路CAN,波特率选择500Kbps,验收滤波模式选择为“旁路模式”,点击按钮“发送”,将配置参数发送给传输控制器。传输控制器接收到数据包后,按照所述的通信协议解析数据包,发现是CAN0的配置参数,对CAN0进行参数配置。CAN0参数配置成功后,在手机端CAN的发送窗口中选择发送格式为“正常发送”,帧类型为“标准帧”,帧格式为“数据帧”,帧ID为00000000,向设备2发送的数据为“0102030405060708”,手机按照所述的通信协议对CAN0的发送数据进行打包,通过以太网发送给传输控制器,传输控制器接收到数据包后,按照所述的通信协议解析数据包,发现是CAN0口的数据,放入CAN0口发送模块的消息队列和内存块中,CAN0口发送任务从内存块中取出数据并发送给设备2。
设备3接到传输控制器的第2、第3、第4路数字量接口上。设备3的控制方式为高电平有效,在“单路发送”一栏中,单击第2路数字量,将其置为高电平,手机按照所述的通信协议打包数字量接口数据,通过以太网发送至传输控制器,传输控制器接收到数据包后,解析数据包,并将解析出来的数据发送给数字量接口发送模块的消息队列和内存块中。数字量接口发送任务从其内存块中取出数据并发送至第2路数字量接口的设备3,实现对设备3的供电操作。开灯、降温等操作的原理和供电操作的原理一样。单击手机端三网融合手机防盗监控系统数字量状态窗口中的第3路、第4路按钮,实现对设备3的开灯、降温等操作。供电、开灯、降温等操作也可同时进行,在手机端三网融合手机防盗监控系统数字量状态窗口的“32路发送(16进制)”一栏中,输入32路数字量,将第2路、第3路、第4路数字量置为对设备3进行供电、开灯、降温等操作的相应的数字量,其他各路保持不变,点击按钮“发送”,将32路数字量发送至设备3,实现对设备3的操作。
设备4接到传输控制器的第6路数字量接口上。将第6路数字量置为设备4开关的打开所需的数字量高电平,并按上述对设备相同的操作原理对设备4进行操作,将第6路数字量发送至传输控制器,传输控制器对数据包进行解析,并将解析出来的数据发送至第6路数字量,实现对设备4的开关的打开的操作。设备4开关的关闭为低电平有效,将第6路数字量置为低电平,并将其发送给传输控制器,传输控制器对数据包进行解析,并将解析出来的数据发送至第6路数字量接口,实现对设备4的开关的关闭操作。
设备5接到传输控制器的第0路模拟量接口上。模拟量发送的8路是独立工作的。采用滑块作为模拟量发送的量化方式,最低点是0V,最高点是5V,触发滑块事件向设备发送数据,发送的数据范围为0~5V,精确至0.001V,发送的数据显示在滑块下方的只读Edit框中。
设备5的电压要改变为3.3V,拖动三网融合手机防盗监控系统的模拟量状态窗口的第0路滑块至3.3V,手机将第0路D/A转换所对应的数字量通过以太网发送至传输控制器,传输控制器按照所述的协议解析数据包,发现是对第0路模拟量的设置数据,即将解析出来的数据发送至模拟量发送模块的消息队列和内存块中。传输控制器的模拟量发送任务取出此设置数据,控制D/A转换器得到3.3V电压,供设备5使用,从而改变了设备5的电压。
以上五个被监控位置的可同时进行,也可分开单独进行,系统实现了多接口的数据通信的多任务管理,从而实现了不同的设备共享同一监控系统。
在本发明的防盗监控系统中,服务器监听网络事件,接收手机端的各项请求。对于手机端的连接请求一般予以接受,并分配相应的空间通道;对于手机端的退出请求一般也予以接受,在此情况下,首先删除rtpl对象,从在线列表中清除此对象,然后释放分配的通道;对于手机端的登录请求,首先判断其为合法用户还是非法用户,如果是非法用户则返回登录不成功信息,如果是合法用户则将其加入到在线列表中,然后创建Rtp会话rtpl,查询手机端列表,把所有手机端的数据接收地址加入rtpl的目的列表中。
本发明针对视频编码算法中的快速运动估计部分结合了快速运动估计搜索算法。该算法利用空域和时域相邻块的运动矢量预测搜索初始点,根据视频序列运动矢量的方向选择不同的搜索策略,对静止块和准静止块直接中止搜索。在算法中采用了三角形模板和小菱形模板,在保证搜索精度的同时有效地提高了搜索速度。结果表明,对于各种不同运动程度的视频序列,该算法不但可以获得和DIA算法基本相同的图像质量,而且速度是DIA算法的2.80~10.24倍,大大降低了块匹配的计算量,因此该算法适用于实时性要求比较高的远程多路实时防盗监控系统。
另一方面,由于防盗监控系统的工作时间长,数据存储量相当庞大,给存储设备提出了较高的要求。存储监控图像的目的是记录监控场景中的动作,如果长时间记录无运动的图像,不仅仅耗费巨大的存储量,而且存储的信息量也极少,这就失去了存储的意义。为此,需要有一个运动检测算法判断监控图像的全部或部分有无运动的发生,进而控制存储设备的动作,有效地节省存储数据,减少不必要的回放。由此可见,图像序列的运动检测算法在本防盗监控系统中具有较强的实用价值。本发明采用检测视频序列图像中运动物体的三帧差分算法。该算法的核心在于对连续的三帧视频图像中第一二帧和第二三帧的图像分别做差分运算,根据未变化区域与运动变化区域服从不同的统计规律设置变化检测门限,对差分图像做运动变化检测和连通域的识别。然后将检测到的运动变化图像做去噪和空域识别后,做相与运算,最后再基于物体自身的灰度信息,恢复真正的运动图像。该三帧差分算法克服了传统的两帧差分法对运动物体界定过大、模糊的缺陷,能够快速对运动物体进行定位。在恢复运动物体时,采用的是基于物体本身的灰度信息,灰度门限也是随着当前帧运动物体本身与背景自适应变化的,因此检测结果比较准确。
本发明的传输控制器具有丰富的数据接口,各个被监控位置根据具体需要挂接在特定的数据接口上,从而使得不同的设备共享同一监控系统。同时可方便地利用现有网络环境实现远程传输,在人们远离房屋的地点时,可以使得他们方便地观察了解房屋内安全情况。所述的传输控制器的各个接口参数可实时远程重配置,使得三网融合手机防盗监控系统具有极强的可重构性和通用性,从而大大降低了重复开发的成本和人力资源的浪费。普通家庭可以广泛应用该系统,具有较高的经济效益、社会效益和广泛的应用前景。
以上具体实施方式仅用于描述本发明的三网融合手机防盗监控系统的技术方案,但其不用于限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的范围内,可以得到各种变型和组合,因此本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (1)

1.一种三网融合手机防盗监控系统,包括本地监控设备、服务器、传输控制器和手机,其特征在于,
所述手机包括可视化远程操作界面,其中包括输入输出界面和存储设备,通过所述输入输出界面向所述服务器发出云台控制命令,所述服务器将所述云台控制命令翻译后转发给所述本地监控设备;
所述本地监控设备分布在进行视频监控的现场,包括摄像机、视频采集卡、控制云台和传感器,所述本地监控设备与所述服务器实现连接;
所述服务器包括网络监控设备、存储设备和数据库服务器,用于对所述本地监控设备传来的数据进行验证、分发、处理和保存;
所述的传输控制器作为被监控设备与手机之间进行数据传输的中间件,实现双向数据通信,具有数据接口:1)一路以太网口;2)两路RS232接口;3)两路RS422接口;4)两路RS485接口;5)两路LVDS;6)两路CAN;7)数字量的输入接口和输出接口各32路;8)16路模拟量的输入接口以及8路模拟量的输出接口;
所述本地监控设备与所述服务器之间通过传输层的UDP  Socket实现实时传输;
所述服务器将接收到的媒体数据流进行压缩处理,同时不停地向所述手机连续、实时地传输,在数据传输中采用基于RTP/RTCP自适应流量控制技术;
手机与传输控制器通过以太网相联通信;被监控设备与传输控制器的相应接口相联进行通信,手机通过传输控制器控制或获取被监控位置的状态;
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信采用两种通信方式,即上行通信和下行通信;
下行通信过程中,每个数据接口发送模块都有一个相应的消息队列和内存块,以太网发送模块接收手机发来的数据包,数据包协议解析模块按照所述的通信协议解析数据包,将解析出来的数据放入各个接口相应发送模块的消息队列和内存块中,接口发送任务从其相应的内存块中取出数据,给相应接口配置参数,或是发送数据给相应接口的被监控位置,实现对被监控位置的控制管理,包括供电、开关等操作;
上行通信过程中,数据接口采集任务采集被监控位置数据,并将数据放入接口相应接收模块的消息队列和内存块中;接口接收数据打包模块或采集数据打包模块从其相应的内存块中取出数据并按照所述的通信协议打包,放入以太网接收模块的消息队列和内存块中;以太网接收任务从其内存块中取出数据,发送给手机;手机接收到数据包后,解析数据包,解析出来的数据用于分析使用;
所述的手机与传输控制器以及被监控位置与传输控制器的相应接口间的通信协议采用的数据打包格式为:定义发送函数结构体,结构体内包含三个参数,它们分别为起始码、长度码和数据段。
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