基于智能手机的网络实时监控系统.pdf

本发明公开了基于智能手机的网络实时监控系统，包括监控手机、云台底座、服务器和客户端机。监控手机包含用户登录模块、图像采集模块、视频编码模块、发送模块、指令处理模块、对讲模块；云台底座包含通讯电路、电机驱动电路、电机驱动电路、电源电路；客户端机包含用户登录模块、视频接收模块、视频解码模块、调焦模块、拍照模块、角度调整模块、对讲模块；服务器包括用户管理模块、数据处理模块、指令处理模块；本发明采用智能手机结合云台底座的方式取代了视频监控系统中的模拟或嵌入式网络摄摄像机前端，具有不需要事先铺设监控线路，设备投入成本低，全角度监控，兼容性好，使用灵活方便、便于移动的优点。

权利要求书1.  基于智能手机的网络实时监控系统，其特征在于：包括监控手机，用于视频图像采集；云台底座，用于固定监控手机；服务器，用于数据交换；客户端机，用于实现对远程设备的控制以及监控视频的显示。2.  根据权利要求1所述的基于智能手机的网络实时监控系统，其特征在于：所述监控手机包括用户登录模块，用于用户认证及监控端程序的初始化；图像采集模块，调用摄像头进行视频采集；视频编码模块，用于编码采集的图像；音频模块，用于采集本地音频信号，以及播放收到的音频；发送模块，用于编码后音、视频数据的发送；指令处理模块，用于接收、处理客户端机、监控手机、云台间的单向指令；对讲模块，用于在监控同时向客户端传递语音信号。3.  根据权利要求1所述的基于智能手机的网络实时监控系统，其特征在于：所述客户端机包括用户登录模块，用于用户认证及客户端程序的初始化；视频接收模块，用于接收视频数据并判断编码类型，同时将数据流发送给视频解码模块；视频解码模块，用于解码视频并显示；调焦模块，用于生成焦距控制指令，以远程对监控画面进行实时焦距调整；拍照模块，用于对当前监控画面进行拍照；角度调整模块，用于生成角度控制指令，以远程控制监控手机以及云台，以调节监控角度；音频模块，用于向监控手机传递音频信号，以及播放收到的音频；对讲模块，用于在监控同时向监控手机传递语音信号。4.  根据权利要求1所述的基于智能手机的网络实时监控系统，其特征在于：所述服务器包括用户管理模块，用于用户的注册、登陆，以及相关信息的管理；数据处理模块，对音视频数据进行接收、处理；指令处理模块，用于对控制指令的处理。5.  根据权利要求1所述的基于智能手机的网络实时监控系统，其特征在于：所述云台底座包括监控手机通讯电路，通过USB线实现监控手机和云台微控制器之间的通讯，而且还能给监控手机不间断充电；电机驱动电路，用于驱动电机旋转以实现监控角度的调整；微控制器电路，处理来自各电路的信号，协调各电路模块工作；电源电路，为云台底座各模块供电。

说明书基于智能手机的网络实时监控系统
技术领域
本发明涉及视频监控领域，具体涉及一种在智能手机、平板等移动终端上实现远程视频监控的系统。
背景技术
现有的网络视频监控系统主要有两种：
第一种是采用模拟摄像机、嵌入式网络摄像机作为视频采集前端，用户可以通过计算机或手机等移动设备进行远程访问。这类系统具有布线复杂、设备投入成本高、移动不便等显著的缺陷。
第二种是利用智能手机等移动设备的摄像头进行实时视频采集，用手机底层硬件编码器进行压缩编码，之后传输到第三方软件平台处理，用户通过访问服务提供商的相关设备获得监控视频。由于智能手机底层硬件具有较大差异，而视频编码对底层硬件依赖性很高，这类视频监控系统的兼容性不佳，且存在很高的延迟性问题。
此外，由于缺乏硬件设备，这类监控系统用户一般无法远程监控的同时实时地调整监控角度，只能事先调整固定，在应对突发事件时不够方便灵活。
发明内容
针对现有视频监控系统存在的技术缺陷，本发明提出了一种基于智能手机的网络实时监控系统，解决了目前智能手机等移动设备作为监控系统时没有受控底座，无法实施充电、控制旋转以全角度监控的问题。以较低成本实现了高实时性、全角度的视频监控。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案为：
基于智能手机的网络实时监控系统，包括
监控手机，用于视频图像采集；
云台底座，用于固定监控手机，并通过USB线与其连接以实现充电及通信。云台具有内部控制电路及电机、旋转轴，能够根据指令调整旋转角度；
服务器，所有数据通过服务器进行交换；
客户端机，用于实现对远程设备的控制以及监控视频的显示；
所述监控手机包括
用户登录模块，用于用户认证及监控端程序的初始化；
图像采集模块，调用摄像头进行视频采集；
视频编码模块，用于编码采集的图像；
音频模块，用于采集本地音频信号，以及播放收到的音频；
发送模块，用于编码后音、视频数据的发送；
指令处理模块，用于接收、处理客户端机、监控手机、云台间的单向指令；
所述客户端机包括
用户登录模块，用于用户认证及客户端程序的初始化；
视频接收模块，用于接收视频数据并判断编码类型，并将数据流发送给视频解码模块；
视频解码模块，用于解码视频并显示；
调焦模块，用于生成焦距控制指令，以远程对监控画面进行实时焦距调整；
拍照模块，用于对当前监控画面进行拍照；
角度调整模块，用于生成角度控制指令，以远程控制监控手机以及云台，以调节监控角度；
音频模块，用于向监控手机传递音频信号，以及播放收到的音频；
所述服务器包括
用户管理模块，用于用户的注册、登陆，以及相关信息的管理；
数据处理模块，对音视频数据进行接收、处理；
指令处理模块，用于对控制指令的处理；
所述云台底座包括
与监控手机通讯电路，通过USB线实现监控手机和云台微控制器之间的通讯，而且还能给监控手机不间断充电；
电机驱动电路，用于驱动电机旋转以实现监控角度的调整；
微控制器电路，处理来自各电路的信号，协调各电路模块工作；
电源电路，为云台底座各模块供电；
本发明提出的基于智能手机的网络实时监控系统,采用智能手机结合云台底座的方式取代了视频监控系统中的模拟或嵌入式网络摄摄像机前端。
与传统的视频监控相比，其不需要事先铺设监控线路，可以利用废旧手机，实现了资源再利用，设备投入成本低；
与目前的智能手机音视频传输系统相比，其具有一个可以远程控制的云台，能够远程改变监控视角，能够为监控手机充电，使系统具有持久的工作能力。
附图说明
图1为本发明的系统框架图；
图2为监控手机端功能模块图；
图3为云台底座功能模块图；
图4为客户端机功能模块图；
图5为服务器功能模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的描述。应当注意，此处所作的具体描述仅作为对本发明的解释说明，并不作为对本发明应用的限制。
如图1所示，本发明包含监控手机11、云台底座12、服务器13、客户端机14四个部分。其中监控手机包含用户登录模块15、图像采集模块16、视频编码模块17、音频模块18、发送模块19、指令处理模块20。系统服务启动之后，首先通过用户登录模块11实现用户登录，同时服务器中的用户管理模块32记录用户当前的IP地址、配置等相关信息，同时用户登录模块也会实现监控手机各模块的初始化，其后图像采集模块16开始通过手机摄像头进行图像采集，采集完成后发送至视频编码模块17进行编码，编码完成的视频数据会被发送到发送模块19，实时发送到服务器13进行处理。
本发明中监控手机11含有音频模块18，其作用是当客户端机14请求音频数据时进行音频采集、编码，并通过发送模块19发送，对来自客户端机14的音频数据进行播放。
本发明中监控手机11含有指令处理模块20，其作用是接收来自客户端机14的调焦、旋转云台底座、配置参数等所有控制信号，对监控手机11的状态进行实时控制。当接收到对云台底座的控制指令时，通过USB线将控制信号传递给云台的通讯电路23。
云台底座12包含微控制器电路21、通讯电路23、电源电路22、电机驱动电路24。其中通讯电路23通过USB线与监控手机11相连，负责不间断地对其充电，同时接收传递来的控制信号，并将信号送达至微控制器21。微控制器电路21接收到控制指令后，即协调各电路模块工作，执行相应的操作。电机驱动电路24在接收来自微控制器21的驱动信号后，驱动电机动作，实现云台底座的360度全向旋转，改变监控视野。
本发明中云台底座12含有电源模块22，其内部含有锂电池，有三个主要功能。功能一是通过外接电源经电源模块22后为锂电池充电，功能二外接电源经电源模块22后为云台各模块、监控手机供电，功能三是内部锂电池经电源模块22为云台各模块、监控手机供电。
服务器13包含用户管理模块32、数据处理模块33、指令处理模块34。当用户管理模块32接收到监控手机11及客户端机14的登录或下线通知时会记录该用户状态的相关信息，并据此启动或关闭监控服务。当监控手机11及客户端机14均处于在线状态，数据处理模块33将接收来自监控手机11的音视频信号，并根据当前用户账户下的IP地址、配置等相关信息向客户端机14进行数据转发。
本发明中服务器包含指令处理模块，其作用是接受来自客户端机14的所有控制信号，并根据当前用户账户下的IP地址、配置等相关信息向监控手机11进行数据转发。
客户端机14包含用户登录模块25、视频接收模块26、视频解码模块27、调焦模块28、拍照模块29、角度调整模块30、音频模块31。当服务启动，通过用户登录模块25实现用户登录，并将用户当前的IP地址、配置等相关信息发送到服务器13，同时实现客户端机的各模块初始化。视频接收模块26接受来自服务器13的视频数据，判断当前视频流的编码格式，送达视频解码模块27，视频解码模块27根据接收模块26的判断结果对数据流进行解码，并显示在界面上。
本发明中客户端机14包含调焦模块28，其作用是用户在客户端机进行监控视频观看时，能够实时对监控画面进行远近的焦距调整，以辨识较远处或是体积较小、不清楚的物体。调焦模块28能根据用户手指或鼠标在界面的滑动，将需要调节的焦距信息发送到监控手机11，监控手机11的指令处理模块20进行解析后，重新配置图像采集模块16，以达到调焦效果。
本发明中客户端机14包含拍照模块29，其作用是当用户触发界面的拍照按钮时，从当前的视频流中提取出一帧完整的图像数据，并可以对其进行浏览、存储、删除等操作。
本发明中客户端机14包含角度调整模块30，其作用是用户在客户端机进行监控视频观看时，能够实时360度调整监控角度，达到全方位监控的效果。当用户手指或鼠标在界面进行相应操作时，角度调整模块30能够据此向监控手机11发送角度控制指令，监控手机11的指令处理模块20接收该指令后，通过USB线向云台的通讯电路23传达命令，通讯电路23将命令转送至微控制器电路21，微控制器21向电机驱动电路24发送动作信号，电机驱动电路24驱动电机旋转一定角度，改变监控视野。
本发明中客户端机14包含音频模块31，其作用是当监控手机11请求音频数据时进行音频采集、编码、发送，对来自监控手机11中音频模块18的音频数据进行播放。