基于J2ME平台的手机远程监控系统

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2024年5月7日发(作者：)

第１Ｏ卷第８期　

２０１１年８　Ｉ＝ｊ　

Ｖｏｌ　ｌ０Ｎｏ．８　

Ａｕｇ　２０１　１　

基于Ｊ２Ｍ　Ｅ平台的手机远程监控系统　

李正茂，魏彦飞，李　振　

指导教师：滕继波，王文永　

（东北师范大学软件学院，吉林长春１３０１１７）　

摘　要：本系统利用互联网和移动通信网将服务器端和手机端有机地结合起来。采用Ａｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ框架技术实现多　

路监控功能，采用基于运动估计的运动物体监测算法进行运动物体识　—ｌ，采用Ｈ．２６４编码算法进行视频压缩，采用　

Ｂａｓｅ６４编码解码算法和　ＦＣＰ、ＵＤＰ协议进行图像处理与传输。本系统可以用于家庭远程监控、医院看护病人、店铺　

仓库实时监测、幼儿园小孩的探视等　

关键词：手机；远程监控；ｔ１．２６４视频压缩；运动物体检测；　ｒｃｐ／ｕＤＰ协议；Ａｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ框架　

中图分类号：ＴＰ３　１　１．５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－７８００（２０１１）０８—０１０８—０３　

庭远程视频监控、医院病人看护、仓库店铺实时监测、幼儿　

手机远程监控系统概述　

１．１　系统的功能概述　

园孩子监护、森林火灾预防等场所有广阔的应用前景。用　

户不需要购买昂贵的监控设备，只需实用普通的智能手机　

就可实现对自己关注的区域进行远程监控，特别适合中低　

收入的人群。同时对用户的是技术水平要求低，不需要用　

户花太多的时间去学习来掌握。　

Ｌ　２．２　实用功能层面　

本系统主要实现了手机远程多路视频监控的功能，利　

用互联网中的ＴＣＰ和ＩＪＤＰ协议相结合实现服务端与手　

机端的信息交互，对传输过程中的信息数据进行编码和解　

码，提高了系统的效率和安全性。用户可以利用手机随时　

随地浏览目标区域的状况。当目标区域出现异常情况时，　

充分考虑专业监控设备的价格高昂与一般的定点监　

控的不便捷性，本系统在硬件要求较低的同时实现了一些　

实际常用的核心业务模块，如运动物体检测与预警、视频　

录制与压缩、多路摄像、图片压缩与远程传输、手机远程控　

制等功能，提高了系统的实用性。　

１．２．３安全层面　

系统将发出语音警告，并且自动录制一段视频保留现场证　

据，并将向用户发送一条短信。不仅方便用户浏览监测地　

点的状况，而且为用户的物品提供了安全保障。本系统侧　

重实现以下功能：　

（１）运动物体检测与预警效果。能对划定【ｊ（域内的运　

动物体进行检测识别，当检测出Ｈ标区域出现与动物体　

后，系统将发出语音警告（并以短信的形式告知用户），同　

考虑到系统的安全要求，我们在手机客户端对用户进　

行登录验证，手机端进行远程控制时对发送的命令进行编　

码和加密然后进行发送，服务器端对收到的数据进行解　

密，然后再根据不同的命令进行相应的处理。　

１．３相关技术工具介绍　

１．３．１　ＡＦｏｒｇｅ．ｎｅｔ框架　

时自动进行录像，保留现场信息。　

（２）视频录制与压缩。采用Ｈ．２６４视频压缩算法，达　

到很高的压缩比，一天２４小时连续录制，仅需２Ｇ多空间。　

（３）图片压缩与远程传输。用户可以在手机端流畅地　

对监控区域情况进行浏览查看，还可以切换不同的监控区　

ＡＦｏｒｇｅ．ＮＥＴ是一个专门为开发者和研究者基于Ｃ　

＃框架设计的，他包括计算机视觉与人工智能，图像处理，　

神经网络，遗传算法，机器学习，机器人等领域。　

这个框架由一系列的类库和例子组成。其中包括的　

特征有：　

域进行浏览查看。　

（４）手机远程控制　用户可以存手机端控制监控区域　

的情况，可以远程关闭和重启服务器。　

１．２系统的功能特点　

１．２．１　适用用户层面　

ＡＦｏｒｇｅ．Ｉｍａｇｉｎｇ…一些Ｅｔ常的图像处理和过滤器　

ＡＦｏｒｇｅ．Ｖｉｓｉｏｎ一计算机视觉应用类库　

ＡＦ、ｏｒｇｅ．Ｎｅｕｒｏ一神经网络计算库　

本系统以费用低、实用、高效、安全可靠等优点，在家　

作者简介：李正茂（１　９９０－），男，辽宁阜新人，东北师范大学软件学院本科生，研究方向为软件工程；魏彦飞（１９８８一），男，河南平顶山　

人，东北师范大学软件学院本科生，研究方向为软件工程；李４ｇ（１９８９一），男，山东兖卅人，东北师范大学软件学院本科生，　

研究方向为软件工程。　

第８期　李正茂，魏彦飞，李　振：基于Ｊ２ＭＥ平台的手机远程监控系统　・１０９・　

ＡＦｏｒｇｅ．Ｇｅｎｅｔｉｃ一进化算法编程库　

ＡＦｏｒｇｅ．ＭａｃｈｉｎｅＬｅａｒｎｉｎｇ一机器学习类库　

目前运动检测技术主要有：光流法、帧差法和背景差法等，　

其中光流法由于计算相对复杂，抗噪声性能差等原因，一　

ＡＦｏｒｇｅ．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ一提供一些机器学习的工具类库　

ＡＦｏｒｇｅ．Ｖｉｄｅｏ　一系列的视频处理类库（很方便）　

１．３．２　Ｈ．２６４视频压缩算法　

般只有在特殊情况硬件支持的条件下才被使用；帧差法和　

背景差法运算简单，有很好的实时性，但是不能获得运动　

信息。基于以上算法所存在的不足，我们决定采用一种基　

团直

Ｈ．２６４是一种高性能的视频编解码技术。目前国际　

上制定视频编解码技术的组织有两个：一个是“国际电联　

（ＩＴＵ—Ｔ）”，它制定的标准有Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、Ｈ．２６３＋　

等，另一个是“国际标准化组织（ＩＳ（））”它制定的标准有　

ＭＰＥＧ一１、ＭＰＥＧ－－２、ＭＰＥＧ一４等。　

Ｈ．２６４最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在　

同等图像质量的条件下，Ｈ．２６４的压缩比是ＭＰＥＧ　２的　

２倍以上，是ＭＰＥＧ－－４的１．５～２倍。举个例子，原始文　

件的大小如果为８８ＧＢ，采用ＭＰＥＧ一２压缩标准压缩后　

变成３．５ＧＢ，压缩比为２５：１，而采用Ｈ．２６４压缩标准压　

缩后变为８７９ＭＢ，从８８ＧＢ到８７９ＭＢ，Ｈ．２６４的压缩比达　

到惊人的１０２：１。２．３．３　Ｊ２ＭＥ　

Ｓｕｎ公司将Ｊ２ＭＥ定义为“一种以广泛的消费性产品　

为目标的、高度优化的Ｊａｖａ运行时环境，包括寻呼机、移　

动电话、可视电话、数字机顶盒和汽车导航系统。”　

Ｊ２ＭＥ主要适用于小型嵌入式设备，这些设备与ＰＣ　

或是服务器设备相比没有统一的硬件标准、外观与操作方　

式，其功能也是千差万别的。但是Ｊ２ＭＥ在适用于这些设　

备的同时也保留了Ｊａｖａ的传统特性，即任何时候和任何　

地点的代码具有可移植性、部署灵活性、安全的网络传输　

性，以及代码的稳定性。　

１．４系统总体架构　

１．４．１　总体层次图　

本系统主要实现了图片传输、多路摄像、运动物体监　

测、手机远程控制４个主要方面的功能。图像传输方面，　

结合Ｓｏｃｋｅｔ与ＵＤＰ协议的优点，命令控制采用安全性较　

好的Ｓｏｃｋｅｔ协议，大量图片传输采用传输效率较高的　

ＵＤＰ协议。多路摄像功能，我们实现了图像浏览的查看、　

暂停、继续、切换摄像头四项功能，便于用户细致浏览现场　

信息或者切换的不同的摄像头查看监控地点。　

基于Ｊ２ＭＥ平台的手机远程监控系统　

图片传输　ｌ运动物体监洲ｌ　Ｉ手机远程控制　

豳囱囱囱豳囱　

图１系统层次　

１．４．２　系统框架图　

使用互联网和移动通信网将摄像头、服务器、手机等　

硬件有机的结合在一起，形成完整的监控系统，系统多路　

摄像端加入了驱动判断程序，可以使用不同型号的摄像　

头，随插随用，十分方便。　

２主要功能的设计与实现　

２．１运动物体检测　

运动物体检测是图像处理和分析系统的关键技术。　

于运动估计的运动物体检测方法。　

图２系统框架　

该算法的基本思想是利用在运动估计过程中产生的　

运动矢量和匹配误差值作为判断有无运动物体的依据。　

运动估计是一种帧间编码的方法，它是利用帧问时间的相　

关性，减少时间的冗余，即当ｆｊｉ『帧在过去帧的窗ＬＪ中查找　

匹配部分，从中找到运动矢量，根据运动矢量将过去帧位　

移，求得当前帧的估计，将这个运动估计和当前帧相减，得　

到估计的误差值，根据运动矢量将过去帧作位移，再加上　

误差值就得到当前的帧了。图像中的变化也不都是因为　

出现运动物体造成的，光线的强烈变化等也可能引起画面　

的变化，因此在利用运动矢量判断有兀运动的同时加上匹　

配函数确保检测的准确和稳定性。　

２．２视频录制与压缩　

２．２．１视频录制　

当检测出监控画面中出　运动物体时，系统自动开始　

录像并记录发生的时问，同时启动一个静态计数器，当计　

数器的值达到一定量后，系统停止录像并关闭计数器。　

２．２．２视频压缩　

常用的视频压缩标准有ＭＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ一１、ＭＰＥＧ　

２、ＭＰＥＧ一４、Ｈ＿２６３、Ｈ．２６４等。这里其中ＭＪＰＥＧ的　

压缩率很低，但保存　ｒ较好的　像，不太适合网络传输，但　

适合视频编辑；Ｍｔ　ＥＧ…一４　管在压缩牢方面比ＭＪＰＥＧ　

要好很多，但仍不能达到２５帧／秒的实时效果；ｔ｛．２６４最　

大优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条　

件下Ｈ．２６４的压缩比是ＭＰＥＧ一２的２倍以上，是ＭＰＥＧ　

４的１．５…２倍，最大的原因是其具有的低码率。Ｈ．２６４　

压缩技术可以节省大量的硬盛空川和传输流量，它具有在　

高　缩比的情况下同时还拥有高质量流畅的图像。　

我们考虑到节省用户硬盈　问的需要，选择ｒ压缩比　

较高的ｔｔ．２６４压缩标准，它的压缩比口』达到１Ｏ２：１，这样　

一

天２４小时连续录制仪需要２Ｇ多空问，极人地节省硬　

盘空间，提高系统的可用性。　

２．３图片压缩与远程传输　

２．３．１　图片压缩　

总的来说，图片压缩有有损压缩和无损压缩两种。所　

谓有损压缩是利用了人类对图像或声波中的某些频率成　

软件导刊　２Ｏｌ１年　

分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然　

不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图　

像的影响缩小，却换来了大得多的压缩比。有损压缩广泛　

应用于语音，图像和视频数据的压缩。　

所谓无损压缩格式，是利用数据的统计冗余进行压　

缩，可完全回复原始数据而不引起任何失真，但压缩率是　

受到数据统计冗余度的理论限制，一般为２：ｌ到５：１．　

这类方法广泛用于文本数据，程序和特殊应用场合的图像　

令传输更加安全可靠，我们采用Ｓｏｃｋｅｔ协议发送命令，并　

采用ＭＤ５加密技术对命令进行加密。　

２．６发送短信　

我们采用了网关进行短信的发送，短信网关是面向网　

站、软件开发、系统集成、ＥＲＰ等应用而单独研发的短信　

接口。本接口采用了通用的ＨＴＴＰ形式，可以支持各种　

操作系统和开发语言，同时短信网关在接口文档中提供了　

各种语言的例子代码，并且提供后台操作。　

数据（如指纹图像，医学图像等）的压缩。　

我们这里考虑到图片远程传输的需要，采用了压缩比　

较大的图像有损压缩技术。由于出于对图片大小的严格　

’　竺兰　一）　（、　’’‘　

限制，我们采用缩小图片大小的方法来压缩图片进行远程　

传输。　

２．３．２远程传输　

ＴＣＰ协议安全可靠，但是传输效率低；ＵＤＰ协议可靠　

性低，但传输效率高，适合图像、音频、视频等数据的传输。　

因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接受的效　

果产生太大的影响。　

对于远程传输，我们采用ＵＤＰ协议进行传输。在服　

务端开放一个端口，用于接受客户端程序的连接请求，客　

户端程序配置完服务器端ＩＰ后（端口号默认与服务端相　

同）发出连接请求，服务端接收到客户端的连接请求后获　

得客户端ＩＰ地址等信息，接下来服务端就可以根据客户　

端发出的不同命令操作向客户端发送相应信息。　

在图片传输前，我们先将图片信息转换为字节流的形　

式，并采用Ｂａｓｅ６４编码技术对其进行编码，然后再通过　

ＵＤＰ协议进行传输，客户端接收到图片以后，先采用　

Ｂａｓｅ６４解码技术对其进行解码，然后再还原出图片。考　

虑到服务器端与客户端发送速度与接收速度不匹配的问　

题，我们采用缓冲技术（设置缓冲队列）加以解决，我们同　

时采用双缓冲技术保证图片信息的完整流畅显示。　

２．４多路监控与摄像头切换　

服务端我们采用Ａｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ技术对摄像头进行驱动判　

断和控制，十分方便和灵活，可以同时打开多个摄像头地不　

同目标区域进行监控，提高用户的可操作性和实用性。客　

户端可以通过切换摄像头观察不同监控区域的状况。　

用户在客户端向服务器端发送查看某一监控区域的操　

作命令，服务端根据接收的命令内容进行判断是哪个摄像　

头监控的信息，然后再向客户端发送对摄像头拍摄的内容。　

用户在查看的过程中可以发送停止命令，仔细观察某一感　

兴趣的画面，然后可以发送继续命令进行浏览。同时用户　

还可以切换摄像头观察不同监控区域的信息，客户端在处　

理切换操作时采用了多线程技术，提高了切换的效率。　

２．５手机远程控制　

首先，在服务器端建立一个监听进程，实时监听客户　

端的连接请求。客户端发出命令后，服务器端响应客户端　

的连接请求。我们针对不同的命令对应不同的编码，服务　

器端接收到命令后，根据对应的编码执行相应的命令，完　

成对电脑的关机、注销、睡眠等操作。此外，我们为了使命　

，，Ｊ—委。、　ｆ　　

—　

豁　ｔ　

图３电脑向手机发送短信　

网关发送短信的工作原理如下：　

发送短信：监控程序每五秒钟扫描一次在软件设置中　

所指定的数据库中的相应数据列，一旦有状态值为０的数　

据写进来，则立即进行提交网关进行发送，发送成功后改　

写状态值为１。　

连接：连接到短信网关　

监控：监控指定的数据库中的相应数据列　

３　结束语　

基于Ｊ２ＭＥ的手机监控软件的成功开发，大大降低了　

监控所需的各项费用指标，使用户可以不必购买专业监控　

设备就可以实现随时随地浏览监控地点的功能。短信提　

示系统为用户的物品提供了安全保障。本软件的未来发　

展方向是无线的嵌入式系统，我们相信投放市场后一定能　

受到广大消费者的青睐。　

参考文献：　

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（责任编辑：杜能钢）　

本文标签： 监控运动系统进行