基于Android手机的云台摄像监控

李润宇+朱嘉塬+兰旭婷

摘 要：系统程序基于Python语言来操作树莓派，使用的Linux系统，采用Python语言中的mjpg-streamer来使用官方树莓派的摄像头的图形处理技术，再通过Android来实现远程监控。

关键词： 树莓派；Android；摄像头；Python

由西北民族大学电气工程学院"双E"项目资助（项目编号：20161801）

Monitoring of PTZ camera based on Android mobile phone

LIRunYu，ZHUJiaYan，LANXuTing

Abstract： the system program based on Python language to operate the raspberry pie， the use of the Linux system， graphics processing technology using Python language in mjpg-streamer to use the official raspberry pie of the camera， and then to realize the remote monitoring through Android.

Key words： Raspberry pie； Android； camera； Python

1 引言

手机视频监控是通过手机随时随地来观看远程监控点的视频，整套系统基于互联网而运行，通过在安置在特定地点的监控摄像机拍摄，并将拍摄的视频画面经过视频服务器压缩处理后上传至互联网，再通过网络传输到监控中心的视频监控服务器，然后使用手机上网的方式，登录到视频监控服务，获得监控资源。

通过Python控制树莓派的GPIO，通过程序能够控制连接GPIO口的舵机，使用其自带的嵌入式Linux系统的开发环境，可以高效且丰富的语言开发环境。通过树莓派推荐的Python语言实现串行通信和网络通信，分析实现远程视频监控与物联网的思路，并与传统的开发方式比较，显示其突出的实用价值。分析树莓派的软硬件和全球资源，介绍树莓派各个实用的教学实践，显示其在平台选型时的优势所在。最终得出树莓派可使嵌入式Linux开发及教育取得显著进展的结论。

2 國内市场处于发展阶段

早期阶段，中国电信的全球眼和原中国网通已经在有条件的家庭发展远程视频监控，随着家庭信息化的迅速发展，对用户家庭的远程视频监控需求表现的越来越强烈。

中期阶段，中国移动也在发展以”手眼通”为代表的手机彩信监控，基于手机流量的视频监控。

当前阶段，视频监控在行业领域与家庭紧密联系的小区已经有了很好的发展，随着家庭网络环境的不断改善、用户消费水平的提高、安全防范意识的增长、独立式居住家庭的增多，国内家庭手机市场将更快更好的发展。

3 APP来进行视频监控

现阶段社会，手机无处不在，随着智能手机的发展、个人生活水平的提高，基本上上人均手持智能手机的比例直线上升，智能手机基本上离开不了人们的生活。

通过使用手机基于Android编写的APP来进行视频监控，整个系统基于物联网而运行，通过摄像头捕获的画面从树莓派发送到云服务器，再从手机上联网的APP从物联网读取云服务器上捕获的画面，能够随时随地地进行监控，并且能够发送舵机转动指令来全方位进行远程视频监控。

4 基础功能的实现

APP的编写：通过Android Studio来编写能不断从指定服务器地址读取画面并显示且还能向云服务器发送指令的软件。

服务器的搭建：通过花生壳提供的功能来进行内网穿透，达到远程传输数据的需求。

摄像头的捕获：通过树莓派中Python语言的mjpg-streamer库来实现摄像头的图形捕获。

舵机控制摄像头的转动：树莓派自带Python的开发环境，使用Python语言进行程序编程，控制树莓派的GPIO口，来调节PWM控制连在其上面的舵机，来实现舵机的转动。

树莓派自启动：通过编写树莓派中Linux系统下的.sh的文件来使树莓派达到自启动的目的，且启动mjpg-streamer库中来开启摄像头来捕获画面。

GPIO口控制舵机：使用树莓派自带的Python开发环境，来进行软件的编程，控制GPIO需要先安装GPIO库，安装完成后先使用.sh文件来执行舵机转动的程序。

5 设计的方案

本项目主要采用Python语言和其库的mjpg-streamer在树莓派上执行摄像头的图形捕获，且其摄像头为官方树莓派摄像头，摄像头与树莓派连接，再由树莓派把每一帧的画面通过路由器的WIFI联网发送给云服务器，而云服务器也不短向固定读取ip地址发送捕获的画面，再通过联网的手机来不短向云服务器接收视频的捕获画面，同时能从APP发送舵机转动的指令，而树莓派从云服务器获取了转动舵机的指令对GPIO口来进行操作，来达到控制摄像头旋转来捕获画面的功能。

树莓派方面：在树莓派上导入mjpg-streamer库，安装并执行其文件，建立.sh文件来设置兼容的官方摄像头的属性，并默认开启摄像头来开启自启动来不断地捕获画面，且不断的向云服务器中发送。

手机Android方面：采用Android Studo编写的APP软件，它一方面具有向固定ip地址捕获画面的功能，一方面具把捕获的画面显示出来的功能，另一方面能从手机发送舵机转动的指令。即基于手机Android的APP不断从云服务器上读取画面，返回给手机来显示，同时还能够发送舵机转动的指令来控制舵机。

舵机控制的摄像方面：采用官方的摄像头，小巧便利，在摄像头上安装舵机，舵机连接树莓派的GPIO口上，通过树莓派从云服务器不断读取转动舵机转动的指令来实现多方位远程视频的监控。

参考文献：

[1] 陈丽丽；洪乐游；鲍盛峰 基于android手机的云台网络摄像头控制[J].中国科技博览，2014（4）：356-356

[2]李文胜. 基于树莓派的嵌入式Linux开发教学探索[J]. 电子技术与软件工程，2014，（09）：219-220.