基于安卓的智能家居安防系统.ppt

1、院 系：电气与信息工程学院 专 业：计算机科学与技术 指导老师：易军 作者姓名：付作辉 张兴 杨春,基于安卓的智能家居安防系统 服务端开发,Company Logo,1.研究背景,Company Logo,1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话； 1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接收电子邮件或网页； 我国于2008年成功开发出中国3G，下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s，上行速度峰值也可达384kbit/s。 目前3G存在三种标准：美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA,1)3G 时代的

2、到来,1.研究背景,Company Logo,2)物联网时代的到来,1.研究背景,3)应用背景,Company Logo,视频监控系统应用领域,2.开发环境,主机操作系统：ubuntu10.10 目标板：tiny6410 交叉编译器：arm-linux-gcc 4.4.3 目标板内核Linux 2.6.38,Company Logo,2.开发环境,系统示意图,Company Logo,2.开发环境,系统架构图,Company Logo,3.系统开发,1)开发任务 本系统主要分为三个部分，即android客户端开发、arm11服务器开发、底层家居节点开发。,Company Logo,应用层,网络

3、层,感知层,家居节点,服务器,安卓客户端,4.服务端的开发,嵌入式数据库sqlite3的移植和使用 视频的采集和H264视频压缩 433M无线模块的开发 3G环境下的开发,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,1）什么叫移植？ 移植就是让一个平台的代码能够在其它平台上运行。 2）什么时候需要移植？ 平台指令集不同（hello world） 硬件设备的更新,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,3） 如何移植(以sqlite3为例) tar xvfz sqlite-autoconf-3070603.tar.gz /解压 ./co

4、nfigure CC=arm-linux-gcc -prefix=/opt/mysqlite -disable-tcl -host=arm-linux /配置 arm-none-linux-gnueabi-gcc: 3.7.6.3“: No such file or directory /出现的问题以及解决办法,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,4） 使用sqlite3对登陆用户的验证 建立数据库 sqlite3 user 建立表 create table user_table(userName varchar(20), userPasswd varcha

5、r(20);,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用, 查询操作 select * from user_table; 添加 insert into tbl1 values(userName, passwd); 删除 drop table user_table;,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,5）如何在linux C中调用sqlite3,Company Logo,打 开 数 据 库,执 行 命 令,关 闭 数 据 库,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,实例代码: #include #include int ma

6、in( void ) sqlite3 *db=NULL; char *zErrMsg = 0; int nrow = 0, ncolumn = 0; char *azResult; /二维数组存放结果 int rc; rc = sqlite3_open(zieckey.db, /打开指定的数据库文件,如果不存在将创建一个同名的数据库文件,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,if( rc )fprintf(stderr, Cant open database: %sn, sqlite3_errmsg(db);sqlite3_close(db);exit(1);

7、else printf(open zieckey.db successfully!n);/也可以参考 sprintf 的用法/char *sql = SELECT SensorParameter FROM SensorData WHERE SensorID = 1;char *sql = SELECT * FROM SensorData ;,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,sqlite3_get_table(db,sql,Company Logo,4.1嵌入式数据库SQLite3的移植和使用,基于sqlite3的android登录界面如下：,Compan

8、y Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,1）什么是video4linuxVideo4linux2（简称V4L2),是linux中关于视频设备的内核驱动。在Linux中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写，摄像头在/dev/video0下。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,2）v4l2视频采集流程图,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,3）v4l2有三种视频采集方式 使用read、write方式 内存映射方式 用户指针模式,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,4）v4l2视频采集模式,

9、Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,5）对视频帧的处理H264压缩 视频压缩的必要性 色彩空间（RGB vs YUV） 一般RGB用于显示，YUV用于视频信号的压缩、传输和存储。 H264压缩需要yuv420格式的图像,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,YUV 的发明是由于彩色电视与黑白电视 的过渡时期。黑白视讯只有 Y视讯，灰阶值。到了 彩色电视规格的制定，是YUV/YIQ的格式来处 理彩色电视图像，把 UV 视作表示彩度的 C,如果 忽略C 讯号，那么剩下的 Y讯号就跟之前的黑白 电视讯号相同，这样一来便解决彩色电视机与黑白 电视机的相

10、容问题。YUV 最大的优点在于只需占 用极少的带宽。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,6）H264编码 简介 H.264是最新的视频压缩标准，它也称为MPEG-4Part10或AVC（高级视频编码）。据预测，在未来几年内H.264将成为行业首选的视频标准,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,优点： 编码器可使数字视频文件的大小分别减少80%和50%以上。这意味着视频文件所需的网络带宽和存储空间将大大降低。或者从另一个角度来说，在某一特定比特率下，视频图像质量将得到显著提高。 缺点：算法复杂,Company Logo,4.2视频的采集和H2

11、64视频压缩,7）H264有3种帧 I帧 （关键帧） P帧 （帧间预测编码帧） B帧 （双向预测编码帧）,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,带有I帧、B帧和P帧的典型视频序列。P帧只需要参考前面的I帧或P帧，而B帧则需要同时参考前面和后面的I帧或P帧。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,8）减少视频数据量的基本方法 在某个图像帧内，只需要删除不必要的信息就可以减少数据量，但这样做会导致图像的分辨率下降。 在一系列的帧内，可以通过差分编码这样的方法来减少视频数据量，包括H.264在内的大多数视频压缩标准都采用这种方法。在差分编码中，会将一个

12、帧与参考帧（即前面的I帧或,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,P帧）进行对比，然后只对那些相对于参考帧来说发生了变化的像素进行编码。通过这种方法，可以降低需要进行编码和发送的像素值。 对M-JPEG格式来说，上述序列中的三个图像分别作为独立的图像（I帧）进行编码和发送，彼此之间互不依赖。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,对与差分编码（包括H.264在内的大多数视频压缩标准都采用这种方法）来说，只有第一个图像（I帧）是将全帧图像信息进行编码。如下图：,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,基于宏块的运动补偿的编码图

13、示如下：,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,10) H264编码有两种编码方式： 软件编解码：利用ffmpeg开源库编解码。 硬件编解码: 利用arm11集成的编码芯片进行编解码。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩,5. arm11硬件编码 在S3C6410内部集成的多格式编解码器MFC（ Multi Format Codec的缩写），是ARM微处理器内部一种支持多种硬件编码方式的硬件电路，能够编码/解码MPEG-4/H.263/H.264（30fps）等多种格式的多媒体影像。,Company Logo,4.2视频的采集和H264视频压缩

14、,/对编解码器进程初始化 static void *mfc_encoder_init(int width, int height, int frame_rate, int bitrate, int gop_num); /开始编码 static void *mfc_encoder_exe(void *handle, unsigned char *yuv_buf, int frame_size, int first_frame, long *size); /释放编码器 static void mfc_encoder_free(void *handle);,Company Logo,4.3无线模块的开发,1）短距离无线采用443M模块 发射距离远，可穿透23堵墙，可调整发送功率，开发简单等优点。 2）采用扩展性很好的串口协议，保证数据的可靠传输。 3）多路复用，将443M的文件描述符加入到文件描述符中。,Company Logo,4.4 3G环境下的开发,1）公网IP的获取 采