本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)程高清視頻監(jiān)控及開鎖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技信息化的迅猛發(fā)展，人們的安全防范意識(shí)逐漸提高。目前常用的門禁系統(tǒng)大都通過機(jī)械鑰匙或者門禁卡作為載體來進(jìn)行開鎖，該系統(tǒng)不僅操作繁瑣而且無法識(shí)別門外人員。再者，當(dāng)有緊急情況發(fā)生但又忘帶鑰匙或門禁卡的情況下，傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)只有通過暴力手段破解，給用戶帶來極大不便?？傮w而言，傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)在便利性和安全性上存在些許不足。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全技術(shù)防范體系中的一個(gè)重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在安防領(lǐng)域。目前，許多小區(qū)門口、公司門口、停車場等公共場合都安裝了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是依舊避免不了工作人員手工的開門鎖，并且在人流量大的地方，工作人員的工作量大，必須在現(xiàn)場實(shí)時(shí)看管。目前市面上的電子鎖雖可以實(shí)現(xiàn)短距離的遠(yuǎn)程開鎖，但依舊無法對(duì)一些緊急狀況進(jìn)行處理，在某種程度上存在些許缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種安全、方便且成本低的遠(yuǎn)程高清視頻監(jiān)控及開鎖系統(tǒng)，用戶使用手機(jī)終端可遠(yuǎn)程隨時(shí)查看實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，以及控制門鎖。

本發(fā)明中的一種遠(yuǎn)程高清視頻監(jiān)控及開鎖系統(tǒng)，包括視頻采集終端設(shè)備，服務(wù)器，手機(jī)終端設(shè)備三部分。所述的視頻采集終端設(shè)備由攝像頭模塊，主控板、以及驅(qū)動(dòng)電路模塊和電子鎖組成。所述主控板包括處理器、電源模塊、FLASH模塊、USB通信模塊、MFC硬件編碼模塊、WIFI模塊、GPIO端口。主控板通過WIFI模塊連接到所述服務(wù)器，所述手機(jī)終端通過Internet連接到服務(wù)器。所述的攝像頭模塊通過USB通信模塊與主控板相連，所述電源模塊與主控板和驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，為主控板和驅(qū)動(dòng)電路模塊提供電源。所述GPIO端口和驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，所述驅(qū)動(dòng)電路模塊和電子鎖相連。

作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述處理器采用ARM Cortex-A8處理器，性能高、功率效率高、處理速度快，且?guī)FC硬件編碼模塊。

本發(fā)明中所述的攝像頭模塊包括攝像頭、模數(shù)轉(zhuǎn)化電路、數(shù)據(jù)緩沖電路。作為優(yōu)選，所述攝像頭采用高清攝像頭OV5640，可拍攝高清視頻，穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性好。

本發(fā)明中所述的服務(wù)器包括流媒體服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。所述服務(wù)器功能包括實(shí)時(shí)接收視頻流數(shù)據(jù)、視頻存儲(chǔ)、用戶信息存儲(chǔ)、等待手機(jī)終端請(qǐng)求、RTP轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)視頻流、等待遠(yuǎn)程開鎖請(qǐng)求、發(fā)送遠(yuǎn)程開鎖指令。

本發(fā)明中所述的手機(jī)終端通過APP與服務(wù)器通信，所述APP功能包括用戶登錄、提交視頻監(jiān)控請(qǐng)求、等待服務(wù)器視頻流數(shù)據(jù)、RTP拆包、FFmpeg視頻解碼、視頻播放、提交遠(yuǎn)程開鎖請(qǐng)求。

本發(fā)明的有益效果：（1）采用ARM Cortex-A8處理器，自帶MFC硬件編碼模塊，采用混合編碼結(jié)構(gòu)將視頻壓縮成H.264格式，大大提高了編碼效率，提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力和傳輸性能，可顯示出高質(zhì)量的視頻畫面。（2）在主控板上搭建嵌入式linux操作系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、系統(tǒng)調(diào)用和UVC攝像頭驅(qū)動(dòng)，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。（3）采用流媒體服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)流媒體數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)，可實(shí)時(shí)響應(yīng)多個(gè)手機(jī)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，同時(shí)便于手機(jī)終端視頻回看。（4）手機(jī)終端只需通過連接Internet，便可遠(yuǎn)程隨時(shí)觀看實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，并確認(rèn)是否開鎖。綜上，該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性高，可靠性高，穩(wěn)定性好，并且用戶操作簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

圖2為本發(fā)明的流程框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的上述主題的范圍僅限于上述實(shí)施例。

如圖1-2所示，一種遠(yuǎn)程高清視頻監(jiān)控及開鎖系統(tǒng)，包括視頻采集終端設(shè)備，服務(wù)器，手機(jī)終端設(shè)備三部分。所述的視頻采集終端設(shè)備由攝像頭模塊，主控板、以及驅(qū)動(dòng)電路模塊和電子鎖組成。所述主控板包括處理器、電源模塊、FLASH模塊、USB通信模塊、MFC硬件編碼模塊、WIFI模塊、GPIO端口。主控板通過WIFI模塊連接到所述服務(wù)器，所述手機(jī)終端通過Internet連接到所述服務(wù)器。所述攝像頭模塊通過USB通信模塊與主控板相連，所述電源模塊與主控板和驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，為主控板和驅(qū)動(dòng)電路模塊提供電源。所述GPIO端口和驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，所述驅(qū)動(dòng)電路模塊和電子鎖相連。

所述攝像頭采用OV5640高清攝像頭。

所述主控板采用ARM Cortex-A8處理器。

所述WIFI模塊采用的是rtl8188eu型號(hào)。

所述的FLASH模塊采用SLC類型的K9HCG08U1E芯片。

所述的電子鎖采用控制芯片和鎖具組成，同時(shí)提供傳統(tǒng)機(jī)械鎖芯，由鑰匙或控制芯片驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖。另外，電子鎖上設(shè)計(jì)有門鈴式按鈕，由智能控制芯片控制，按鈕按下時(shí)，則會(huì)改變GPIO的電平，主控板可接收到脈沖信號(hào)。

所述服務(wù)器為流媒體服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其功能包括實(shí)時(shí)接收視頻流數(shù)據(jù)、視頻存儲(chǔ)、用戶信息存儲(chǔ)、等待手機(jī)終端請(qǐng)求、RTP轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)視頻流、等待遠(yuǎn)程開鎖請(qǐng)求、發(fā)送遠(yuǎn)程開鎖指令。

所述手機(jī)終端通過APP與服務(wù)器通信，所述APP功能包括用戶登錄、提交視頻監(jiān)控請(qǐng)求、等待服務(wù)器視頻流數(shù)據(jù)、RTP拆包、FFmpeg視頻解碼、視頻播放、提交遠(yuǎn)程開鎖請(qǐng)求。

在本發(fā)明中，如圖1所示,視頻采集終端的攝像頭模塊采集視頻，該采集過程包括：打開設(shè)備文件、獲取視頻的功能、選擇視頻的輸入、設(shè)置視頻的制式和幀格式、向驅(qū)動(dòng)申請(qǐng)幀緩沖并映射到用戶空間入隊(duì)列中、在出隊(duì)列取得采集到的視頻。

進(jìn)一步，通過USB通信模塊傳輸?shù)街骺匕?，在主控板的linux用戶空間調(diào)用V4L2編程框架對(duì)USB設(shè)備文件進(jìn)行讀寫，獲取YUV視頻格式幀。

進(jìn)一步，本系統(tǒng)最終在流媒體服務(wù)器中保存的是H.264文件，與其他現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同的帶寬下提供更加優(yōu)秀的圖像質(zhì)量。本系統(tǒng)使用主控板的MFC硬件編碼模塊，將YUV視頻格式幀編碼為H.264視頻格式幀,其編碼流程主要有五個(gè)部分：幀間和幀內(nèi)預(yù)測、變換和反變換、量化和反量化、環(huán)路濾波、熵編碼。

進(jìn)一步，本系統(tǒng)采用RTP(Real-time Transport Protocol，實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議)對(duì)H.264視頻格式幀進(jìn)行封包，RTP應(yīng)用層協(xié)議建立在UDP傳輸協(xié)議之上，使用Socket網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，從WIFI模塊傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器。

進(jìn)一步，本系統(tǒng)使用流媒體服務(wù)器實(shí)時(shí)接收視頻采集終端的視頻流，為避免直接使用視頻采集終端存儲(chǔ)視頻導(dǎo)致存儲(chǔ)容量不足，經(jīng)常需要?jiǎng)h除和查看視頻相關(guān)數(shù)據(jù)等問題，將視頻流數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器中，不受視頻采集終端自身的影響，即使其出現(xiàn)意外損毀，手機(jī)終端也能采用APP客戶端通過登陸賬號(hào)的方式，查看與其建立聯(lián)系關(guān)系的視頻終端傳到服務(wù)器上的視頻數(shù)據(jù)，每個(gè)賬號(hào)對(duì)應(yīng)唯一視頻數(shù)據(jù)，避免用戶的個(gè)人隱私泄露，造成不良影響。

進(jìn)一步，手機(jī)終端通過http協(xié)議向服務(wù)器提請(qǐng)求服務(wù)，服務(wù)器若接收到用戶手機(jī)終端的登錄請(qǐng)求，則對(duì)http報(bào)文解析，將用戶信息提取出來存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，方便下一次用戶登錄驗(yàn)證。

進(jìn)一步，服務(wù)器在存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)和用戶信息數(shù)據(jù)的同時(shí)，采用I/O復(fù)用模型監(jiān)聽并處理手機(jī)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，如收到手機(jī)終端視頻流數(shù)據(jù)請(qǐng)求，則將視頻流數(shù)據(jù)通過RTP協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)終端；如收到來自手機(jī)終端的遠(yuǎn)程開鎖請(qǐng)求，服務(wù)器則轉(zhuǎn)發(fā)開鎖請(qǐng)求到主控板。

進(jìn)一步，如圖1和圖2所示，用戶通過手機(jī)終端操作APP注冊(cè)并登陸賬號(hào)時(shí)，APP會(huì)提交http協(xié)議請(qǐng)求到服務(wù)器，服務(wù)器解析http協(xié)議報(bào)文，保存和驗(yàn)證用戶信息通過后，給手機(jī)終端APP返回驗(yàn)證成功碼，提示用戶登錄成功。用戶可以查看實(shí)時(shí)接收的視頻流數(shù)據(jù)，同時(shí)可以回放之前保存的視頻數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，若電子鎖上設(shè)計(jì)的門鈴式按鈕被按下，主控板會(huì)接受到脈沖信號(hào)，主控板會(huì)通過socket向服務(wù)器發(fā)送開鎖請(qǐng)求報(bào)文，服務(wù)器接收到開鎖請(qǐng)求報(bào)文，會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)開鎖請(qǐng)求報(bào)文到手機(jī)終端，提醒使用手機(jī)終端的用戶查看視頻監(jiān)控。用戶可打開手機(jī)終端APP，操作APP向服務(wù)器發(fā)出視頻流數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，將視頻流數(shù)據(jù)通過RTP協(xié)議打包后轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)終端APP，APP對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包，提取到H.264格式幀。

進(jìn)一步，本系統(tǒng)將FFmpeg移植到手機(jī)終端APP，對(duì)手機(jī)終端接收到的H.264格式幀進(jìn)行解碼。解碼步驟如下：注冊(cè)所有容器格式和CODEC、打開文件、從文件中提取流信息、窮舉所有的流查找其中種類為CODEC_TYPE_VIDEO、查找對(duì)應(yīng)的解碼器、打開編解碼器、為解碼幀分配內(nèi)存、不停地從碼流中提取出幀數(shù)據(jù)、判斷幀的類型并調(diào)用解碼接口、釋放解碼器、關(guān)閉輸入文件。經(jīng)過FFmpeg解碼后，手機(jī)終端APP得到Y(jié)UV420格式幀，經(jīng)過像素變換轉(zhuǎn)換為RGB24，調(diào)用MediaPlayer類和SurfaceView視圖可實(shí)現(xiàn)RGB24格式視頻的播放。

進(jìn)一步，如圖1和圖2所示，用戶通過手機(jī)終端注冊(cè)并登錄賬號(hào)時(shí)，提交用戶登錄信息到服務(wù)器，服務(wù)器驗(yàn)證通過，則用戶登錄成功。當(dāng)收到來自服務(wù)器的開鎖請(qǐng)求時(shí)，推送消息，提醒使用手機(jī)終端的用戶查看視頻監(jiān)控；用戶可打開手機(jī)終端APP，操作APP向服務(wù)器發(fā)出視頻流數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，將視頻流數(shù)據(jù)通過RTP協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)終端APP，APP進(jìn)行RTP拆包，其工作過程如下：當(dāng)接收到RTP數(shù)據(jù)包后，開啟視頻解碼線程，初始化解碼器，讀取數(shù)據(jù)進(jìn)入FFmpeg解碼器，得到的YUV420圖像，將YUV420圖像轉(zhuǎn)換成RGB24，在客戶端播放視頻，即可判斷是否開鎖。用戶查看視頻監(jiān)控后，自行判斷是否開鎖，若開鎖，則通過操作APP，發(fā)送開鎖信號(hào)給服務(wù)器，由服務(wù)器發(fā)送開鎖指令給主控板，主控板通過控制GPIO端口輸出脈沖信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路模塊，實(shí)現(xiàn)電子鎖的開啟。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。