基于安卓平臺的樓宇對講系統設計與實現

劉群++黎自強

摘要：可視對講系統主要用于樓內住戶與外來訪客之間提供雙向通話，并可通過門口機上的攝像機為住戶提供來客的圖像，為住戶判定是否讓來客進入的直接依據。該系統采用密碼開鎖或刷卡鎖，使用戶能方便地利用自己家的密碼或卡片開鎖，保證了密碼開鎖的保密性和唯一性。該系統通過互聯網進行互聯，不需要樓宇布線，節約成本。

關鍵詞：安卓 樓宇對講 音頻 視頻

中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0180-01

1 引言

隨著社會發展的日新月異，人們的生活開始步入網絡時代，數字化浪潮席卷了各行各業，傳統的樓宇對講產品也逐漸朝著數字化、網絡化、信息化和智能家居的方向發展[1]?？梢晫χv系統是一套現代化的小康住宅服務措施，提供訪客與住戶之間雙向可視通話，達到圖像、語音雙重識別從而增加安全可靠性，同時節省大量的時間，提高了工作效率。

2 功能分析

基于安卓平臺的樓宇對講系統，通過互聯網進行互聯，由門口機、室內分機、樓宇對講服務器組成[2]。

門口機的可視對講功能是通過房間號呼叫用戶室內機，進行可視對講。門口機開鎖可密碼開鎖、IC卡刷卡開鎖或接收用戶室內機遠程開鎖命令信號，打開本地門禁電控鎖。參數設置是地址設定，在工程安裝時設置或修改對應的門口機的編號和服務器的IP地址。

室內分機提供服務器參數設置，設置服務器的IP地址，對語音、視頻的數據進行遠程傳輸。

音視頻服務器運行在遠程服務器上，設置音頻服務器和視頻服務器的IP和端口，接收門口機和室內分機的對講請求，根據協議對數據進行轉發。

3 系統構思

3.1 門口機、室內分機選取

門口機由硬件廠商提供，為定制的硬件設備，內置Android系統，并提供硬件驅動，有鍵盤按鍵驅動、攝像頭驅動、音頻驅動、電子鎖開鎖驅動、刷卡驅動等。室內分機為普通的平板電腦或智能手機，可滿足客戶需要。

3.2 文件存儲系統的選取

樓宇系統的數據本來考慮使用文本文件來進行數據存儲，再使用一個加密算法來進行加密即可完成數據的存儲，但考慮到對文本文件的讀寫操作比較麻煩，最終選擇了SQLite數據，這是一款輕型的數據庫，是遵守ACID的關系型數據庫管理系統，在android的智能手機中已經內置支持，它占用資源非常的低，在嵌入式設備中，可能只需要幾百K的內存就夠了。

3.3 視頻網絡傳輸選擇

在android平臺中，視頻網絡傳輸的實現可以使用以下方式，camera的回調函數發送原始的yuv420數據；用MediaRecorder對yuv420進行H264硬編碼后發送；調用本地H264編碼庫（JNI）對一幀YUV420數據編碼后發送；對一幀數據用JPEG方式壓縮后傳輸。以320×240大小的視頻傳輸為例，對這些方案進行了測試，第一種方案，壓縮率低，平均流量消耗很高；第二種和第三種方案壓縮率高，平均流量消耗低，但有很強的硬件依賴性，不同的手機表現是不一樣的，有的手機數據傳輸的時候會出現阻塞現象；第四種方案壓縮率良好，硬件兼容性好[4]。在樓宇對講系統中，目前只需要單向視頻傳輸，即將門口機的視頻傳輸到室內分機，對視頻質量要求不是很高，室內分機會使用不同廠商的平板電腦或手機，考慮到以上原因，視頻網絡傳輸選擇選擇第四種方案，即對一幀數據用JPEG方式壓縮后傳輸。

4 模塊功能實現

該系統總體思路就是通過互聯網進行互聯，門口機通過房間號呼叫用戶室內機，連接成功后，進行可視對講和遠程開門等，下面對主要模塊作簡要說明。

4.1 視頻實時傳輸模塊

樓宇對講系統是基于互聯網通信，即門口機與室內分機不能直接進行網絡傳輸，需要借助于服務器進行數據中轉[5]。在門口機中通過實現Camera.PreviewCallback接口，在其onPreviewFrame重載函數里面獲取攝像頭當前圖像數據，對圖像數據進行壓縮，通過Socket將圖像數據和相關的用戶名、命令等數據，傳輸到服務器程序，在服務器程序中，接收圖像數據和指令，對指令格式進行分析，解析出單元主機號和用戶名，根據用戶名規則將數據流寫入到對應的Socket，如樓棟門口機的主機編號統一為6位，室內分機的登陸用戶統一為10位（6位主機號+4位的房間號），同一樓棟只有一戶實時通話，將前6位相同的數據進行轉發。

4.2 遠程開門模塊

室內分機的用戶，在可視對講時，通過開門按鈕發送遠程開門的指令，在android中，調用后臺管理中心的接口，將開門請求數據保存到服務器的數據庫上。

4.3 參數設置模塊

在門口機中，根據樓棟的不同，靈活設置參數，設置服務器的IP地址和門口機的單元編號。還有在室內分機中，也需要設置服務器的地址等參數設置?？紤]到參數信息需要保存和讀取，以XML文件的格式操作更方便，在android中通過SharedPreferences對象，以私有模式操作，提供getSharedPreferences方法讀取數據，Editor方法將數據寫入XML文件。

5 結語

樓宇對講系統作為一項必備的門禁控制系統，利用可視對講識別訪客，杜絕閑雜人員隨便出入?？梢晫χv系統是在住戶、單元樓入口安裝防盜門和可視對講裝置，以實現訪客與住戶可視對講；住戶可遙控開啟防盜門，有效地防止非法人員進入住宅樓內。門口主機可利用密碼、感應卡開啟防盜門鎖。

參考文獻

[1]王培任.智能家居與樓宇對講市場發展分析[J].中國安防，2011（4）.

[2]周衛斌，吳勇，倪慧珍，魏建云，張陽.Android樓宇對講的SIP信令控制技術研究[J].電視技術，2013（8）.

[3]許慶泳，譚鴿偉.應用SIP協議的樓宇對講系統設計與實現[J].華僑大學學報（自然科學版），2014 （7）.

[4]宋謙.樓宇對講系統設計分析[J].安防科技，2006（4）.

[5]浦啟剛.TCP/IP數字化樓宇對講系統發展趨向[J].建設科技，2012（2）.

收稿日期：2016-09-01

作者簡介：劉群（1982—），男，湖南衡陽人，碩士，助教，研究方向：教學改革研究，企業信息化；黎自強（1963—），男，湖南湘潭人，計算機應用技術

專業博士，教授，博士生導師，中國民主同盟盟員 ，中國計算機學會會員，研究方向：軟件工程。