智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計及應用

2.1.1 獲取監(jiān)控視頻

客戶端通過WiFi與IP攝像機連接，登錄IP攝像機后，選擇監(jiān)控頻道，可同時實現4路智能監(jiān)控，即可以觀察家中的基本情況：家中有無人員進出，是否有人在家，對監(jiān)控中出現的對象進行關注跟蹤，辨別各房間照明情況以及電視、計算機等家電的使用情況等?？蛻舳藢崿F方法為啟用多線程控制4路監(jiān)控任務，使每路監(jiān)控任務具有相對獨立性，以便更換頻道。

多線程的具體實現方法有兩種，分別是繼承Thread線程類和實現Runnable 接口?？蛻舳巳舨捎美^承Thread線程類的方法，則不能繼承除線程類之外的其他類，而界面子線程必須繼承View視圖類，所以本設計采用第二種方法。監(jiān)控實現中，每一路畫面都是一個單獨的線程，也是一個完整的視圖，它是實現了Runnable接口且繼承View類的類對象。因此每個對象之間相互獨立，每路監(jiān)控畫面相互獨立，可以靈活選擇監(jiān)控頻道，以便后臺控制管理。

界面實現上，主界面為4路監(jiān)控窗口，初始選擇監(jiān)控頻道后便可通過HTTP協(xié)議獲取監(jiān)控圖片序列，根據場景進行算法處理，并播放智能監(jiān)控畫面。

2.1.2 程序優(yōu)化

客戶端需要根據不同場景調用不同的智能監(jiān)控算法對發(fā)生的事件進行判斷與識別，這一過程包含了大量的圖像處理運算，如灰度化、背景建模差分、中值濾波和形態(tài)學運算等。Android操作系統(tǒng)的開發(fā)語言為Java,但是純Java編程的圖像處理程序在Android手機上的運行速度是其很大的問題。通過JNI(Java Native Interface)技術在Java程序中調用C程序模塊，明顯地提高了應用程序的運行速度。筆者截取了40幀作為觀察對象，程序各主要運算步驟的平均運行時間如表1所示，從中可以看出運行時間縮短到了原來的1/18~1/17.

表1 主要算法Java和JNI實現的運行時間比較

2.2 功能與實現

該設計的智能監(jiān)控系統(tǒng)具有3大功能：管理家中所有攝像頭，可靈活選擇監(jiān)控點;執(zhí)行多種不同智能算法;能夠和其他聯網設備聯動，實現智能家居控制。

筆者用不同的實際場景對該系統(tǒng)進行了測試，系統(tǒng)的功能描述與實驗結果如下。

1)多路監(jiān)控。

獲取實時監(jiān)控圖片，同屏顯示最多4路經后臺算法處理后的智能監(jiān)控畫面，如圖2所示。若需更換監(jiān)控頻道，可點擊監(jiān)控界面右側的路數列表，即可彈出頻道選擇欄，進行頻道更換，以便更全面地實時監(jiān)控家中情況，如圖3所示。