一種遠程高清視頻監控及開鎖系統的制作方法

本發明涉及視頻監控技術領域，尤其涉及一種遠程高清視頻監控及開鎖系統。

背景技術：

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

網絡視頻監控系統是安全技術防范體系中的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力極強的綜合系統，已經廣泛的應用在安防領域。目前，許多小區門口、公司門口、停車場等公共場合都安裝了網絡視頻監控系統，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，必須在現場實時看管。目前市面上的電子鎖雖可以實現短距離的遠程開鎖，但依舊無法對一些緊急狀況進行處理，在某種程度上存在些許缺陷。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的不足，本發明提供了一種安全、方便且成本低的遠程高清視頻監控及開鎖系統，用戶使用手機終端可遠程隨時查看實時監控信息，以及控制門鎖。

本發明中的一種遠程高清視頻監控及開鎖系統，包括視頻采集終端設備，服務器，手機終端設備三部分。所述的視頻采集終端設備由攝像頭模塊，主控板、以及驅動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器，所述手機終端通過Internet連接到服務器。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動電路模塊相連，為主控板和驅動電路模塊提供電源。所述GPIO端口和驅動電路模塊相連，所述驅動電路模塊和電子鎖相連。

作為優選，本發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，且帶MFC硬件編碼模塊。

本發明中所述的攝像頭模塊包括攝像頭、模數轉化電路、數據緩沖電路。作為優選，所述攝像頭采用高清攝像頭OV5640，可拍攝高清視頻，穩定性、實時性好。

本發明中所述的服務器包括流媒體服務器和數據庫服務器。所述服務器功能包括實時接收視頻流數據、視頻存儲、用戶信息存儲、等待手機終端請求、RTP轉發實時視頻流、等待遠程開鎖請求、發送遠程開鎖指令。

本發明中所述的手機終端通過APP與服務器通信，所述APP功能包括用戶登錄、提交視頻監控請求、等待服務器視頻流數據、RTP拆包、FFmpeg視頻解碼、視頻播放、提交遠程開鎖請求。

本發明的有益效果：（1）采用ARM Cortex-A8處理器，自帶MFC硬件編碼模塊，采用混合編碼結構將視頻壓縮成H.264格式，大大提高了編碼效率，提高網絡適應能力和傳輸性能，可顯示出高質量的視頻畫面。（2）在主控板上搭建嵌入式linux操作系統可以實現內存管理、進程管理、系統調用和UVC攝像頭驅動，提高系統實時性和穩定性。（3）采用流媒體服務器和數據庫服務器實現流媒體數據的轉發和存儲，可實時響應多個手機終端的數據請求，同時便于手機終端視頻回看。（4）手機終端只需通過連接Internet，便可遠程隨時觀看實時監控信息，并確認是否開鎖。綜上，該系統具有實時性高，可靠性高，穩定性好，并且用戶操作簡單。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖。

圖2為本發明的流程框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但不應將此理解為本發明的上述主題的范圍僅限于上述實施例。

如圖1-2所示，一種遠程高清視頻監控及開鎖系統，包括視頻采集終端設備，服務器，手機終端設備三部分。所述的視頻采集終端設備由攝像頭模塊，主控板、以及驅動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器，所述手機終端通過Internet連接到所述服務器。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動電路模塊相連，為主控板和驅動電路模塊提供電源。所述GPIO端口和驅動電路模塊相連，所述驅動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。

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，同時提供傳統機械鎖芯，由鑰匙或控制芯片驅動電磁執行器開鎖。另外，電子鎖上設計有門鈴式按鈕，由智能控制芯片控制，按鈕按下時，則會改變GPIO的電平，主控板可接收到脈沖信號。

所述服務器為流媒體服務器和數據庫服務器，其功能包括實時接收視頻流數據、視頻存儲、用戶信息存儲、等待手機終端請求、RTP轉發實時視頻流、等待遠程開鎖請求、發送遠程開鎖指令。

所述手機終端通過APP與服務器通信，所述APP功能包括用戶登錄、提交視頻監控請求、等待服務器視頻流數據、RTP拆包、FFmpeg視頻解碼、視頻播放、提交遠程開鎖請求。

在本發明中，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：打開設備文件、獲取視頻的功能、選擇視頻的輸入、設置視頻的制式和幀格式、向驅動申請幀緩沖并映射到用戶空間入隊列中、在出隊列取得采集到的視頻。

進一步，通過USB通信模塊傳輸到主控板，在主控板的linux用戶空間調用V4L2編程框架對USB設備文件進行讀寫，獲取YUV視頻格式幀。

進一步，本系統最終在流媒體服務器中保存的是H.264文件，與其他現有的視頻編碼標準相比，在相同的帶寬下提供更加優秀的圖像質量。本系統使用主控板的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部分：幀間和幀內預測、變換和反變換、量化和反量化、環路濾波、熵編碼。

進一步，本系統采用RTP(Real-time Transport Protocol，實時傳輸協議)對H.264視頻格式幀進行封包，RTP應用層協議建立在UDP傳輸協議之上，使用Socket網絡編程技術，從WIFI模塊傳輸到流媒體服務器。

進一步，本系統使用流媒體服務器實時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視頻導致存儲容量不足，經常需要刪除和查看視頻相關數據等問題，將視頻流數據存儲到數據庫服務器中。視頻數據存儲在服務器中，不受視頻采集終端自身的影響，即使其出現意外損毀，手機終端也能采用APP客戶端通過登陸賬號的方式，查看與其建立聯系關系的視頻終端傳到服務器上的視頻數據，每個賬號對應唯一視頻數據，避免用戶的個人隱私泄露，造成不良影響。

進一步，手機終端通過http協議向服務器提請求服務，服務器若接收到用戶手機終端的登錄請求，則對http報文解析，將用戶信息提取出來存儲到數據庫服務器，方便下一次用戶登錄驗證。

進一步，服務器在存儲視頻數據和用戶信息數據的同時，采用I/O復用模型監聽并處理手機終端的數據請求，如收到手機終端視頻流數據請求，則將視頻流數據通過RTP協議轉發給手機終端；如收到來自手機終端的遠程開鎖請求，服務器則轉發開鎖請求到主控板。

進一步，如圖1和圖2所示，用戶通過手機終端操作APP注冊并登陸賬號時，APP會提交http協議請求到服務器，服務器解析http協議報文，保存和驗證用戶信息通過后，給手機終端APP返回驗證成功碼，提示用戶登錄成功。用戶可以查看實時接收的視頻流數據，同時可以回放之前保存的視頻數據。

進一步，若電子鎖上設計的門鈴式按鈕被按下，主控板會接受到脈沖信號，主控板會通過socket向服務器發送開鎖請求報文，服務器接收到開鎖請求報文，會轉發開鎖請求報文到手機終端，提醒使用手機終端的用戶查看視頻監控。用戶可打開手機終端APP，操作APP向服務器發出視頻流數據請求，服務器接收到請求后，將視頻流數據通過RTP協議打包后轉發給手機終端APP，APP對接收到的數據進行拆包，提取到H.264格式幀。

進一步，本系統將FFmpeg移植到手機終端APP，對手機終端接收到的H.264格式幀進行解碼。解碼步驟如下：注冊所有容器格式和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、查找對應的解碼器、打開編解碼器、為解碼幀分配內存、不停地從碼流中提取出幀數據、判斷幀的類型并調用解碼接口、釋放解碼器、關閉輸入文件。經過FFmpeg解碼后，手機終端APP得到YUV420格式幀，經過像素變換轉換為RGB24，調用MediaPlayer類和SurfaceView視圖可實現RGB24格式視頻的播放。

進一步，如圖1和圖2所示，用戶通過手機終端注冊并登錄賬號時，提交用戶登錄信息到服務器，服務器驗證通過，則用戶登錄成功。當收到來自服務器的開鎖請求時，推送消息，提醒使用手機終端的用戶查看視頻監控；用戶可打開手機終端APP，操作APP向服務器發出視頻流數據請求，服務器接收到請求后，將視頻流數據通過RTP協議轉發給手機終端APP，APP進行RTP拆包，其工作過程如下：當接收到RTP數據包后，開啟視頻解碼線程，初始化解碼器，讀取數據進入FFmpeg解碼器，得到的YUV420圖像，將YUV420圖像轉換成RGB24，在客戶端播放視頻，即可判斷是否開鎖。用戶查看視頻監控后，自行判斷是否開鎖，若開鎖，則通過操作APP，發送開鎖信號給服務器，由服務器發送開鎖指令給主控板，主控板通過控制GPIO端口輸出脈沖信號到驅動電路模塊，實現電子鎖的開啟。

以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，但本發明并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發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權利要求所限定的范圍內。