基于安卓平台的楼宇对讲系统设计与实现

刘群++黎自强

摘要：可视对讲系统主要用于楼内住户与外来访客之间提供双向通话，并可通过门口机上的摄像机为住户提供来客的图像，为住户判定是否让来客进入的直接依据。该系统采用密码开锁或刷卡锁，使用户能方便地利用自己家的密码或卡片开锁，保证了密码开锁的保密性和唯一性。该系统通过互联网进行互联，不需要楼宇布线，节约成本。

关键词：安卓 楼宇对讲 音频 视频

中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0180-01

1 引言

随着社会发展的日新月异，人们的生活开始步入网络时代，数字化浪潮席卷了各行各业，传统的楼宇对讲产品也逐渐朝着数字化、网络化、信息化和智能家居的方向发展[1]。可视对讲系统是一套现代化的小康住宅服务措施，提供访客与住户之间双向可视通话，达到图像、语音双重识别从而增加安全可靠性，同时节省大量的时间，提高了工作效率。

2 功能分析

基于安卓平台的楼宇对讲系统，通过互联网进行互联，由门口机、室内分机、樓宇对讲服务器组成[2]。

门口机的可视对讲功能是通过房间号呼叫用户室内机，进行可视对讲。门口机开锁可密码开锁、IC卡刷卡开锁或接收用户室内机远程开锁命令信号，打开本地门禁电控锁。参数设置是地址设定，在工程安装时设置或修改对应的门口机的编号和服务器的IP地址。

室内分机提供服务器参数设置，设置服务器的IP地址，对语音、视频的数据进行远程传输。

音视频服务器运行在远程服务器上，设置音频服务器和视频服务器的IP和端口，接收门口机和室内分机的对讲请求，根据协议对数据进行转发。

3 系统构思

3.1 门口机、室内分机选取

门口机由硬件厂商提供，为定制的硬件设备，内置Android系统，并提供硬件驱动，有键盘按键驱动、摄像头驱动、音频驱动、电子锁开锁驱动、刷卡驱动等。室内分机为普通的平板电脑或智能手机，可满足客户需要。

3.2 文件存储系统的选取

楼宇系统的数据本来考虑使用文本文件来进行数据存储，再使用一个加密算法来进行加密即可完成数据的存储，但考虑到对文本文件的读写操作比较麻烦，最终选择了SQLite数据，这是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，在android的智能手机中已经内置支持，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。

3.3 视频网络传输选择

在android平台中，视频网络传输的实现可以使用以下方式，camera的回调函数发送原始的yuv420数据；用MediaRecorder对yuv420进行H264硬编码后发送；调用本地H264编码库（JNI）对一帧YUV420数据编码后发送；对一帧数据用JPEG方式压缩后传输。以320×240大小的视频传输为例，对这些方案进行了测试，第一种方案，压缩率低，平均流量消耗很高；第二种和第三种方案压缩率高，平均流量消耗低，但有很强的硬件依赖性，不同的手机表现是不一样的，有的手机数据传输的时候会出现阻塞现象；第四种方案压缩率良好，硬件兼容性好[4]。在楼宇对讲系统中，目前只需要单向视频传输，即将门口机的视频传输到室内分机，对视频质量要求不是很高，室内分机会使用不同厂商的平板电脑或手机，考虑到以上原因，视频网络传输选择选择第四种方案，即对一帧数据用JPEG方式压缩后传输。

4 模块功能实现

该系统总体思路就是通过互联网进行互联，门口机通过房间号呼叫用户室内机，连接成功后，进行可视对讲和远程开门等，下面对主要模块作简要说明。

4.1 视频实时传输模块

楼宇对讲系统是基于互联网通信，即门口机与室内分机不能直接进行网络传输，需要借助于服务器进行数据中转[5]。在门口机中通过实现Camera.PreviewCallback接口，在其onPreviewFrame重载函数里面获取摄像头当前图像数据，对图像数据进行压缩，通过Socket将图像数据和相关的用户名、命令等数据，传输到服务器程序，在服务器程序中，接收图像数据和指令，对指令格式进行分析，解析出单元主机号和用户名，根据用户名规则将数据流写入到对应的Socket，如楼栋门口机的主机编号统一为6位，室内分机的登陆用户统一为10位（6位主机号+4位的房间号），同一楼栋只有一户实时通话，将前6位相同的数据进行转发。

4.2 远程开门模块

室内分机的用户，在可视对讲时，通过开门按钮发送远程开门的指令，在android中，调用后台管理中心的接口，将开门请求数据保存到服务器的数据库上。

4.3 参数设置模块

在门口机中，根据楼栋的不同，灵活设置参数，设置服务器的IP地址和门口机的单元编号。还有在室内分机中，也需要设置服务器的地址等参数设置。考虑到参数信息需要保存和读取，以XML文件的格式操作更方便，在android中通过SharedPreferences对象，以私有模式操作，提供getSharedPreferences方法读取数据，Editor方法将数据写入XML文件。

5 结语

楼宇对讲系统作为一项必备的门禁控制系统，利用可视对讲识别访客，杜绝闲杂人员随便出入。可视对讲系统是在住户、单元楼入口安装防盗门和可视对讲装置，以实现访客与住户可视对讲；住户可遥控开启防盗门，有效地防止非法人员进入住宅楼内。门口主机可利用密码、感应卡开启防盗门锁。

参考文献

[1]王培任.智能家居与楼宇对讲市场发展分析[J].中国安防，2011（4）.

[2]周卫斌，吴勇，倪慧珍，魏建云，张阳.Android楼宇对讲的SIP信令控制技术研究[J].电视技术，2013（8）.

[3]许庆泳，谭鸽伟.应用SIP协议的楼宇对讲系统设计与实现[J].华侨大学学报（自然科学版），2014 （7）.

[4]宋谦.楼宇对讲系统设计分析[J].安防科技，2006（4）.

[5]浦启刚.TCP/IP数字化楼宇对讲系统发展趋向[J].建设科技，2012（2）.

收稿日期：2016-09-01

作者简介：刘群（1982—），男，湖南衡阳人，硕士，助教，研究方向：教学改革研究，企业信息化；黎自强（1963—），男，湖南湘潭人，计算机应用技术

专业博士，教授，博士生导师，中国民主同盟盟员 ，中国计算机学会会员，研究方向：软件工程。