专利名称：一种基于移动终端的远程监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种监控系统及方法，特别涉及一种基于移动终端的远程监控系统及方法。
背景技术：
远程监控系统利用网络将图像、声音传递至监控端。图1为传统的远程视像监控系统框图。这样的监控系统有影像声音采集端(监控采集端)1、服务器2及观看端3组成，服务器可以支持多用户的观看。该系统允许同时观看的用户数受到服务器的性能，数量及网络带宽的限制，并且观看端是电脑监视器等不易携带的设备。
传统的远程视像监控系统的特点是所有的数据包括控制数据，视频音频数据都通过服务器来传送至观看端，该系统允许同时在线的用户数和服务器端的带宽有很大的关系。比如50Kbps的视频流，在服务器网络带宽10Mbps的情况下，最多支持的并发用户数为200个。而且观看端多是利用计算机显示器或者监视器，不能随时随地地实施监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于移动终端的远程监控系统及方法，监控观看端是基于移动终端的设备，可以随时随地地实施监控，而且易于携带。
本发明的另一目的在于提供一种基于移动终端的远程监控系统及方法，大大提高同时并发的用户数，同时将使用更少的系统资源。
本发明的目的是这样实现的本发明公开了一种基于移动终端的远程监控系统，包括至少一个监控采集端、服务器及至少一个观看端，所述服务器用于与所述监控采集端和所述观看端建立连接，并引导数据的传送，所述的观看端根据从服务器获得的信息，通过网络直接从所述的监控采集端获得视频音频数据流，所述观看端运行于移动终端上。
所述服务器包括用户信息管理模块，用于设定并记录用户的信息；认证模块，用于用户名合法性认证；采集端ID确认模块，用于向采集端返回该用户所注册的监控地点信息，在用户选择其中之一后，将该ID的采集端置为网络在线状态；网络链接信息管理模块，用于记录采集端的网络连接信息，该信息可以使观看端直接访问采集端，使采集端的视频音频数据流可以直接传输给观看端。
所述服务器还包括数据库，用于存储用户的信息。
所述用户信息管理模块可通过网站进行设定和记录，也可通过移动终端进行设定和记录。
所述监控采集端包括视频音频采集模块，用于采集连接的视频音频设备的数据，将其转换为视频音频编码模块可以接受的数据格式并传送给视频音频编码模块；视频音频编码模块，用于将视频数据或音频数据进行压缩处理；视频音频数据流生成模块，用于将压缩生成的视频音频数据按照其相应的时间关系生成适合网络传输的视频音频数据流；网络传输模块，用于向观看端传送视频音频数据流；网络传输控制模块，用于与服务器建立并保持连接，报告自己的网络连接信息，在网络中断时自动重新连接，并更新自己的网络连接信息；用户认证模块，用于向服务器报告自己的用户名密码信息，获得验证；采集位置确认模块，用于接受服务器传来的可用位置信息；通道位置信息模块，用于记录视频音频设备信息对应的影像声音相应的名称和通道号并在需要时传送给观看端。
数据存储模块，用于将视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
所述观看端包括用户认证模块，用于向服务器报告自己的用户名密码信息，获得验证；用户信息获取模块，用于两部分数据的获取，一是从服务器网络链接信息管理模块获得数据，二是从某个监控采集端通道位置信息模块获得数据；用户信息显示模块，用于将用户信息获取模块获得的数据形象的显示出来；
观看控制模块，用于根据用户信息获取模块获得的数据，选择观看某一监控采集点的某一通道；数据传输模块，用于根据观看控制模块的要求，向监控采集端发出请求，接收相应通道的视频音频数据流；视频音频数据流分析模块，用于分析从数据传输模块得到的视频音频数据流，得到独立的视频和音频数据；视频音频解码模块，用于将视频音频数据解码；视频音频播放模块，用于将解码后的音频视频数据按照其相应的时间关系进行播放。
数据存储模块，用于将接收到的视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看；本发明还公开了一种基于移动终端的远程监控方法，所述服务器用于与所述监控采集端和所述观看端建立连接，并引导数据的传送，所述的观看端根据从服务器获得的信息，通过网络直接从所述的监控采集端获得视频音频数据流。所述观看端运行于移动终端上。
所述方法还包括如下步骤所述观看端建立网络连接，与服务器相连；所述服务器处理用户的认证请求，获取并验证观看用户信息；所述服务器处理监控采集的认证请求，获取并验证监控采集用户的信息；所述观看端控制选择监控采集端，并接受监控采集的视频音频数据；所述观看端分析、解码和播放视频音频数据；所述服务器处理网络状态变化。
所述的认证包括查看连接的用户的用户名和密码是否正确，还可包括对采集端连接和观看端连接的认证。
所述方法还包括用户信息管理步骤，用于设定并记录用户的信息。
所述用户信息管理步骤可通过网站进行设定和记录，也可通过移动终端进行设定和记录。
所述方法还包括如下步骤视频音频采集步骤，用于采集连接的视频音频设备的数据，将其转换为视频音频编码可以接受的数据格式进行编码；
视频音频编码步骤，用于将视频数据或音频数据进行压缩处理；生成视频音频数据流步骤，用于将压缩生成的视频音频数据按照其相应的时间关系生成适合网络传输的视频音频数据流；网络传输步骤，用于向观看端传送视频音频数据流；网络传输控制步骤，用于与服务器建立并保持连接，报告自己的网络连接信息，在网络中断时自动重新连接，并更新自己的网络连接信息；采集位置确认步骤，用于接受服务器传来的可用位置信息；通道位置信息步骤，用于记录视频音频设备信息对应的影像声音相应的名称和通道号并在需要时传送给观看端。
所述视频音频编码模块中的压缩处理是采用相应的算法将原始很大的视频音频数据流处理成为较小的数据流。
所述方法还包括如下步骤获取用户信息步骤，用于两部分数据的获取，一是通过服务器网络链接信息获得数据，二是通过某个监控采集端通道位置信息获得数据；显示用户信息步骤，用于将用户信息获取模块获得的数据形象的显示出来；观看控制步骤，用于根据获得的所述数据，选择观看某一监控采集点的某一通道；数据传输步骤，用于根据观看控制的要求发出请求，接收相应通道的视频音频数据流；分析视频音频数据流步骤，用于分析数据传输得到的视频音频数据流，得到独立的视频和音频数据；视频音频解码步骤，用于将视频音频数据解码；播放视频音频步骤，用于将解码后的音频视频数据按照其相应的时间关系进行播放。
数据存储步骤，用于将接收到的视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
本发明系统的优势是大大提高同时并发的用户数，同时将使用更少的系统资源。而且，本发明可以随时随地地实施监控。
图1为传统的远程视像监控系统框图；图2为本发明的远程视像监控系统框图；图3为本发明的远程视像监控系统另一个实施例框图；图4为本发明的远程视像监控系统再一个实施例框图；图5为本发明的远程视像监控系统中用户信息注册系统流程图；图6为本发明的远程视像监控系统中服务器处理观看端的流程图；图7为本发明的远程视像监控系统中服务器处理采集登陆的流程图；图8为本发明的远程视像监控系统中服务器处理网络变化的流程图；图9为本发明的远程视像监控系统的详细组成图；图10-1、图10-2为本发明的远程视像监控系统用户观看并操纵的流程图。
具体实施例方式
参见图2、图3，图2为本发明的远程视像监控系统框图，图3为本发明的远程视像监控系统另一个实施例框图。本系统包括监控采集端1、服务器2及观看端3，其特点是将占数据流很大比例的视频音频数据流不从服务器2传送，而是直接传送给观看端3，服务器负责其它数据(如控制数据)的传送。该系统将大大提高系统的并发用户数目。
以50Kbps的视频音频流为例，其它数据为共计为1kbps。在服务器网络带宽10Mbps的情况下，传统的监控系统最多支持的并发用户数为(10M/50k)200个。本发明的系统将并发支持(10M/1k)＝1万用户。假设用户可以接受的延迟等待时间是10秒钟，本发明的系统将并发支持(10M/1k)×10秒＝10万用户。也就是说该系统同时支持10万个用户观看10万个不同视频音频采集端。如果观看的用户是分不同的时间登陆，该系统理论上可以支持无限个用户。
如图4，为本发明的远程视像监控系统再一个实施例框图。
用户在不同的地点架设了监控采集端，每个监控采集端连接了数量不等的监控设备，如摄像头5、麦克风用来采集现场的影像与声音。图中M，N，X表示自然数。用户在观看端启用观看程序或设备连接服务器，经过用户信息安全验证之后，选择需要观看的监控点，随后监控点的视频音频数据由相应的监控采集端传送至用户的观看端。
下面将详细叙述本发明的实现，分四部分用户信息注册系统、监控采集端、服务器和观看端。
1)用户信息注册系统。用来设定并记录用户的必要信息，如用户名，密码。该用户将要设定的不同的监控地点的名称。该信息将被存储在数据库4中。表1表示数据库4中将会存储用户名和密码信息，如用户名John，密码为John123。
表1
表2表示数据库中将会存储该用户所设定的监控地点信息。监控地点ID是一个数值，由系统自动分配，每一个监控采集端有唯一的ID值，监控地点的名称由用户自己命名。
表2
用户可以通过多种方式注册以上信息，通过网站注册是常用的一种方法，在移动终端上注册是另外一种方法。图5为本发明的远程视像监控系统中用户信息注册系统流程图，表示了该过程步骤501，输入用户名密码，步骤502，数据库中形成表1，步骤503，输入监控地点名称，步骤504，数据库产生新的ID值与该地点名称对应，步骤505，判断是否完成输入，如果没有完成，则返回到步骤503，如果完成，则在数据库中形成表2，步骤506。
2)监控采集端1见图9所示，图9为本发明的远程视像监控系统的详细组成图。监控采集端1包括视频音频采集模块11、视频音频编码模块12、视频音频数据流生成模块13、网络传输模块14、网络传输控制模块19、用户认证模块17、采集位置确认模块18、通道位置信息模块15。
视频音频采集模块11，负责采集连接的视频音频设备6的数据，将其转换为视频音频编码模块12可以接受的数据格式并传送给视频音频编码模块12。
视频音频编码模块12，负责将视频数据或音频数据进行压缩处理。压缩处理采用相应的算法将原始很大的视频音频数据流处理成为较小的数据流。视频压缩如MPEG4，H264等，音频压缩如MP3，AMR，AAC等。
视频音频数据流生成模块13，负责将压缩生成的视频音频数据按照其相应的时间关系生成适合网络传输的视频音频数据流。
网络传输模块14，负责向观看端1传送视频音频数据流。
网络传输控制模块19，负责与服务器2建立并保持连接，报告自己的网络连接信息，如IP地址，在网络中断时自动重新连接，并更新自己的网络连接信息。
数据存储模块16，将视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
用户认证模块17，向服务器2报告自己的用户名密码信息，获得验证。
采集位置确认模块18，接受服务器2传来的可用位置信息，如表2，确认本采集端的所属位置，例如选择该采集端为北京会议室。
通道位置信息模块15，监控采集端连接的视频音频采集设备至少有一个，即每个采集端(监控地点)至少有一路影像可供观看。每一路可供观看的影像声音均有相应的名称和通道号。如一号摄像头对的位置叫大门，二号摄像头对的位置叫窗户等，通道位置信息模块就是记录该信息并在需要时传送给观看端的模块。表3表述了通道位置信息的内容。其中状态栏信息表示该通道的工作状态。在线表示正常，可以观看，离线表示不可以观看。
表3
3)服务器2，包括用户信息管理模块24、认证模块21、采集端ID确认模块22、网络链接信息管理模块23。
用户信息管理模块24，负责从数据库中找到相应用户的信息，如监控地点ID，监控地点的名称。
认证模块21，负责用户名合法性认证。查看连接的用户的用户名和密码是否正确。该认证包括对采集端连接和观看端连接的认证。
采集端ID确认模块22，负责向采集端返回该用户所注册的监控地点信息，在用户选择其中之一后，将该ID的采集端置为网络在线状态。如采集端用户John正确登陆后，采集端ID确认模块向该采集端返回其有效的监控地点信息北京会议室，上海办公室，John选择当前采集端为北京会议室，采集端ID确认模块将John的北京会议室置为网络在线状态。
网络链接信息管理模块23，负责记录采集端的网络连接信息，该信息可以使观看端直接访问采集端，使采集端的视频音频数据流可以直接传输给观看端。典型的网络连接信息是采集端的Internet的IP地址，该IP地址在Internet上唯一且可以被访问。如当采集端以ADSL方式接入Internet时就具有这样的IP地址。网络链接信息管理模块结合用户信息管理模块，形成并保存着如下的一个表格4。
用户John，监控地点ID 1001(名称为北京会议室)，网络IP为xxx.xxx.xxx.xxx，状态为在线，监控地点ID 1002(名称为上海办公室)，网络IP无效，状态为离线。
表4
当采集端由于网络连接中断，重新连接或者其它原因导致其网络连接信息改变，如IP地址的变动，采集端通知服务器网络链接信息管理模块其相应的变动，网络链接信息管理模块则更新表4信息。
图6表示了本发明中服务器处理观看端的流程图，步骤601，观看端用户认证请求，步骤602，查看数据库用户信息，步骤603，判断是否合法用户，如果不是，则返回验证失败错误，步骤604，如果是，向观看端返回表4的数据，步骤605。
图7为本发明的远程视像监控系统中服务器处理采集登陆的流程图，步骤701，采集端用户认证请求，步骤702，查看数据库用户信息，步骤703，判断是否合法用户，如果不是，则返回验证失败错误，步骤704，如果是，采集端监控地点ID和监控地点IP报告，步骤705，服务器形成表4的数据，步骤706。
图8为本发明的远程视像监控系统中服务器处理网络变化的流程图，步骤801，采集端网络发生变化，采集端向服务器报告新的网络信息，步骤803，服务器更新表4的数据。步骤804，服务器检查采集端网络状态，步骤803，服务器更新表4的数据。
4)观看端3，运行于移动终端上，包括用户认证模块31、用户信息获取模块33、用户信息显示模块34，观看控制模块32、数据传输模块35、视频音频数据流分析模块37、视频音频解码模块38、视频音频播放模块39。
用户认证模块31，向服务器报告自己的用户名密码信息，获得验证。
用户信息获取模块33，包括两部分数据的获取，一是从服务器网络链接信息管理模块23获得表4的数据，二是从某个监控采集端通道位置信息模块15获得表3的数据。
用户信息显示模块34，将获得的表3或4的数据形象的显示出来。如用不同颜色表示设备的不同状态。如黄色的灯表示在线，灰色的灯表示离线，绿色的灯表示正在观看的点。
观看控制模块32，根据获得的表3和表4的数据，选择观看某一监控采集点的某一通道。
数据传输模块35，根据观看控制模块32的要求，向监控采集端1发出请求，接收相应通道的视频音频数据流。
数据存储模块31，将接收到的视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
视频音频数据流分析模块37，分析从数据传输模块35得到的视频音频数据流，得到独立的视频和音频数据。
视频音频解码模块38，将视频音频数据解码。
视频音频播放模块39，将解码后的音频视频数据按照其相应的时间关系进行播放。
图10-1、图10-2为本发明的远程视像监控系统用户观看并操纵的流程图，步骤901，用户启动移动终端上的程序；步骤902，建立网络连接；步骤903，连接服务器；步骤904，服务器用户名密码验证；步骤905，判断是否通过验证，如果不能通过验证，进入步骤906，判断是否重新输入，如果是，则进入步骤904，如果否，退出。
如果通过验证，进入步骤907，从服务器获得表4的数据；步骤908，显示表4的数据和状态。
步骤909，选择其中一个在线的采集点位置观看；步骤910，连接选择的采集点；步骤912，采集端用户名密码验证；步骤913，判断是否通过验证，如果不能通过，则退出，如果通过，进入步骤914，从采集端获得表3的数据，并显示表3的数据和状态，步骤915。
步骤916，选择其中一个在线的通道观看；步骤917，接受来自采集端的数据流；步骤918，分析数据流；步骤919，视频音频解码；步骤920，播放视频音频。
步骤921，判断是否保存，如果保存，进入步骤922，保存视频音频数据流。如果不保存，则进入步骤923，判断是否观看其他通道，如果是，返回步骤915，如果否，进入步骤924，判断是否观看位置，如果是，返回步骤908，如果否，则退出。
移动终端无论从硬件上还是软件上都有着不同的实现方案。比如硬件上有使用但不限于TI、Intel、Philip、Qualcomm的方案，软件上有但不限于windowsmobile、Symbian、Palm、Linux、Brew、Java等平台和环境，无论哪一种，都可以用本发明所描述的方法实现所述的远程监控系统。
本发明适用于现有的普通移动终端的无线网络环境，包括但不限于GSM、CDMA、CDMA-2000、WCDMA、TDS-CDMA、LASCDMA、PHS网络。
权利要求
1.一种基于移动终端的远程监控系统，包括至少一个监控采集端、服务器及至少一个观看端，其特征在于，所述服务器用于与所述监控采集端和所述观看端建立连接，并引导数据的传送，所述的观看端根据从服务器获得的信息，通过网络直接从所述的监控采集端获得视频音频数据流，所述观看端运行于移动终端上。
2.如权利要求1所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述服务器包括用户信息管理模块，用于设定并记录用户的信息；认证模块，用于用户名合法性认证；采集端ID确认模块，用于向采集端返回该用户所注册的监控地点信息，在用户选择其中之一后，将该ID的采集端置为网络在线状态；网络链接信息管理模块，用于记录采集端的网络连接信息，该信息可以使观看端直接访问采集端，使采集端的视频音频数据流可以直接传输给观看端。
3.如权利要求2所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述用户信息管理模块可通过网站进行设定和记录，也可通过移动终端进行设定和记录。
4.如权利要求1所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述监控采集端包括视频音频采集模块，用于采集连接的视频音频设备的数据，将其转换为视频音频编码模块可以接受的数据格式并传送给视频音频编码模块；视频音频编码模块，用于将视频数据或音频数据进行压缩处理；视频音频数据流生成模块，用于将压缩生成的视频音频数据按照其相应的时间关系生成适合网络传输的视频音频数据流；网络传输模块，用于向观看端传送视频音频数据流；
5.如权利要求4所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述监控采集端还包括网络传输控制模块，用于与服务器建立并保持连接，报告自己的网络连接信息，在网络中断时自动重新连接，并更新自己的网络连接信息；用户认证模块，用于向服务器报告自己的用户名密码信息，获得验证；采集位置确认模块，用于接受服务器传来的可用位置信息；通道位置信息模块，用于记录视频音频设备信息对应的影像声音相应的名称和通道号并在需要时传送给观看端。
6.如权利要求4或5所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述监控采集端还包括数据存储模块，用于将视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
7.如权利要求1所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述观看端包括用户认证模块，用于向服务器报告自己的用户名密码信息，获得验证；用户信息获取模块，用于两部分数据的获取，一是从服务器网络链接信息管理模块获得数据，二是从某个监控采集端通道位置信息模块获得数据；用户信息显示模块，用于将用户信息获取模块获得的数据形象的显示出来；观看控制模块，用于根据用户信息获取模块获得的数据，选择观看某一监控采集点的某一通道；数据传输模块，用于根据观看控制模块的要求，向监控采集端发出请求，接收相应通道的视频音频数据流；视频音频数据流分析模块，用于分析从数据传输模块得到的视频音频数据流，得到独立的视频和音频数据；视频音频解码模块，用于将视频音频数据解码；视频音频播放模块，用于将解码后的音频视频数据按照其相应的时间关系进行播放。
8.如权利要求6所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述观看端还包括数据存储模块，用于将接收到的视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看；
9.一种基于移动终端的远程监控方法，其特征在于，所述服务器用于与所述监控采集端和所述观看端建立连接，并引导数据的传送，所述的观看端根据从服务器获得的信息，通过网络直接从所述的监控采集端获得视频音频数据流，所述观看端运行于移动终端上。
10.如权利要求9所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，该方法还包括如下步骤所述观看端建立网络连接，与服务器相连；所述服务器处理用户的认证请求，获取并验证观看用户信息；所述服务器处理监控采集的认证请求，获取并验证监控采集用户的信息；所述观看端控制选择监控采集端，并接受监控采集的视频音频数据；所述观看端分析、解码和播放视频音频数据；所述服务器处理网络状态变化。
11.如权利要求10所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述的认证包括查看连接的用户的用户名和密码是否正确，还可包括对采集端连接和观看端连接的认证。
12.如权利要求9所述的基于移动终端的远程监控方法，其特征在于，所述方法还包括用户信息管理步骤，用于设定并记录用户的信息。
13.如权利要求12所述的基于移动终端的远程监控方法，其特征在于，所述用户信息管理步骤可通过网站进行设定和记录，也可通过移动终端进行设定和记录。
14.如权利要求9所述的基于移动终端的远程监控方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤视频音频采集步骤，用于采集连接的视频音频设备的数据，将其转换为视频音频编码可以接受的数据格式进行编码；视频音频编码步骤，用于将视频数据或音频数据进行压缩处理；生成视频音频数据流步骤，用于将压缩生成的视频音频数据按照其相应的时间关系生成适合网络传输的视频音频数据流；网络传输步骤，用于向观看端传送视频音频数据流；网络传输控制步骤，用于与服务器建立并保持连接，报告自己的网络连接信息，在网络中断时自动重新连接，并更新自己的网络连接信息；采集位置确认步骤，用于接受服务器传来的可用位置信息；通道位置信息步骤，用于记录视频音频设备信息对应的影像声音相应的名称和通道号并在需要时传送给观看端。
15.如权利要求14所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述视频音频编码模块中的压缩处理是采用相应的算法将原始很大的视频音频数据流处理成为较小的数据流。
16.如权利要求9或14所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述方法还包括如下步骤获取用户信息步骤，用于两部分数据的获取，一是通过服务器网络链接信息获得数据，二是通过某个监控采集端通道位置信息获得数据；显示用户信息步骤，用于将用户信息获取模块获得的数据形象的显示出来；观看控制步骤，用于根据获得的所述数据，选择观看某一监控采集点的某一通道；数据传输步骤，用于根据观看控制的要求发出请求，接收相应通道的视频音频数据流；分析视频音频数据流步骤，用于分析数据传输得到的视频音频数据流，得到独立的视频和音频数据；视频音频解码步骤，用于将视频音频数据解码；播放视频音频步骤，用于将解码后的音频视频数据按照其相应的时间关系进行播放。
17.如权利要求16所述的基于移动终端的远程监控系统，其特征在于，所述方法还包括数据存储步骤，用于将接收到的视频音频数据流存储下来，以供后面回放观看。
全文摘要
本发明涉及一种基于移动终端的远程监控系统及方法，远程监控系统包括至少一个监控采集端、服务器及至少一个观看端，所述服务器用于与所述监控采集端和所述观看端建立连接，并引导数据的传送，所述的观看端根据从服务器获得的信息，通过网络直接从所述的监控采集端获得视频音频数据流，所述观看端运行于移动终端上。本发明可以大大提高同时并发的用户数，同时将使用更少的系统资源。而且监控观看端是基于移动终端的设备，可以随时随地地实施监控，而且易于携带。本发明适用于现有的普通移动终端的无线网络环境，包括但不限于GSM、CDMA、CDMA－2000、WCDMA、TDS－CDMA、LASCDMA、PHS网络。
文档编号H04N7/18GK1585309SQ20041000912
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月24日 优先权日2004年5月24日
发明者丁力 申请人:萧学文