基于J2ME的手机监控系统
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摘要:简要介绍了Windows下的J2ME(Java2 Mobile Edition )手机开发环境――J2ME Wire less Toolkit,讨论基于其上的手机监控系统的设计和实现,并就无线通信系统部分如何实现从现有的GPRS系统过渡到3G系统做了介绍。
中图分类号:TN929文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6983-02
Monitor System Based on Mobile Phone with J2ME
YE Peng-ge, WANG Han
(Hangzhou Armed Police Command College, Hangzhou 310023, China)
Abstract: The Article briefly introduces the platform of J2ME mobile phone developing environment which is operated under Windows -J2ME Wireless toolkit. Discusses the technology ofdesign andrealization the Monitor System based on Mobile phone with J2ME.Meanwhile,Introduces the Wireless communication system part on how to achieve 3G system fromthe existing GPRS system.
Key words: J2ME; mobile phone monitor system; wireless communication; GPRS; 3G
随着3G时代来临,数据传输速度有了大幅提升,3G可以实现名副其实的移动宽带。除了能够满足日常通话、短信需求之外,3G手机还能处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式。对于企业、政府等行业用户而言,视频监控应用前景广阔。比方说,上半年甲型H1N1流感盛行,来自墨西哥的航班降落浦东国际机场,应上海市出入境检验检疫局对来自流感疫区的检疫要求,上海电信紧急在浦东机场停机坪等处安装3G无线全球眼,以实现航班落地后在机舱内实施检验检疫测量体温等防疫工作。同时,3G时代的到来也给个人用户带来实实在在的便利。举个例子,正在上班的母亲,摆弄了一下手机按键,孩子在家的实时图像就出现在了手机屏幕中。本文主要讨论基于J2ME技术,实现手机移动多媒体业务的一个典型应用:手机监控系统,并就无线通信系统部分如何实现从现有的GPRS系统过渡到3G系统做了介绍。
1 系统采用主要技术
1.1 J2ME 与MIDlet
Sun Microsystems 将 J2ME 定义为“一种以广泛的消费性产品为目标的的高度优化的 Java 运行时环境,包括寻呼机、移动电话、可视电话、数字机顶盒和汽车导航系统。”
J2ME 使用配置(Configuration)和简表(Profile)定制 Java 运行时环境 (JRE)。作为一个完整的JRE,J2ME 由配置和简表组成,配置决定了使用的 JVM,而简表通过添加特定于域的类来定义应用程序。
MIDP(Mobile Information Device Profile,移动信息设备简表)定义了关于移动信息设备(主要指智能手机和一部分具有无线通信功能的PDA)的图形界面,输入和时间处理,持久性存储,短消息等等的API,并且考虑到了移动信息设备的屏幕和内存限制。类似于J2SE中的Applet框架,MIDP提供了基于javax.microedition.midlet包的MIDlet应用程序框架。
MIDlet 是MDIP应用程序的基本单位,它必须继承自javax.microedition.midlet. MIDlet类。MIDlet 是本系统客户端所开发的手机应用程序类型。MIDlet 程序包括三种运行状态:Active,Paused和Destroyed,。MIDlet的运行是由startApp(),pauseApp()和destroyApp()这三个方法控制的。编写 一 个 MIDlet程序,实际上就是实现startAtpp(),pauseApp()和destroyApp()这三个方法和构造函数,然后控制程序在这三种运行状态之间转换而成的。
1.2 移动流媒体和Java多媒体框架(JMF)
所谓移动流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上,让移动终端用户能够一边下载一边观看、收听,而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。实际上移动流媒体技术是网络音视频技术和移动通讯技术发展到一定阶段的产物,它是融合很多网络技术之后所产生的技术,它会涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储以及网络通信等多项技术。
随着第三代移动通信技术的逐步成熟,将移动流媒体技术引入移动数据增值业务,已经成为目前全球范围内移动业务研究的热点之一。移动流媒体业务的各种应用也相继出现,例如人们非常熟悉的视频点播、远程教育、远监控等。
JMF实际上是Java的一个类包。JMF 2.1.1技术提供了先进的媒体处理能力,从而扩展了Java平台的功能。这些功能包括:媒体捕获、压缩、流转、回放,以及对各种主要媒体形式和编码的支 持,如M-JPEG、H.263、MP3、RTP/RTSP (实时传送协议和实时流转协议)、Macromedias Flash等。JMF 2.1.1还支持广受欢迎的媒体类型,如QuickTime、Microsoft AVI和MPEG-1等。此外,JMF 2.1.1软件中包括了一个开放的媒体架构,可使开发人员灵活采用各种媒体回放、捕获组件,或采用他们自己的定制的内插组件。
在开发JMF 应用程序之前要完全理解JMF 的体系架构、接口和类。JMF 提供的模型可大致分为6类:数据源(Data source),截取设备(Capture Device,包括视频和音频截取设备),播放器(Player),处理器(Processor),数据格式(Format)和管理器(Manager)。
2 系统实现
整个系统由由服务器端、无线通信系统和客户端三个部分构成。系统充分利用了无线通信系统的移动性和灵活性,无论用户身处何地,只要随身携带了智能手机等无线移动终端就可以对自己关心的地方进行实时监视。
2.1 服务器端
服务器端 用Tomcat5 .5+Servlet+mySql来搭建,用J2SE+JMF+JDBC编程实现。服务器端主要做的工作有两个:1) 捕获视频,保存视频;2) 架设web服务器。
2.1.1 保存监控数据为视频文件
JMF API中既有对HTTP协议的支持也有对RTP协议的支持,用来实现视频流的采集与编码。对于本系统而言,首先是找到捕获设备,然后取到捕获设备的位置信息。如果要保存所采集的数据,就要创建一个处理器。然后将处理器的输出作为数据池的输入。当启动数据池的时候,就可以把捕获的数据保存成文件了。具体步骤如下:1) 获取视频捕获设备的medialocator地址。2) 以获取的medialocator为参数,创建Processor。3) 设置Processor,输出类型为MPEG格式。4) 以Processor的输出为参数,创建数据源。5) 建立一个保存文件位置的MediaLocator。6) 以输入数据源和输出数据源为参数,建立一个DataSink。7) 调用Processor的StreamWriterControl,设置Processor控制生成文件的大小。8) 设置完毕,可以启动Processor和DataSink来保存捕获数据了。
2.1.2 架设web服务器
用Tomcat配置web服务器。用Servlet来监听是否有客户端请求,当客户端发送请求至服务器时,服务器将请求信息发送给Servlet,并让Servlet建立起服务器返回给客户端的响应。
2.2 无线通信系统
本系统的通信部分可以采用现有的2.5G或者即将商用的3G。其主要区别为数据传输速率及通信协议的选用。虽然现在的流媒体发展迅速,但是针对手机而言,由于手机本身内存的限制以及无线通信系统的不确定性,支持RTP/RTCP等流媒体传输协议的终端还不是很多,而2.5G系统中能够访问网络的手机终端几乎都支持HTTP协议,所以本系统选择了HTTP协议作为整个系统的协议,在GPRS网络中实现视频监控功能。GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。GPRS的数据传输最高可达到115kbps- 170kbps。随着3G的商用,本系统可以不做任何修改,平滑地过渡到3G系统,或者只需把HTTP协议改为更为适合流媒体传输的RTP/RTCP协议,便可以通过较小的改动轻松的过渡到3G系统,达到更好的效果。
2.3 客户端
系统的客户端是支持MIDP2.0的Java移动终端(手机、PDA等)。目前我们所使用的手机绝大多数都满足此要求,所以利用现有的手持设备就可以轻松的对自己关心的区域进行监控。客户端的主要功能是与服务器端建立连接,并且播放从服务器取得的视频文件。客户端可以随时随地连接服务器,进行接近于实时的监控。
客户端采用MVC设计模式,用J2ME+MMAPI编程实现。移动媒体API(Mobile Media API)为J2ME设备上媒体的播放提供了高层的API接口,很容易实现视频在手机中播放,关键代码如下:
pl=Manager.createPlayer(in,“video/mpeg”);
pl.prefetch();
vc =(VideoControl)pl.getControl(“VideoControl”);
3 结束语
本文提出了一种基于J2ME的手机监控系统的解决方案。本系统的设计和实现既可以在目前的GPRS网络上顺利的进行视频监控,又可以平滑的过渡到3G系统,从而提供更加顺畅的视频流服务。当然,随着3G的大规模商用的展开,3G平台上的服务将日趋多元化,对整个系统的安全性和流畅性还会提出更高的要求。
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