移動通信網絡監控系統的設計與實現

于隆

【摘 要】隨著智能手機的發展以及移動互連設備的廣泛使用，以及通過 WiFi 或蜂窩網絡而建立的廣泛連接，人們已經可以通過無線網絡獲取或者發送實時的監控圖像，直觀地報告或觀察現場活動。智能手機終端的普及為移動通信網絡監控提供了承載的終端，3G通信網絡的發展為移動通信網絡監控數據的傳輸提供了保證，這些都為實現移動通信網絡監控提供了有利條件。移動通信網絡監控具有移動性和實時性，用戶可以通過移動通信網絡隨時隨地監控，滿足用戶多元化的需求。數字化、網絡化、智能化是目前移動通信網絡監控技術發展的方向。

【關鍵詞】移動通信網絡 監控系統 設計

移動終端不斷普及，臺式機、筆記本和移動終端的界限越來越模糊，很多功能都可以轉移到移動終端上，同時移動終端無論從聽說讀寫還是從感知方面都擁有電腦所沒有的優勢。作為移動互聯網業務之一，移動平臺的網絡監控，也開始逐漸發展起來。

1 移動通信Android平臺簡介

Android的系統架構和其操作系統一樣，采用了分層的架構。 Android結構分為四個層，從高層到低層分別是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層和Linux內核層。Android會同一系列核心應用程序包一起發布，該應用程序包包括客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯系人管理程序等。所有的應用程序都是使用JAVA語言編寫的。Android系統既是一個完全開放的系統，也是一個完整的生態系統。

2 移動通信Android開發環境

2.1 安裝Java語言運行環境

Android應用程序采用Java代碼開發，在Win 7系統下，需要Java編譯器JDK，經典版本是JDK1.6，安裝JDK之前要先安裝JRE，即Java運行時環境，就是Java運行虛擬機。

2.2 下載安裝Eclipse和Android SDK

為了更好地可視化地編譯Java代碼，還需要一個Java編譯的IDE，Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺。Eclipse是編譯Java的優秀的可擴展的IDE，本文使用Eclipse環境結合Android SDK進行Java代碼的開發。下載Eclipse并解壓到某一目錄，就能使用。AndrnidSDK的同樣只需到相應網站下載，解壓即可"這里還需AndroidsDK。

2.3 更新Eelipse，安裝Android開發插件ADT

Google為Android定制了一個Eelipse插件，即AndroidDevelopment

Kit（ADT）"ADT插件專用于擴展Eclipse的功能，為用戶能夠快速地開發Android項目提供方便"例如，快速建立Andro記項目，使用XML布局文件創建應用程序界面等" 安裝好ADT后，安裝好ADT后，就能創建Android Project了。

3 移動通信網絡監控系統方案設計

3.1 系統架構

該系統開發一個開放源碼的解決方案，能夠用很小的開銷在手機或者服務器上交換現場視頻。用戶只需要一個Android移動設備和通過WiFi或蜂窩網絡。建立的網絡連接，就可以直接上傳或者播放現場視頻，達到實時監控的目的。

3.2 系統編碼協議和實時傳輸協議

3.2.1 H.263

H.263是由ITU-T制定的網絡會議用的低碼率視頻編碼標準，屬于網絡信息編解碼器。H.263最初設計為基于H.324的系統進行傳輸（即基于公共交換電話網和其它基于電路交換的網絡進行網絡會議和網絡電話）。后來發現H.263也可以成功的應用與H.323（基于RTP/IP 網絡的會議系統），H.320（基于綜合業務數字網的會議系統），RTSP（流式媒體傳輸系統）和SIP（基于因特網的會議）。H.263在2010年和2012年調整為更高質量的流。H.263從眾多類似的信息編碼/解碼標準中脫穎而出，因為它被谷歌Android操作系統所采用，因此目前市場上大多數的Android設備都支持。除了良好的兼容性，H.263是一種低帶寬流，使得能夠在第三代（3G）蜂窩網絡上工作。

3.2.2 實時傳輸協議（RTP）

實時傳輸協議（RTP），是定義了一種傳輸音頻和視頻的報文格式，這些音頻和視頻在互聯網或本地網絡上采用各種不同的編碼器類型進行編碼。RTP通過UDP進行傳輸，而不需要TCP確認或TCP ACK數據包。UDP作為向服務器傳送的報文類型原因之一就是不需要ACK數據包。例如，如果發送視頻的設備或用戶進入一個較差的蜂窩覆蓋區域，可能會導致沒有足夠的帶寬將所有的數據包及時地從服務器發送給用戶來觀看事件。這將會導致一個時斷時續的視頻，不過視頻仍在傳輸。最壞的情況是用戶進入一個完全沒有蜂窩網絡的區域，在用戶端的播放裝置就會完全停止；直到設備到達了一個可以傳輸數據包的區域，播放器才能重新顯示。

3.2.3 實時流傳輸協議

實時流傳輸協議（RTSP）是用來控制播放RTP流。RTSP服務器允許播放器接收從設備發送的RTP數據包。播放器（例如VLC或ffmpeg）不能直接打開一個RTP流，因此，RTSP服務器需要提供其他的流信息并控制流數據包的開始和停止。RTSP服務器是基于RFC2326。它包含以下命令：選項，描述，宣布，設置，播放，暫停和拆卸。基于RFC4566的會話描述協議（SDP）與描述命令配合使用。

4 系統實現方案

該系統將信息編解碼協議，RTP協議以及RTSP協議相互關聯并組成一個界面友好的、操作簡單的應用程序。系統應實現由Android設備的獲取信息流，傳輸至信息服務器，并可以在基于WEB瀏覽器的終端網頁上的播放實時信息流。

服務器打開許多不同的偵聽端口接收傳入連接。端口使用的協議是TCP和UDP。服務器產生兩個監聽器，一個用于客戶或播放器查看接收到的信息，另一個用于用戶或手機發送信息。每個新的TCP或UDP端口需要一個額外的線程。每產生一個新的線程類型就要增加一個新的Java類。一個并發哈希表將用于同步用戶觀看信息和手機線程之間的信息流。

參考文獻：

[1]王文彬.GSM遠程監控系統的設計與實現[J].數字技術與應用，2015，（10）：164.

[2]陳經緯.移動網絡監控系統的設計與實現[J].科學之友，2014，（24）：144-145.