Использование платформы j2me для мобильных телефонов при организации видеонаблюдения

Министерство образования  Республики Беларусь

 

"Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины"

 

Математический факультет

Кафедра вычислительной математики и программирования

 

 

 

Дипломная работа

 

 

"Использование платформы j2me для мобильных телефонов при организации видеонаблюдения"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гомель 2009

 

Реферат

 

Ключевые слова: видеонаблюдение, обнаружение движения, мидлет, платформа J2ME, Bluetooth, SMS-сообщение, MMS-сообщение, файловая система мобильного телефона, камера, библиотека LWUIT, FileConnection API JSR-75, MobileMedia API JSR-135, Bluetooth API JSR-82, Wireless Messaging API JSR-205.

Объект исследования: программирование мобильного телефона.

Методы  исследования: платформа J2ME.

Цель дипломной работы: изучение принципов и возможностей использования ресурсов мобильного телефона при создании приложений на платформе J2ME.

Выводы: изучены возможности работы со следующими ресурсами телефона: файловая система, камера, Bluetooth, отправка SMS и MMS-сообщений. Разработано приложение для мобильного телефона на платформе J2ME, которое позволяет осуществлять видеонаблюдение.

 

 

Содержание

 

Введение

1. Обзор литературы

2. Платформа J2ME

2.1 Основные понятия

2.2 Библиотека LWUIT

2.3 Bluetooth

3. Проектирование приложения для мобильного телефона на основе платформы J2ME

3.1 Постановка задачи

3.2 Построение интерфейса

3.3 Передача данных по Bluetooth

3.4 Работа с файловой системой  телефона

3.5 Отправка SMS и MMS-сообщений

3.6 Алгоритм обнаружения движения

Заключение

Список источников

 

 

Введение

 

Видеонаблюдение – процесс, осуществляемый с применением технических решений, предназначенных для визуального контроля за охраняемыми или наблюдаемыми территориями, объектами, субъектами. Главная задача видеонаблюдения – обеспечение безопасности объекта путем визуального наблюдения без передачи информации во внешние общедоступные сети.

Видеонаблюдение стало вполне обычным  явлением современной повседневной жизни. Развлекательные и торговые объекты, автостоянки и гаражные комплексы, офисы, транспорт, общественные места, промышленные объекты, а также объекты банковского сектора снабжаются видеокамерами. Видеоконтроль обеспечивает предупреждение преступлений и их более быстрое раскрытие, выполняет контроль действий персонала.

В зависимости от типа используемого оборудования системы видеонаблюдения делятся на цифровые и аналоговые (традиционные). В любом случае оборудование состоит из видеокамер, устройств обработки, записывающего оборудования и устройств вывода изображения (монитор). Также в систему часто включаются дополнительные устройства типа кожухов, устройств управления, передачи на дальние расстояния и т.п.

Цифровая система видеонаблюдения  обеспечивает:

• высокое качество воспроизводимой видеозаписи;
• высокую скорость доступа к видеоархиву;
• цифровое увеличение и масштабирование любого кадра;
• быстрый поиск и просмотр видеозаписи по камере, дате и времени;
• возможность интеграции с другими компьютерными системами безопасности;
• легкая и недорогая трансляция видеоархивов по каналам связи;
• возможность отправки тревожных сообщений по электронной почте и SMS;
• возможность экспорта видеоинформации на совместимые внешние носители.

Аналоговая система видеонаблюдения  проста в настройке и работе и  позволяет нанимать для обслуживания персонал меньшей квалификации. Минусы аналоговых систем видеонаблюдения следующие:

• ограниченность функций – обратная сторона высокой надежности;
• постоянное обслуживание – смена и архивация кассет, периодическая чистка и замена видеоголовок видеомагнитофона.

Аналоговые системы используют там, где необходимо организовать видеонаблюдение в небольшом числе помещений и информацию с видеокамер записывать на видеомагнитофон.

Учитывая широкое распространение  сотовой связи, мобильные телефоны теперь используются во многих современных системах видеонаблюдения и позволяют просматривать данные от камер, а также получать SMS с уведомлением об обнаруженном движении.

Например, программа GOALmobile – это видеотелефон, осуществляющий одновременную трансляцию с одного телефона на другой. При этом нужно только, чтобы сотовый телефон поддерживал функцию GPRS. Количество одновременно транслируемых камер не ограничено. Переключение между ними производится на телефонной трубке. В составе системы безопасности данная технология позволяет получать тревожные сообщения с выводом на дисплей видеоизображения происходящего события или его записи, а также управлять исполнительными механизмами, подключенными к системе охраны. Например, при нажатии на кнопку звонка перед дверью квартиры на телефон поступит сигнал, и на дисплее будет выведена живая трансляция камеры-глазка. При этом есть возможность нажать кнопку 1 для открытия замка, кнопку 2 для включения сирены, кнопку 3 для выдачи голосового сообщения и т.д.

Кроме того, разработаны приложения для мобильных телефонов, которые используют камеру телефона для обнаружения движения. Например, Цюрихский Институт всепроникающей компьютеризации создал программу, позволяющую использовать встроенные камеры телефонов, находящихся в общей сети, в качестве системы видеонаблюдения.

Программа с названием Facet позволяет мобильным телефонам обмениваться данными с помощью Bluetooth, а благодаря специальным алгоритмам телефоны могут анализировать события, попадающие в объектив камеры. Смысл действия программы таков, что если закрепить пару телефонов, например, Nokia N6630, на потолке и включить программу Facet, то как только в поле обзора одной из камер будет попадать движущийся объект, телефон сразу же будет отсылать сигнал находящемуся рядом телефону, а также отсылать данные на компьютер через GPRS. Подобная система может использоваться в качестве охранной в тех случаях, когда полноценную систему наблюдения развернуть не представляется возможным.

Однако данные приложения дорогие и созданы в основном только для смартфонов и коммуникаторов. Поэтому актуальной задачей является создание аналогичного приложения на платформе J2ME, которая поддерживается большинством телефонов.

 

 

1. Обзор литературы

 

В настоящее время сотовая связь  – самая широко используемая из всех видов мобильной связи. Наиболее распространенными видами телефонов являются обычный телефон, смартфон, коммуникатор и КПК.

Смартфоны и коммуникаторы отличаются от обычных мобильных телефонов наличием достаточно развитой операционной системы, открытой для создания программного обеспечения сторонними разработчиками. Установка дополнительных приложений позволяет значительно улучшить функциональность смартфонов и коммуникаторов по сравнению с обычными мобильными телефонами.

В настоящее время не существует четкого разграничения между смартфонами и коммуникаторами, поскольку функциональность обоих классов устройств примерно одинакова. Часто применяется так называемый "исторический подход", который заключается в следующем: если устройство ведет свою родословную от КПК – это коммуникатор, а если от мобильных телефонов – это смартфон. В рамках этого подхода под коммуникаторами обычно подразумеваются устройства с сенсорным экраном (может быть дополнен клавиатурой), работающие под управлением операционной системы Windows Mobile. Устройства, использующие для ввода информации исключительно цифровую клавиатуру (аналог телефонной), называются смартфонами. Большинство устройств под управлением операционной системы Symbian традиционно относят к смартфонам (за исключением Nokia серии 9XXX, Nokia E90 и некоторых других). В остальных случаях позиционирование устройства зависит от производителя (обычно устройства с сенсорным экранам относят к коммуникаторам, а к смартфонам относят устройства без него), хотя большинство смартфонов работает на двух конкурирующих между собой операционных системах: Symbian и Windows Mobile Smartphone Edition. В мире Symbian наиболее известными платформами являются Nokia Series 60, 80, 90 и Sony Ericsson UIQ. В лагере Windows наиболее популярна платформа HTC.

Также часть специалистов разделяет коммуникаторы и смартфоны по наличию или отсутствию полноразмерной (QWERTY) клавиатуры (виртуальной или физической).

Современные телефоны (модели средней  ценовой категории и выше) прекрасно  справляются со многими задачами, выходящими за рамки телефонных: работа с электронной почтой, просмотр текстовых документов и электронных таблиц, работа с планировщиком задач и другими. Расширение функциональности телефонов возможно за счет J2ME-программ, которые поддерживаются практически всеми мобильными телефонами, смартфонами и коммуникаторами. Экран целого ряда мобильных телефонов не уступает большинству смартфонов (в последнее время телефоны оснащаются и сенсорными экранами), многие модели оснащены разъемом для карты памяти. Смартфоны в глазах данной категории пользователей выглядят более привлекательными за счет других факторов (частично обусловленных продвижением смартфонов и коммуникаторов производителями), таких как: расширенные мультимедийные функции (более качественная камера, расширенные возможности воспроизведения видеофайлов, улучшенные музыкальные способности), Wi-Fi, GPS и др.

Программы, написанные специально для операционной системы смартфона или коммуникатора, являются полноценными скомпилированными в двоичный код последовательностями низкоуровневых микропроцессорных команд. Так как во всех смартфонах установлены более мощные процессоры, чем в мобильных телефонах, возможности программиста по созданию таких приложений практически не ограничены. Специализированные приложения более функциональны и рациональней используют ресурсы процессора, чем "универсальные" J2ME-программы. Поэтому смартфоны пользуются большей популярностью среди разработчиков программного обеспечения.

Для операционной системы Symbian приложения разрабатываются на языке С++ с использованием следующих сред разработок: Visual Studio, IDE Metrowerks CodeWarrior Development Studio, Borland C++ BuilderX Mobile Edition, Carbide.C++.

В настоящее время получили большое  распространение коммуникаторы и смартфоны, которые совмещают в себе функции КПК с функциями мобильного телефона. КПК обладают рядом недостатков по сравнению с коммуникаторами, основной из которых – меньшее время автономной работы. К началу 2008 года КПК были практически вытеснены смартфонами и коммуникаторами, объемы поставок КПК постоянно снижаются.

Android – недавно появившаяся платформа, основанная на Linux, разрабатываемая OHA. С использованием Android SDK и плагина для Eclipse ADT для платформы Android можно создавать приложения на языке программирования Java, управляющие устройством через разработанные компанией Google библиотеки. Также есть возможность писать приложения на C и других языках программирования. Под управлением Android работают телефоны HTC G1, Samsung i7500 и др.

Выбор платформы J2ME для разработки обусловлен ее распространенностью и возможностью доступа к необходимым ресурсам телефона.

 

 

2. Платформа J2ME

2.1 Основные понятия

 

Платформа J2ME была разработана компанией Sun Microsystems с целью предоставления возможности создания Java-приложений для устройств с ограниченными ресурсами памяти и процессора, таких как сотовые телефоны, пейджеры, смарт-карты, органайзеры и миникомпьютеры.

Платформа J2ME является безопасной для  использования, потому что при доступе  в интернет, использовании других коммуникаций, отправке SMS, доступе к файловой системе пользователь обязательно будет об этом уведомлен и для продолжения использования функции необходимо его подтверждение. При корректной реализации спецификаций единственным вариантом несанкционированного доступа является программа троян, которая под видом необходимости выполнения полезной пользователю функции на самом деле будет использовать полученные права в своих целях.

Архитектура платформы J2ME представлена на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Архитектура платформы J2ME

 

 

Устройства, на которых сможет работать J2ME-приложение (мидлет), определяются поддерживаемой конфигурацией и профилем платформы [2]. Конфигурация определяет самые базовые классы, такие как класс System, Runtime, Thread и т.д., то есть является фундаментом платформы. Над каждой конфигурацией надстраиваются свои профили. Профиль определяет требования к аппаратной части устройства, а также может включать минимальный набор API.

Выделяют 2 конфигурации: CLDC и CDC. CDC предназначена для устройств, имеющих постоянное сетевое соединение, таких как двунаправленные пейджеры, телевизионные приставки, автомобильные системы навигации, интеллектуальные коммуникаторы. Такие устройства характеризуются более мощными системными ресурсами, например, как минимум 2 мегабайтами памяти.

Над конфигурацией CDC могут быть надстроены профили Foundation Profile, Personal Basis Profile и Personal Profile.

Foundation Profile не имеет функциональности  для работы с GUI. Предназначен для встраиваемых устройств.

Personal Basis Profile содержит основные  элементы GUI. Является надстройкой над Foundation Profile.

Personal Profile содержит графический интерфейс пользователя, основанный на AWT. Является надстройкой над Personal Basis Profile.

Конфигурация CLDC предназначена для  устройств с ограниченным объемом  памяти и вычислительной мощностью (телефоны, органайзеры, КПК). Для этих мобильных устройств характерны следующие параметры:

• процессор 16 или 32-разрядный;
• память от 160 до 512 килобайт;
• беспроводное сетевое соединение;
• питание от аккумуляторов.