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    C#实现完整的防盗自制监控系统

    时间:2018-12-23 13:01 来源:互联网 作者:源码搜藏 浏览:收藏 挑错 推荐 打印

    在您的手机中通知您家中的入侵者,并拍摄他们的照片

     

    介绍

    在本文中,我将展示一些DIY东西​​,用于安装监控系统,检测家中的入侵者,拍摄照片并通过手机通知您,必要时可?#28304;?#30005;?#26696;?#35686;察并提供照片以便快速识别劫匪,并提高你恢复所有被盗事物的机会。

    当然,除了这个软件,你必须提供一些硬件,但我已经在我家使用相对便宜的材料建造了这个系统,如果我们除了相机,这是安装中最昂贵的部分。但你可以用相机做很多事情,所以它可以是一个好的和有趣的投资。

    基本上,这是系统架构,包含所有参与元素:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    虽然在模式中我已经代表了一些具体的子系统,但实际上我已经设?#23631;?#35299;决方案,以便通过实现公共接口并使用?#35272;?#27880;入将它们与应用程序链接,可以独立开发所有这些元素。不同的子系统或协议如下:

    • 摄像机协议:定义与摄像机的通信。
    • 存储协议:定义文件传输,图像和控制命令/响应。
    • 触发协议:启动监控系统。
    • 警报协议:将?#24405;?#36828;程传达给用户。

    该解决方案使用Visual Studio 2015和4.5版的.Net Framework实现。

    你可以在我的博客中找到这篇文章的更长版本,这里?#24418;?#29677;牙文版本。由于此站点的文件大小限制为10MB,我不得不删除源代码中的大量文件,所有NuGet包,obj目录和所有二进制文件。虽然您可?#28304;覸isual Studio还原包,但您可能无法重新编译代码。在这种情况下,您可?#28304;?#25105;的网站,在上一个链接中下载项目的完整文件集。

    硬件

    让我们回顾一下我用来构建系统的硬件。由于应用程序可以通过多种方式进行扩展,因此您可以使用自己的不同硬件选择来安装它。

    首先是相机。我有两个IP摄像头,每个?#21152;?#19981;同的协议。更便宜的是一个?#25293;?#24615;的wifi摄像头,价格约50€和协议NetWave cgi。另一种是专业的,具有高性能,但也是非常高的价格。这是一款采用VAPIX cgi协议的Axis相机。

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    为了拨打移动电话,我买了一个简单的USB AT调制解调器,价格约为17欧元:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    当然,作为触发器,我使用的是Arduino板(约20欧元),存在探测器开关(约10欧元)和继电器。由于存在开关适用于220V,因此将其直接连接到Arduino板是一个坏主意。因此,我已将探测器连接到12V电源,并将继电器的电源连接到另一个开关,该电源关闭5V Arduino电源和输入引脚之间的电路。这完全隔离了220V主电源的Arduino板(以及计算机)。

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    你可以轻松地建立一个继电器电路。只需将12个电源连接到继电器卷轴,将二极管从地线连接到12V电线,然后从Arduino侧使用输入引脚(PI)作为触发引脚,输出引脚(PO)用力电路开路时输入引脚为0V,5V电源信号激活输入引脚:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    这是Arduino代码,我使用引脚28作为输入,24使用输出,因为在Arduino Mega板中它们靠近5V引脚,但是你可以使用你想要的,当然。

    int pin1 = 28;
    int pin0 = 24;
    void setup() {
    // Initialize pins
        pinMode(pin0, OUTPUT); 
        digitalWrite(pin0, LOW);
        pinMode(pin1, INPUT);
        digitalWrite(pin1, LOW);
        Serial.begin(9600);
    }
    void loop() {
        int val = digitalRead(pin1);
        if (val == HIGH) {
            Serial.write(1);
        }
        delay(1000);
    }

    最后,虽然这不是真正的硬件,但我会提到我使用过的存储协议。我选择Dropbox作为将照片上传到云端的最简单,最便宜的方式,我还使用此?#25945;?#23558;移动客户端与控制中心进行通信,使用带有JSON格式数据的文本文件。

    控制中心

    在ThiefWatcher项目中,实现了中央控制应用程序。它是一个桌面MDI Windows应用程序,基本上有两种不同的窗口类型。其中一个是控制面板,您可以在其中设置所?#34892;?#35758;,而不是摄像机:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    顶部窗格用于触发器协议。在这里,您可以选择要使用的协议,提供具有相应设置的连接字符串(可?#28304;有?#35758;到另一个不同),系统必须启动监视模式的开始日期/时间(如果您不提供,系统启动(中间),停止监视的结束日期/时间,您可以配置检测到入侵者时拍摄的照片数量和照片之间的秒数(整数)。

    此窗格下方是通知(警报)协议。在下拉列表?#20063;?#36873;择协议,您有一个测试按钮,允许您测?#28304;?#21327;议,而无需进行任?#25991;?#25311;。您还必须提供带参数设置的字符串连接,并在协议允许数据传输的情况下提供可选消息。

    底部窗格用于存储协议。您有一个连接字符串来设置参数(如果有)和一个用于存储数据的容器名称,可以是本地文件夹,FTP文件夹,Azure blob容器名?#39057;取?/p>

    命令按钮从左到右?#26469;?#20026;Start Simulacrum,它启动或停止系统,就像检测到入侵者一样,因此您可以测试摄像机和存储协议以及与客户端的通信。在此模式下,不考虑开始和结束日期。接下来,“ 开始”按钮启动或停止实际监控模式。相机形式中没有显示图像(假设没有人在场)。最后,“ 保存”按钮会在配置文件中写入更改。

    在代码使用部分,我将评论我已实现的所?#34892;?#35758;的连接字符串的参数。

    关于摄像机协议,每个摄像机的配置都在摄像机窗口中执行,您可以使用File / New Camera ...菜单选项显示摄像机窗口。首先,您必须为要添加的摄像机选择正确的摄像机协议,然后,您必须提供连接数据,摄像机URL,用户名和密码。然后,你可以看到这样一个窗口:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    工具栏左侧的第一个按钮用于更改访问设置,第二个按钮用于显示相机设置对话框,该对话框在相应的协议中实现。然后,您有一个启动按钮和其他停止相机的按钮,因此您可以在配置相机时观看图像。摄像机ID必须是唯一的并且是必需的,因为您将使用此ID从客户?#25628;?#25321;摄像机。最后两个按钮用于将摄像机保存在配置文件中或将其删除。

    所有这些设置都存储在应用程序  App.config文件中。connectionStrings部分中的连接字符串,appSettings部分中的其他协议设置。还有两个自定义部分用于存储协议列表以?#23433;?#21516;的摄像机及其设置。

    该cameraSection islike这样的:

    <camerasSection>
        <cameras>
            <cameraData id="CAMNW"
                protocolName="NetWave IP camera"
                connectionStringName="CAMNW" />
            <cameraData id="VAPIX"
                protocolName="VAPIX IP Camera"
                connectionStringName="VAPIX" />
        </cameras>
    </camerasSection>

    每个照相机是一个cameraData元件,具有一个ID属性,protocolName与相应协议的名称属性,和一个的connectionStringName用于连接数据属性:URL,userName的和密码,存储在一个连接字符串中的ConnectionStrings部分。

    还有一个protocolsSection,包含已安装协议的列表:

    <protocolsSection>
        <protocols>
            <protocolData name="Arduino Simple Trigger"
                class="trigger"
                type="ArduinoSimpleTriggerProtocol.ArduinoTrigger, ArduinoSimpleTriggerProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="Lync Notifications"
                class="alarm"
                type="LyncProtocol.LyncAlarmChannel, LyncProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="AT Modem Notifications"
                class="alarm"
                type="ATModemProtocol.ATModemAlarmChannel, ATModemProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="Azure Blob Storage"
                class="storage"
                type="AzureBlobProtocol.AzureBlobManager, AzureBlobProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="NetWave IP camera"
                class="camera"
                type="NetWaveProtocol.NetWaveCamera, NetWaveProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="VAPIX IP Camera"
                class="camera"
                type="VAPIXProtocol.VAPIXCamera, VAPIXProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            <protocolData name="DropBox Storage"
                class="storage"
                type="DropBoxProtocol.DropBoxStorage, DropBoxProtocol, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
        </protocols>
    </protocolsSection>

    每个协议有一个名字,一类,以确定它们的用法(触发,报警,存储或相机)和类型与所述完整的类型,其实现协议的类。

    您可以使用File / Install Protocol / s ...菜单选项向此部分添加新协议,选择具?#34892;?#35758;或协议实现的类库。

    客户

    无论您身在何处,应用程序都必须通知您可能的入侵,因此我将客户端实现为移动应用程序。几乎所有平台快速拥有应用程序版本的最简单方法是使用Xamarin来执行此操作,因此这是我选择的方法。

    该TWClientApp PCL(便携式类库)项目包含在客户端几乎所有的代码。在不同平台的具体项目中,只有代码保存文件,将摄像头拍摄的照片保存在手机内存中,以便您尽快将其提供给警方。

    这是我的第一个移动App项目,所以它不是很复?#21360;?#36825;里我没有使用?#35272;?#27880;入。相反,我只实现了Dropbox存储协议,因此,如果要使用另一个协议,则必须更改PCL库中的代码。此协议的优点是您可以使用Dropbox实际客户端获取照片,而无需使用ThiefWatcher客户端(尽管您失去了应用程序控制功能)。

    启动客户端应用程序时,必须按“ 连接”按钮?#25293;?#21521;主应用程序发送标识消息:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    然后,将相机列表发送到客户端。您可以按相应的按钮选择其中一个:

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    您可以观看相机的当前图像。通常,您不能等待真正的视?#30423;鰨?#22240;为上传每个图像可能会非常慢。中央控制实时获取帧,但Dropbox?#21487;?#20256;花费最多两秒?#21360;?/p>

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    您可以使用按钮启动/停止相机,拍照或结束?#31181;?#27169;式(在结束?#31181;?#27169;式之前无需停止相机)。

    照片显示在底部的列表中,您可以将其保存到手机或删除它们。

    C#实现完整的防盗自制监控系统

    我无法测试iOS版本,因为我没有MAC,但Windows Phone和Android Apps工作正常。

    使用代码

    不同的协议接口在WatcherCommons项目的Interfaces名称空间中定义。摄像机协议是IWatcherCamera,定义如下:

    public class FrameEventArgs : EventArgs
    {
        public FrameEventArgs(Bitmap bmp)
        {
            Image = bmp;
        }
        public Bitmap Image { get; private set; }
    }
    public delegate void NewFrameEventHandler(object sender, FrameEventArgs e);
    public interface IWatcherCamera
    {
        event NewFrameEventHandler OnNewFrame;
        Size FrameSize { get; }
        string ConnectionString { get; set; }
        string UserName { get; set; }
        string Password { get; set; }
        string Uri { get; set; }
        int MaxFPS { get; set; }
        bool Status { get; }
        ICameraSetupManager SetupManager { get; }
        void Initialize();
        void ShowCameraConfiguration(Form parent);
        void Start();
        void Close();
    }
    • OnNewFrame:当图像准备好发送到应用程序时触发?#24405;?#22788;理程序。图像在FrameEventArgs参数的Image属性中作为Bitmap传递。
    • FrameSize:摄像机图像的当前宽度和高?#21462;?/li>
    • ConnectionString:用分号分隔的字符串,用于定义摄像机访问参数。在我实现的协议中,参数是url,userName和password,如下所示:url = http://192.168.1.20; userName = root; password = root。
    • UserName,Password和Uri:与连接字符串中的相同。
    • MaxFps:设置捕获率。
    • 状态:如果摄像机正在运行,则为true。
    • SetupManager:与摄像机设置对话框的界面。用于在用户更改摄像机图像大小时在应用程序中触发?#24405;?#20197;便可以正?#36820;?#25972;摄像机表单的大小。
    • 初始化:根据需要重置内部状态。
    • ShowCameraConfiguration:显示摄像机配置对话框。它必须不是模态的,因此如果相机正在显示图像,您可以观察更改。
    • 开始:开始图像捕获。这是在一个单独的线程中执行的,您必须在新帧?#24405;?#20013;与相机?#25442;?#26102;将其考虑在内。
    • 停止?#21644;V共?#33719;。

    该NetWave协议在实施NetWaveProtocol项目和VAPIX在协议VAPIXProtocol项目。

    触发器协议ITrigger如下:

     public interface ITrigger
    {
        event EventHandler OnTriggerFired;
        string ConnectionString { get; set; }
        void Initialize();
        void Start();
        void Stop();
    }
    • OnTriggerFired:在检测到触发条件时触发。
    • ConnectionString:带?#20449;?#32622;参数的字符串。在我已经实现的协议中,在ArduinoSimpleTriggerProtocol项目中,它们是端口和波特率,如下所示:port = COM4; baudrate = 9600。请记住在Arduino代码中设置相同的波特率。
    • 初始化:根据需要重置intarnal状态。
    • 开始:开始侦听触发条件。这是在一个单独的线程中完成的。
    • 停止?#21644;?#27490;听。

    通知协议IAlarmChannel也很简单:

    public interface IAlarmChannel
    {
        string ConnectionString { get; set; }
        string MessageText { get; set; }
        void Initialice();
        void SendAlarm();
    } 
    • ConnectionString:带?#20449;?#32622;参数的字符串。
    • MessageText:如果协议允许,则发送消息。
    • 初始化:重置内部状态。
    • SendAlarm:向客户端发送通知。

    我实现的协议是ATModemProtocol项目,它使用AT调制解调器拨打一个或多个电话号码,并具有以下配置参数:

    • port:连接调制解调器的COM端口。
    • 波特率:设置端口波特率。
    • initdelay:拨号前等待的延迟时间(以毫秒为单位)。
    • number:逗号分隔的电话号码列表。
    • ringduration:?#19968;?#21069;的时间,以毫秒为单位。

    另一个协议使用Skype或Lync通知用户。它在LyncProtocol项目中实现。连接字符串是以分号分隔的Skype或Lync用户地址列表。您必须在主计算机和客户端上安装Lync客户端。

    后者是存储协议,此协议使用的数据在WatcherCommons类库的Data命名空间中定义。有两个不同的类,ControlCommand用于摄像头命令:

    [DataContract]
    public class ControlCommand
    {
        public const int cmdGetCameraList = 1;
        public const int cmdStopAlarm = 2;
        public ControlCommand()
        {
        }
        public static ControlCommand FromJSON(Stream s)
        {
            s.Position = 0;
            StreamReader rdr = new StreamReader(s);
            string str = rdr.ReadToEnd();
            return JsonConvert.DeserializeObject<ControlCommand>(str);
        }
        public static void ToJSON(Stream s, ControlCommand cc)
        {
            s.Position = 0;
            string js = JsonConvert.SerializeObject(cc);
            StreamWriter wr = new StreamWriter(s);
            wr.Write(js);
            wr.Flush();
        }
        [DataMember]
        public int Command { get; set; }
        [DataMember]
        public string ClientID { get; set; }
    }

    命令以JSON格式发送和接收。在Command成员中传递了两个不同的commnand,一个用于向应用程序注册并获取摄像机列表,另一个用于停止警报并将应用程序重置为监视模式。

    该客户端ID构件唯一地标识每个客户端。

    CameraInfo也是以JSON格式?#25442;?#26377;关摄像机的请求和响应:

    [DataContract]
    public class CameraInfo
    {
        public CameraInfo()
        {
        }
        public static List<CameraInfo> FromJSON(Stream s)
        {
            s.Position = 0;
            StreamReader rdr = new StreamReader(s);
            return JsonConvert.DeserializeObject<List<CameraInfo>>(rdr.ReadToEnd());
        }
        public static void ToJSON(Stream s, List<CameraInfo> ci)
        {
            s.Position = 0;
            string js = JsonConvert.SerializeObject(ci);
            StreamWriter wr = new StreamWriter(s);
            wr.Write(js);
            wr.Flush();
        }
        [DataMember]
        public string ID { get; set; }
        [DataMember]
        public bool Active { get; set; }
        [DataMember]
        public bool Photo { get; set; }
        [DataMember]
        public int Width { get; set; }
        [DataMember]
        public int Height { get; set; }
        [DataMember]
        public string ClientID { get; set; }
    } 
    • ID:摄像机标识符。
    • 活动:相机状态。
    • 照片:用于要求相机拍照。
    • 宽度和高度:相机图像尺寸。
    • ClientID:客户端唯一标识符。

    当您请求摄像机列表时,您会收到一个带有一?#30423;蠧ameraInfo对象的响应,每个摄像机对应一个。

    实现协议的接口是IStorageManager:

    public interface IStorageManager
    {
        string ConnsecionString { get; set; }
        string ContainerPath { get; set; }
        void UploadFile(string filename, Stream s);
        void DownloadFile(string filename, Stream s);
        void DeleteFile(string filename);
        bool ExistsFile(string filename);
        IEnumerable<string> ListFiles(string model);
        IEnumerable<ControlCommand> GetCommands();
        IEnumerable<List<CameraInfo>> GetRequests();
        void SendResponse(List<CameraInfo> resp);
    } 
    • ConnectionString:带?#20449;?#32622;参数的字符串。
    • ContainerPath:标识文件夹,blob容器名?#39057;取?/li>
    • UploadFile:发送Stream对象中提供的文件。
    • DownloadFile:在提供的Stream对象中获取文件。
    • DeleteFile:删除文件。
    • ExistsFile:测试文件是否存在。
    • ListFiles?#22909;?#20030;文件夹中的文件,其名称的开头必须与模型参数匹配  。
    • GetCommands?#22909;?#20030;客户端发送的命令。
    • GetRequests?#22909;?#20030;客户端发送的摄像头请求。
    • SendResponse:发送命令或摄像机请求的响应。

    我已经实现了两个存储协议。该DropBoxProtocol项目实施与使用的协议的Dropbox。在服务器端,这只是读取和写入Dropbox文件夹的文件。不需要连接字符串,因为文件夹是单独配置的。

    在客户端中,这是实现的协议。它略有不同,界面在TWClientApp项目中定义:

    public interface IStorageManager
    {
        Task DownloadFile(string filename, Stream s);
        Task DeleteFile(string filename);
        Task<bool> ExistsFile(string filename);
        Task<List<string>> ListFiles(string model);
        Task SendCommand(ControlCommand cmd);
        Task SendRequest(List<CameraInfo> req);
        Task<List<CameraInfo>> GetResponse(string id);
    } 

    它是一个异步接口,成员数少于服务器端。实现并不像服务器那么容易; 我们必须使用Dropbox API与之?#25442;ァ?#23454;现在DropBoxStorage类中,并且在_accessKey常量中,您必须将安全密钥设置为成功建立连接(在第一次编译代码之?#23433;?#35201;忘记这样做,因为没有默?#29616;擔?/p>

    private const string _accessKey = ""; 

    客户端App的几乎所有代码都在TWClientApp项目中,在CameraPage类中。数据的?#25442;?#21327;议是通过文件,每个文件?#21152;?#19968;个特殊的名称来识别它。这些是不同的文件名模式:

    • 摄像机只写一个帧文件,当客户端读取帧时,它删除文件,服务器可以写另一个。该文件是jpg图片,名称为<CAMERA ID> _FRAME_ <CLIENT ID> .jpg。
    • 照片的名称相似,可能有多张照片。名称模式为:<CAMERA ID> _PHOTO_yyyyMMddHHmmss.jpg。
    • 客户端可以以JSON文本格式和名称cmd_ <CLIENT ID> .json将命令一次发送到服务器。
    • 当服务器获取命令文件时,它会删除该文件,因此客户端可以发送另一个命令,并执行该命令。然后,它编写一个名为resp_ <CLIENT ID> .json的响应文件。
    • 最后,客户端可以发送相机请求,例如拍摄照片,或以JSON格式在名为req_ <CLIENT ID> .json的文件中启动或停止相机。服务器读取文件,删除它,并将请求传递给摄像机进行处理,然后,服务器写入响应文件,就像命令一样,具有摄像机状态。

    该NetWave相机协议配置对话框非常简单,你可以阅读更多关于此协议中我的博客。

    至于VAPIX协议,它更复杂,因为它是专业相机的协议。我没有使用包含大量控件的复杂对话框,而是实现了一个包含所?#20449;?#32622;参数的树视图(它们是很多配置参数),您可以在其中选择每个参数并更改值。您?#37096;?#20197;在我的博客中阅读更多相关信息。

    这就是全部,享受解决方案,并?#34892;?#38405;读!

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