树莓派视频监控平台实现录制归档

  • 2020 年 7 月 11 日
  • 筆記

上一次用树莓派搭建了视频监控平台，成功实现了利用树莓派当监控摄像头，但是只能在线监控没有存档功能，这次针对上次的监控平台进行了改造，实现了录制归档功能。

这次主要针对上次的平台做以下几点改造：

  1. 新增视频流录制模块
  2. 调整监控管理页面
  3. 新增录制归档列表页面

1. 开发视频流录制模块

视频录制模块不像视频推流模块那样，可以一直不停止的工作（推流），因为录制模块需要考虑录制视频的大小和断流等因素，所以在必要的时候需要录制流程进行处理。

针对断流的情况，视频录制模块使用一个监控线程，当超过两分钟未录制视频帧时，停止当前录制，录制器通过调用ping方法来实现心跳：

public void run() {
  while (true) {
    try {
      TimeUnit.MINUTES.sleep(2);
    } catch (InterruptedException ignore) {
    }				
    if (System.currentTimeMillis() - timestamp > 2 * 60 * 1000) {
      destroy();
    }
  }
}
public void ping() {
  timestamp = System.currentTimeMillis();
}

当视频持续录制是，需要限制视频的大小，这里视频最长只录制一小时，当录制时长超过一小时后，归档重新录制。

if (System.currentTimeMillis() - startTime > MAX_RECORD_TIME) {
  destroy();
}
if (recorder == null) {
  init(frame.imageWidth, frame.imageHeight);
}

这里的录制模块是单例，所以当对象创建的时候，就创建监听线程并启动它，以下是完成的实现：

public class StreamRecorder {

  public static final StreamRecorder INSTANCE = new StreamRecorder();
  private static final int FPS = 25;
  private static final int MAX_RECORD_TIME = 60 * 60 * 1000;

  private long startTime;
  private FFmpegFrameRecorder recorder;
  private AtomicBoolean wait = new AtomicBoolean(false);

  private StreamRecorder() {
    new Thread(this.new ALiveWatcher()).start();
  }

  public void record(Frame frame) {
    if (wait.get() || frame == null) {
      return;
    }
    if (System.currentTimeMillis() - startTime > MAX_RECORD_TIME) {
      destroy();
    }
    if (recorder == null) {
      init(frame.imageWidth, frame.imageHeight);
    }
    long timestamp = 1000 * (System.currentTimeMillis() - startTime);
    if (timestamp > recorder.getTimestamp()) {
      recorder.setTimestamp(timestamp);
    }
    try {
      recorder.record(frame);
    } catch (Exception e) {
      destroy();
    }
  }

  private void init(int width, int height) {
    try {
      startTime = System.currentTimeMillis();
      String f = Const.RECORD_DIR + File.separator + startTime + ".flv";
      recorder = new FFmpegFrameRecorder(f, width, height);
      recorder.setFormat("flv");
      recorder.setFrameRate(FPS);
      recorder.setPixelFormat(avutil.AV_PIX_FMT_YUV420P);
      recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);
      recorder.start();
    } catch (Throwable e) {
      throw new RuntimeException(e);
    }
  }

  public void destroy() {
    if (recorder == null) {
      return;
    }
    try {
      wait.set(true);
      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
      recorder.close();
      recorder = null;
    } catch (Throwable ignore) {
    } finally {
      wait.set(false);
    }
  }

  class ALiveWatcher implements Runnable {
    private long timestamp;
    @Override
    public void run() {
      while (true) {
        try {
          TimeUnit.MINUTES.sleep(2);
        } catch (InterruptedException ignore) {
        }
        if (System.currentTimeMillis() - timestamp > 2 * 60 * 1000) {
          destroy();
        }
      }
    }
    public void ping() {
      timestamp = System.currentTimeMillis();
    }
  }
}

2. 改造监控管理页面

这里直接改造上次的监控管理页面，将布局调整为左右模式，并新增了“开启录制”和“停止录制”按钮、以及“录制归档列表”的入口跳转，整体页面效果如下：

stream-record.png

需要注意的是：要实现录制，必须开启监控，只有开启了监控才可以录制。

3. 开发录制控制接口

跟上次开发监控控制接口一样，在IndexController中新增两个接口用于控制“开启录制”和“停止录制”。

public void startRecord() {
  StreamManager.INSTANCE.startRecord();
  redirect("/");
}
public void stopRecord() {
  StreamManager.INSTANCE.stopRecord();
  redirect("/");
}

上面的StreamManager是视频流管控中心，在这里往推流器注册一个视频帧消费者，然后将视频帧塞给录制器实现录制。

private void registerFrameConsumer() {
  if (sender == null) {
    return;
  }
  sender.registerFrameConsumer(f -> {
    if (record) {
      StreamRecorder.INSTANCE.record(f);
    }
  });
}

所以当开启录制时，只需要将record置为true即可。

public void startRecord() {
  record = true;
}

而停止录制时则将record置为false，同时关闭录制。

public void stopRecord() {
  record = false;
  StreamRecorder.INSTANCE.destroy();
}

4. 播放录制视频

视频录制后会以开始录制时间戳为名称存放在录制目录中（程序设置的是：/home/pi/RevVideo），录制的视频格式是FLV，采用JavaCV录制FLV无法直接使用HTML5的video播放，要播放录制的视频，可以用树莓派自带的媒体播放工具VLC， 下面视频VLC播放已录制的视频画面：

stream-record-play

至此，视频监控平台就实现了录制归档功能。

5. 开发视频归档列表页面

为了方便查看树莓派中录制的视频列表，可以开发一个简单的页面用于显示已经录制的视频，实现这个功能只需要简单的两步即可。

  1. 视频列表显示页面开发
<body>
  <a href="/"> 查看视频监控 >>> </a> 
  <br>
  <br>
  <div>
    <table border="1">
      <tr>
        <td>视频名称</td>
        <td>视频大小</td>
        <td>录制时间</td>
      </tr>
      #for(v : fList)
      <tr>
        <td>#(v.name)</td>
        <td>#(v.size)</td>
        <td>#(v.time)</td>
      </tr>
      #end
    </table>
  </div>
</body>
  1. 归档视频列表接口开发
public void index() {
  List<VideoVO> fList = new ArrayList<>(20);
  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
	
  File dir = new File(Const.RECORD_DIR);
  File[] fArray = dir.listFiles(f -> f.getName().endsWith(".flv"));
  if (fArray != null) {
    for (File f : fArray) {
      VideoVO vo = new VideoVO();
      vo.setName(f.getName());
      vo.setSize(f.length());
      vo.setTime(sdf.format(new Date(Long.parseLong(f.getName().replace(".flv", "")))));
      fList.add(vo);
    }
  }
  setAttr("fList", fList);
  render("index.html");
}

最终效果如下：

stream-record-list

6. 拓展玩法

虽然这个视频监控平台已经实现了监控和录制功能，但仍有部分缺陷，如果有兴趣可以进行拓展。
比如：

  1. 录制视频使用ffmpeg进行转码，然后使用HTML5-video标签进行播放回看。
  2. 录制视频提供删除和定期清理功能。
  3. 录制视频提供下载功能。

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由于上次发表的文章，被人盗用发布在头条上，这里我在文章的图片加了LOGO水印，不便之处请多包涵。

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