C#實現完整的防盜自製監控系統

在您的手機中通知您家中的入侵者，並拍攝他們的照片介紹在本文中，我將展示一些DIY東西，用於安裝監控系統，檢測家中的入侵者，拍攝照片並通過手機通知您，必要時可以打電話給警察並提供照片以便快速識別劫匪，並提高你恢復所有被盜事物的機會。當然，除了這個軟體，你必須提供一些硬體，但我已經在我家使用相 ...

在您的手機中通知您家中的入侵者，並拍攝他們的照片

介紹

在本文中，我將展示一些DIY東西，用於安裝監控系統，檢測家中的入侵者，拍攝照片並通過手機通知您，必要時可以打電話給警察並提供照片以便快速識別劫匪，並提高你恢復所有被盜事物的機會。

當然，除了這個軟體，你必須提供一些硬體，但我已經在我家使用相對便宜的材料建造了這個系統，如果我們除了相機，這是安裝中最昂貴的部分。但你可以用相機做很多事情，所以它可以是一個好的和有趣的投資。

基本上，這是系統架構，包含所有參與元素：

雖然在模式中我已經代表了一些具體的子系統，但實際上我已經設計瞭解決方案，以便通過實現公共介面並使用依賴註入將它們與應用程式鏈接，可以獨立開發所有這些元素。不同的子系統或協議如下：

攝像機協議：定義與攝像機的通信。
存儲協議：定義文件傳輸，圖像和控制命令/響應。
觸發協議：啟動監控系統。
警報協議：將事件遠程傳達給用戶。

該解決方案使用Visual Studio 2015和4.5版的.Net Framework實現。

你可以在我的博客中找到這篇文章的更長版本網站源碼，這裡有西班牙文版本。由於此站點的文件大小限製為10MB，我不得不刪除源代碼中的大量文件，所有NuGet包，obj目錄和所有二進位文件。雖然您可以從Visual Studio還原包，但您可能無法重新編譯代碼。在這種情況下，您可以從我的網站，在上一個鏈接中下載項目的完整文件集。

硬體

讓我們回顧一下我用來構建系統的硬體。由於應用程式可以通過多種方式進行擴展，因此您可以使用自己的不同硬體選擇來安裝它。

首先是相機。我有兩個IP攝像頭，每個都有不同的協議。更便宜的是一個概念性的wifi攝像頭，價格約50€和協議NetWave cgi。另一種是專業的，具有高性能，但也是非常高的價格。這是一款採用VAPIX cgi協議的Axis相機。

為了撥打行動電話，我買了一個簡單的USB AT數據機，價格約為17歐元：

當然，作為觸發器，我使用的是Arduino板（約20歐元），存在探測器開關（約10歐元）和繼電器。由於存在開關適用於220V，因此將其直接連接到Arduino板是一個壞主意。因此，我已將探測器連接到12V電源，並將繼電器的電源連接到另一個開關，該電源關閉5V Arduino電源和輸入引腳之間的電路。這完全隔離了220V主電源的Arduino板（以及電腦）。

你可以輕鬆地建立一個繼電器電路。只需將12個電源連接到繼電器卷軸，將二極體從地線連接到12V電線，然後從Arduino側使用輸入引腳（PI）作為觸發引腳，輸出引腳（PO）用力電路開路時輸入引腳為0V，5V電源信號激活輸入引腳：

這是Arduino代碼，我使用引腳28作為輸入，24使用輸出，因為在Arduino Mega板中它們靠近5V引腳，但是你可以使用你想要的，當然。

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);
}

最後，雖然這不是真正的硬體，但我會提到我使用過的存儲協議。我選擇Dropbox作為將照片上傳到雲端的最簡單，最便宜的方式，我還使用此媒體將移動客戶端與控制中心進行通信，使用帶有JSON格式數據的文本文件。

控制中心

在ThiefWatcher項目中，實現了中央控制應用程式。它是一個桌面MDI Windows應用程式，基本上有兩種不同的視窗類型。其中一個是控制面板，您可以在其中設置所有協議，而不是攝像機：

頂部窗格用於觸發器協議。在這裡，您可以選擇要使用的協議，提供具有相應設置的連接字元串（可以從協議到另一個不同），系統必須啟動監視模式的開始日期/時間（如果您不提供，系統啟動（中間），停止監視的結束日期/時間，您可以配置檢測到入侵者時拍攝的照片數量和照片之間的秒數（整數）。

此窗格下方是通知（警報）協議。在下拉列表右側選擇協議，您有一個測試按鈕，允許您測試此協議，而無需進行任何模擬。您還必須提供帶參數設置的字元串連接，併在協議允許數據傳輸的情況下提供可選消息。

底部窗格用於存儲協議。您有一個連接字元串來設置參數（如果有）和一個用於存儲數據的容器名稱，可以是本地文件夾，FTP文件夾，Azure blob容器名稱等。

命令按鈕從左到右依次為Start Simulacrum，它啟動或停止系統，就像檢測到入侵者一樣，因此您可以測試攝像機和存儲協議以及與客戶端的通信。在此模式下，不考慮開始和結束日期。接下來，“ 開始”按鈕啟動或停止實際監控模式。相機形式中沒有顯示圖像（假設沒有人在場）。最後，“ 保存”按鈕會在配置文件中寫入更改。

在代碼使用部分，我將評論我已實現的所有協議的連接字元串的參數。

關於攝像機協議，每個攝像機的配置都在攝像機視窗中執行，您可以使用File / New Camera ...菜單選項顯示攝像機視窗。首先，您必須為要添加的攝像機選擇正確的攝像機協議，然後，您必須提供連接數據，攝像機URL，用戶名和密碼。然後，你可以看到這樣一個視窗：

工具欄左側的第一個按鈕用於更改訪問設置，第二個按鈕用於顯示相機設置對話框，該對話框在相應的協議中實現。然後，您有一個啟動按鈕和其他停止相機的按鈕，因此您可以在配置相機時觀看圖像。攝像機ID必須是唯一的並且是必需的，因為您將使用此ID從客戶端選擇攝像機。最後兩個按鈕用於將攝像機保存在配置文件中或將其刪除。

所有這些設置都存儲在應用程式 App.config文件中。connectionStrings部分中的連接字元串，appSettings部分中的其他協議設置。還有兩個自定義部分用於存儲協議列表以及不同的攝像機及其設置。

該cameraSection islike這樣的：

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

每個照相機是一個cameraData元件，具有一個ID屬性，protocolName與相應協議的名稱屬性，和一個的connectionStringName用於連接數據屬性：URL，userName的和密碼，存儲在一個連接字元串中的ConnectionStrings部分。

還有一個protocolsSection，包含已安裝協議的列表：

<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>

每個協議有一個名字，一類，以確定它們的用法（觸發，報警，存儲或相機）和類型與所述完整的類型，其實現協議的類。

您可以使用File / Install Protocol / s ...菜單選項向此部分添加新協議，選擇具有協議或協議實現的類庫。

客戶

無論您身在何處，應用程式都必須通知您可能的入侵，因此我將客戶端實現為移動應用程式。幾乎所有平臺快速擁有應用程式版本的最簡單方法是使用Xamarin來執行此操作，因此這是我選擇的方法。

該TWClientApp PCL（攜帶型類庫）項目包含在客戶端幾乎所有的代碼。在不同平臺的具體項目中，只有代碼保存文件，將攝像頭拍攝的照片保存在手機記憶體中，以便您儘快將其提供給警方。

這是我的第一個移動App項目，所以它不是很複雜。這裡我沒有使用依賴註入。相反，我只實現了Dropbox存儲協議，因此，如果要使用另一個協議，則必須更改PCL庫中的代碼。此協議的優點是您可以使用Dropbox實際客戶端獲取照片，而無需使用ThiefWatcher客戶端（儘管您失去了應用程式控制功能）。

啟動客戶端應用程式時，必須按“ 連接”按鈕才能向主應用程式發送標識消息：

然後，將相機列表發送到客戶端。您可以按相應的按鈕選擇其中一個：

您可以觀看相機的當前圖像。通常，您不能等待真正的視頻流，因為上傳每個圖像可能會非常慢。中央控制實時獲取幀，但Dropbox每上傳花費最多兩秒鐘。

您可以使用按鈕啟動/停止相機，拍照或結束鬧鐘模式（在結束鬧鐘模式之前無需停止相機）。

照片顯示在底部的列表中，您可以將其保存到手機或刪除它們。

我無法測試iOS版本，因為我沒有MAC，但Windows Phone和Android Apps工作正常。

使用代碼

不同的協議介面在WatcherCommons項目的Interfaces名稱空間中定義。攝像機協議是IWatcherCamera，定義如下：

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：當圖像準備好發送到應用程式時觸發事件處理程式。圖像在FrameEventArgs參數的Image屬性中作為Bitmap傳遞。
FrameSize：攝像機圖像的當前寬度和高度。
ConnectionString：用分號分隔的字元串，用於定義攝像機訪問參數。在我實現的協議中，參數是url，userName和password，如下所示：url = http：//192.168.1.20; userName = root; password = root。
UserName，Password和Uri：與連接字元串中的相同。
MaxFps：設置捕獲率。
狀態：如果攝像機正在運行，則為true。
SetupManager：與攝像機設置對話框的界面。用於在用戶更改攝像機圖像大小時在應用程式中觸發事件，以便可以正確調整攝像機表單的大小。
初始化：根據需要重置內部狀態。
ShowCameraConfiguration：顯示攝像機配置對話框。它必須不是模態的，因此如果相機正在顯示圖像，您可以觀察更改。
開始：開始圖像捕獲。這是在一個單獨的線程中執行的，您必須在新幀事件中與相機交互時將其考慮在內。
停止：停止捕獲。

該NetWave協議在實施NetWaveProtocol項目和VAPIX在協議VAPIXProtocol項目。

觸發器協議ITrigger如下：

 public interface ITrigger
{
    event EventHandler OnTriggerFired;
    string ConnectionString { get; set; }
    void Initialize();
    void Start();
    void Stop();
}

OnTriggerFired：在檢測到觸發條件時觸發。
ConnectionString：帶有配置參數的字元串。在我已經實現的協議中，在ArduinoSimpleTriggerProtocol項目中，它們是埠和波特率，如下所示：port = COM4; baudrate = 9600。請記住在Arduino代碼中設置相同的波特率。
初始化：根據需要重置intarnal狀態。
開始：開始偵聽觸發條件。這是在一個單獨的線程中完成的。
停止：停止聽。

通知協議IAlarmChannel也很簡單：

public interface IAlarmChannel
{
    string ConnectionString { get; set; }
    string MessageText { get; set; }
    void Initialice();
    void SendAlarm();
}

ConnectionString：帶有配置參數的字元串。
MessageText：如果協議允許，則發送消息。
初始化：重置內部狀態。
SendAlarm：向客戶端發送通知。

我實現的協議是ATModemProtocol項目，它使用AT數據機撥打一個或多個電話號碼，並具有以下配置參數：

port：連接數據機的COM埠。
波特率：設置埠波特率。
initdelay：撥號前等待的延遲時間（以毫秒為單位）。
number：逗號分隔的電話號碼列表。
ringduration：掛機前的時間，以毫秒為單位。

另一個協議使用Skype或Lync通知用戶。它在LyncProtocol項目中實現。連接字元串是以分號分隔的Skype或Lync用戶地址列表。您必須在主電腦和客戶端上安裝Lync客戶端。

後者是存儲協議，此協議使用的數據在WatcherCommons類庫的Data命名空間中定義。有兩個不同的類，ControlCommand用於攝像頭命令：

[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格式發送和接收。在Command成員中傳遞了兩個不同的commnand，一個用於嚮應用程式註冊並獲取攝像機列表，另一個用於停止警報並將應用程式重置為監視模式。

該客戶端ID構件唯一地標識每個客戶端。

CameraInfo也是以JSON格式交換有關攝像機的請求和響應：

[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：攝像機標識符。
活動：相機狀態。
照片：用於要求相機拍照。
寬度和高度：相機圖像尺寸。
ClientID：客戶端唯一標識符。

當您請求攝像機列表時，您會收到一個帶有一系列CameraInfo對象的響應，每個攝像機對應一個。

實現協議的介面是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：帶有配置參數的字元串。
ContainerPath：標識文件夾，blob容器名稱等。
UploadFile：發送Stream對象中提供的文件。
DownloadFile：在提供的Stream對象中獲取文件。
DeleteFile：刪除文件。
ExistsFile：測試文件是否存在。
ListFiles：枚舉文件夾中的文件，其名稱的開頭必須與模型參數匹配。
GetCommands：枚舉客戶端發送的命令。
GetRequests：枚舉客戶端發送的攝像頭請求。
SendResponse：發送命令或攝像機請求的響應。

我已經實現了兩個存儲協議。該DropBoxProtocol項目實施與使用的協議的Dropbox。在伺服器端，這隻是讀取和寫入Dropbox文件夾的文件。不需要連接字元串，因為文件夾是單獨配置的。

在客戶端中，這是實現的協議。它略有不同，界面在TWClientApp項目中定義：

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);
}

它是一個非同步介面，成員數少於伺服器端。實現並不像伺服器那麼容易; 我們必須使用Dropbox API與之交互。實現在DropBoxStorage類中，並且在_accessKey常量中，您必須將安全密鑰設置為成功建立連接（在第一次編譯代碼之前不要忘記這樣做，因為沒有預設值）。

private const string _accessKey = "";

客戶端App的幾乎所有代碼都在TWClientApp項目中，在CameraPage類中。數據的交換協議是通過文件，每個文件都有一個特殊的名稱來識別它。這些是不同的文件名模式：

攝像機只寫一個幀文件，當客戶端讀取幀時，它刪除文件，伺服器可以寫另一個。該文件是jpg圖片，名稱為<CAMERA ID> _FRAME_ <CLIENT ID> .jpg。
照片的名稱相似，可能有多張照片。名稱模式為：<CAMERA ID> _PHOTO_yyyyMMddHHmmss.jpg。
客戶端可以以JSON文本格式和名稱cmd_ <CLIENT ID> .json將命令一次發送到伺服器。
當伺服器獲取命令文件時，它會刪除該文件，因此客戶端可以發送另一個命令，並執行該命令。然後，它編寫一個名為resp_ <CLIENT ID> .json的響應文件。
最後，客戶端可以發送相機請求，例如拍攝照片，或以JSON格式在名為req_ <CLIENT ID> .json的文件中啟動或停止相機。伺服器讀取文件，刪除它，並將請求傳遞給攝像機進行處理，然後，伺服器寫入響應文件，就像命令一樣，具有攝像機狀態。

該NetWave相機協議配置對話框非常簡單，你可以閱讀更多關於此協議中我的博客。

至於VAPIX協議，它更複雜，因為它是專業相機的協議。我沒有使用包含大量控制項的複雜對話框，而是實現了一個包含所有配置參數的樹視圖（它們是很多配置參數），您可以在其中選擇每個參數並更改值。您也可以在我的博客中閱讀更多相關信息。

這就是全部，享受解決方案，並感謝閱讀！