Python遠程視頻監控程序

老闆因爲事務繁忙沒法常常親臨教研室，因而讓我搞個監控系統，讓他在辦公室就能看到教研室來了多少人。o(>﹏<)o|||

最初個人想法是直接去網上下個軟件，但是找來找去不是有毒就是收費，無奈技術不到家沒法破解，只得另尋他法。

正當沒有辦法的時候，我看到一篇博文 一個基於python的高速視頻傳輸程序 ，看完茅塞頓開，以爲徹底能夠本身寫一個，在此感謝做者詹姆斯。

這個程序包括一個服務器和一個客戶端。須要的庫有 VideoCapture 和 pygame，一個用來獲得攝像頭的視頻，一個用來顯示。Python庫能夠點這裏下載：Python Extension Packages。進去後ctrl+F找到相應的庫，而後選擇相應的版本便可，這裏還有不少其餘的庫可提供下載。若不能運行，多是由於VideoCapture庫引用了PIL，而你沒裝，能夠點擊 PIL下載 下載相應版本。

我想到的解決方案是，在教研室開一臺電腦，接一個USB攝像頭，而後開啓一個服務器程序，等待着老闆使用客戶端鏈接，因爲是實時視頻傳輸，使用UDP協議。（主要傳輸部分採用詹姆斯的代碼）。

服務器端代碼以下：

 1 # -*- coding: UTF-8 -*-
 2 
 3 import socket
 4 import time
 5 import traceback
 6 from VideoCapture import Device
 7 import threading
 8 
 9 # 全局變量
10 is_sending = False
11 cli_address = ('', 0)
12 
13 # 主機地址和端口
14 host = ''
15 port = 10218
16 
17 # 初始化UDP socket
18 ser_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
19 ser_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
20 ser_socket.bind((host, port))
21 
22 # 接收線程類，用於接收客戶端發送的消息
23 class UdpReceiver(threading.Thread):
24     def __init__(self):
25         threading.Thread.__init__(self)
26         self.thread_stop = False
27                 
28     def run(self):
29         while not self.thread_stop:
30             # 聲明全局變量，接收消息後更改
31             global cli_address   
32             global is_sending
33             try:
34                 message, address = ser_socket.recvfrom(2048)
35             except:
36                 traceback.print_exc()
37                 continue
38        #     print message,cli_address
39             cli_address = address
40             if message == 'startCam':
41                 print 'start camera',
42                 is_sending = True
43                 ser_socket.sendto('startRcv', cli_address)                
44             if message == 'quitCam':
45                 is_sending = False
46                 print 'quit camera',
47 
48     def stop(self):
49         self.thread_stop = True
50 
51 # 建立接收線程
52 receiveThread = UdpReceiver()
53 receiveThread.setDaemon(True)           # 該選項設置後使得主線程退出後子線程同時退出
54 receiveThread.start()
55 
56 # 初始化攝像頭
57 cam = Device()
58 cam.setResolution(320,240)
59 
60 # 主線程循環，發送視頻數據
61 while 1:
62     if is_sending:      
63         img = cam.getImage().resize((160,120))
64         data = img.tostring()
65         ser_socket.sendto(data, cli_address) 
66         time.sleep(0.05)
67     else:
68         time.sleep(1)
69 
70 receiveThread.stop()
71 ser_socket.close()

服務器啓動一個子線程，來監聽客戶端發送的消息。當有消息時，將is_sending改成True，則服務器向該客戶端發送視頻數據。具體信息能夠看代碼註釋。

客戶端代碼以下：

 1 # -*- coding: UTF-8 -*-
 2 
 3 import socket, time
 4 import pygame
 5 from pygame.locals import *
 6 from sys import exit
 7 
 8 # 服務器地址，初始化socket
 9 ser_address = ('localhost', 10218)
10 cli_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
11 
12 # 設置超時
13 cli_socket.settimeout(5)
14 
15 # 向服務器發送消息，並判斷接收時是否超時，若超時則重發
16 while 1:
17     cli_socket.sendto('startCam', ser_address)
18     try:
19         message, address = cli_socket.recvfrom(2048)
20         if message == 'startRcv':
21             print message
22             break
23     except socket.timeout:
24         continue
25 
26 # 此句無用。。防止窗口初始化後等待數據
27 cli_socket.recvfrom(65536)
28 
29 # 初始化視頻窗口
30 pygame.init()
31 screen = pygame.display.set_mode((640,480))
32 pygame.display.set_caption('Web Camera')
33 pygame.display.flip()
34 
35 # 設置時間，能夠用來控制幀率
36 clock = pygame.time.Clock()
37 
38 # 主循環，顯示視頻信息
39 while 1:
40     try:
41         data, address = cli_socket.recvfrom(65536)
42     except socket.timeout:
43         continue
44     camshot = pygame.image.frombuffer(data, (160,120), 'RGB')
45     camshot = pygame.transform.scale(camshot, (640, 480))
46     for event in pygame.event.get():
47         if event.type == pygame.QUIT:
48             cli_socket.sendto('quitCam', ser_address)
49             cli_socket.close()
50             pygame.quit()
51             exit()
52     screen.blit(camshot, (0,0))
53     pygame.display.update() 
54     clock.tick(20)

客戶端就是簡單地向服務器發送啓動消息，接收到回覆後開始進入主循環開始接收視頻數據並顯示。

因爲UDP協議不保證信息是否成功到達，所以前面設置了個重發機制，只有當客戶端收到服務器的回覆後，才中止發送開啓消息並進入主循環。具體見註釋。

使用時將localhost改爲服務器IP便可，目前測試僅適用於局域網，校園網。外網暫未測試，熟悉網絡編程的同窗能夠自行實驗。

經驗

調試的時候出現過服務器怎麼都收不到客戶端消息，結果調試一下午都找不到緣由。晚上回來把防火牆、安全軟件全關了，順利經過。

服務器開啓新線程後，因爲Python奇怪的設定，主線程退出後子線程得完成後纔會退出，而這裏子線程又是一個死循環，所以須要對子線程調用setDaemon(True)，這樣主線程退出時子線程也會自動退出。若沒有調用該方法，調試一次後第二次可能失敗，由於後臺還有個子線程在運行。