环绕智能(AmI - Ambient intelligence)是把人用各种不被察觉的嵌入在周围的计算技术和网络技术包围的一种概念,最早由欧洲信息社会咨询组于2001年提出。它提出了一种新的人机交互模式,强调计算的可移动性和嵌入性以及无处不在性。在环绕智能的研究在欧洲美洲越来越快的展开的时候,北京工业大学嵌入式软件与系统研究所承接了国家211项目“环绕智能与嵌入式系统”。本文设计的“手机家居视频监控系统”就是整个环绕智能与嵌入式系统中的一个子系统。手机家居视频监控系统从AmI的概念、理论和技术框架出发,提出了在环绕智能环境下面向家居和部分办公环境的监控应用新概念。设计了一种以智能手机为监控终端,以GPRS(General Packet Radio Service)链路为网络载体,监控服务器统一管理众多网络摄像头并桥接手机和其它智能服务的监控体系。系统同时体现了“监”与“控”的概念,不仅提供了传统监控应用查看视频图像的功能,还提供了通过手机终端和监控服务器随时随地的访问局域环绕智能系统中其它智能服务系统的功能。系统的意义不仅在于解决了传统监控技术在家居应用中成本高,灵活性和扩充性差等一些问题,还在于通过便携的手机监控终端实现了局域环绕智能系统向广域环绕智能系统的延伸,为环绕智能的应用理论做出了新的贡献。系统构建了手机终端与摄像头之间多对多访问的监控架构,并为此设计了专门的摄像头管理机制和监控请求管理机制,使得系统在满足良好扩充性的同时达到系统性能的最优。系统深入分析GPRS网络通信原理及性能特点,设计了一套适合在带宽资源有限且信道上下行不对称的GPRS网络上传输的基于字节流的应用层协议用来控制手机监控终端和监控服务器之间的交互;并且在监控数据的数据流控制上设计了帧编号机制和变步长图像帧选择机制,解决了多对多监控架构下的效率问题和数据一致性问题,以及GPRS链路状态不稳定性的自适应问题。系统还针对智能手机设备特点设计了诸如PTZ(Pan/Tilt/Zoom)控制平滑效果和图像自适应缩放等方法来优化监控图像的显示效果。最后本文在对系统的功能测试和性能分析中验证了系统在稳定性、容错性以及压力环境下的良好性能;分析了系统进一步提升系统性能的策略。