張星++冶艷艷++陳溪

摘 要：針對視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)需要有人值守、對場景的監(jiān)控沒有時間選擇性、攝像頭需不間斷地拍攝、監(jiān)控參數(shù)單一等問題，研究和開發(fā)了一套主、被動相結合的智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括顯示模塊、攝像控制中心、傳感器節(jié)點，集成了模式識別、信息傳輸和圖像監(jiān)控中的最新技術，實現(xiàn)了主動監(jiān)控與被動監(jiān)控以及選擇性啟閉各種狀況的報警。

關鍵詞：安防監(jiān)控；主被動結合；信息傳輸；選擇性

中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0017-02

引言

目前市場上出現(xiàn)多參數(shù)安防報警裝置，主要是視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，對場景的監(jiān)控沒有時間選擇性，攝像頭需不間斷地拍攝[2]，主要包括煙霧、燃氣、人員入侵等監(jiān)控報警，通常使用有線網(wǎng)絡或結合WiFi組成控制網(wǎng)絡[2]，對網(wǎng)絡要求嚴格，且該裝置未結合被動攝像采集，只能實現(xiàn)簡單報警不能清楚反應現(xiàn)場情況。這些監(jiān)控裝置具有要求有線網(wǎng)絡的接入、不間斷監(jiān)控造成的資源浪費、成本高、監(jiān)控不全面等不足[3]，因此，一種能夠?qū)崟r反應現(xiàn)場情況的主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)就非常必要。

1 系統(tǒng)的體系結構研究與設計

主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)結合了家居安防系統(tǒng)理念，把攝像裝置、云臺、被動感應紅外傳感器、被動煙霧傳感器、被動漏電報警器、被動燃氣傳感器以及門窗報警裝置等組成監(jiān)控網(wǎng)絡[4]。在發(fā)生報警時，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r地把信息發(fā)送給顯示終端。

主被動監(jiān)控方式：

（1）系統(tǒng)被動監(jiān)控。正常時攝像單元以及各個節(jié)點傳感器都處于休眠狀態(tài)，當有人闖入或者觸發(fā)紅外報警以及其因為它環(huán)境（如火災）報警時，傳感器立即把報警信息發(fā)送給攝像單元，攝像單元立刻定位報警點并調(diào)節(jié)云臺攝取報警點圖片和視頻[5]，隨后繼而把視頻圖片及報警信息通過GPRS的4G網(wǎng)絡發(fā)送給顯示終端，也可以通過wifi網(wǎng)絡把視頻圖片信息傳遞給顯示終端。

（2）系統(tǒng)主動監(jiān)控。當沒有報警信息卻又需要查看某一個地方的當前狀態(tài)時，可通過顯示終端發(fā)送命令給攝像控制中心來主動獲取某位置的視頻圖像信息[6]。當傳感器節(jié)點和攝像單元接受到命令時，結束休眠啟動工作，調(diào)節(jié)云臺進行視頻圖像的攝取并發(fā)送給顯示終端。該系統(tǒng)能夠解決普通監(jiān)控需不斷工作的資源浪費以及監(jiān)控報警單一等問題，添加主動監(jiān)控功能能夠輕松實現(xiàn)選擇性啟閉各種狀況報警。

主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)，由顯示終端、攝像控制中心、傳感器節(jié)點三個主要部分組成，系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)功能設計

2.1 系統(tǒng)功能需求分析

系統(tǒng)核心部分控制中心的主控芯片采用STM32F107單片機，主要處理各種命令，負責其他模塊之間的相互配合；射頻模塊選用CC1101，主要用來接收和傳遞傳感器節(jié)點的報警信息，主控芯片識別信息后控制攝像控制模塊，攝像控制模塊根據(jù)接受到的主控芯片的命令開啟或關閉攝像頭并按需求調(diào)節(jié)云臺；云臺主要用來調(diào)節(jié)攝像頭的拍攝位置和方向，并由GPRS模塊發(fā)送報警信息至顯示終端同時還具有接收顯示終端操作命令的功能，各模塊相互配合相互聯(lián)系，實現(xiàn)主動與被動結合的監(jiān)控模式[7]。

2.2 系統(tǒng)各模塊功能

（1）顯示終端。主要指計算機、手機、PDA等設備，主要有畫面亮度均勻、畫質(zhì)好、低功耗、體積小、易安裝、易攜帶、動態(tài)圖像顯示效果較佳等優(yōu)點，同時作為監(jiān)控者的“眼睛”，可以遠程隨時隨地查看監(jiān)控對象的狀態(tài)，并按需求對其進行控制。

（2）攝像控制中心。主要包括主控芯片、攝像控制模塊、攝像頭、云臺、Flash存儲模塊、GPRS模塊和射頻模塊等。主要功能是判斷所接收到的命令的種類，如果是攝取某位置圖像命令，則開啟攝像頭調(diào)節(jié)云臺拍攝視頻圖像并返回視頻圖像信息給顯示終端；如果是啟閉傳感器節(jié)點命令，則通過射頻信號發(fā)送給目的節(jié)點，傳感器節(jié)點接收到命令后判斷當前的啟閉狀態(tài)并按要求修改自身狀態(tài)。

（3）傳感器節(jié)點。主要指被動感應紅外傳感器、被動煙霧傳感器、被動漏電報警器、被動燃氣傳感器以及門窗報警裝置等。主控芯片采用MSP430F1222單片機，射頻模塊CC1101用來給攝像控制中心發(fā)送報警信息并接收其返回的命令，傳感器是用來檢測報警條件的觸發(fā)，如檢測人員進出、煙霧、燃氣、漏電、門窗惡意開啟等[7]。

3 系統(tǒng)關鍵的技術路線

3.1 系統(tǒng)關鍵技術

（1）傳感器節(jié)點監(jiān)控定位人方法選擇。

（2）在射頻發(fā)送報警信息時，怎么防止信息碰撞。

3.2 解決路線

（1）紅外定測法：通過紅外檢測并定位人員（紅外定位

法）。如：5個紅外檢測模塊，人員進入第一個紅外模塊檢測區(qū)域，第一個模塊報警，走出了第一個模塊，第二個模塊就能檢測到，通過模塊放置位置來定位人員位置，方便拍攝監(jiān)控。實際中傳感器節(jié)點的被動紅外傳感器可固定安裝在陽臺、門廳等處并給予編號，人員進入時能夠產(chǎn)生中斷并通過模塊編號對人員跟蹤定位拍攝。

（2）在每一個傳感器節(jié)點檢測到報警時，開始發(fā)送第一次報警，此后按照一定時間一直發(fā)送報警信息，直至收到攝像控制中心的應答。每一個監(jiān)控點延時的時間不同[8]，即使在一次碰撞后，第二次也能夠避免，直至能夠接收到應答才停止發(fā)送，避免信息碰撞丟失。

4 結束語

本文針對家居的安全隱患問題，分析了目前的安防報警裝置存在的問題和不足，設計了一種能夠?qū)崟r反應現(xiàn)場情況的主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由顯示終端、控制中心、傳感器節(jié)點組成，顯示終端類似人們的眼睛，隨時查看監(jiān)視對象的狀態(tài)；控制中心類似人們的大腦，主要進行分析判斷并收發(fā)命令；傳感器節(jié)點猶如人們的手腳，執(zhí)行對監(jiān)控狀態(tài)的開閉工作。

主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)整體上彌補了其他報警監(jiān)控裝置對網(wǎng)絡要求嚴格、只能單報警不能清楚反應現(xiàn)場情況、成本高、浪費資源、監(jiān)控不全面等缺點，解決了攝像頭不間斷拍攝、監(jiān)控參數(shù)單一等問題，并能夠輕松實現(xiàn)調(diào)節(jié)報警條件[5]。在被動傳感器發(fā)生報警時，喚醒正在休眠的攝像單元執(zhí)行拍攝報警點圖像任務，并把報警圖片及信息發(fā)送給手機、計算機等顯示終端。在手機、計算機等顯示終端主動需要某點圖像時，能夠喚醒休眠的攝像單元，讀出命令拍攝需求點并返回圖像。主、被動智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)，更進一步地提高了人們家庭居住環(huán)境的安全性。

參考文獻：

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[8]Teoh Chu Chong，Tan Chong Eng.A neural network approach towards reinfoixing smart home security [J].8th Asia-Pacific Symposium on Information and Telecommunication Technologies，APSITT 2010；2010.endprint