一種基于樹莓派的智能無線監(jiān)控系統(tǒng)

孫偉　李文俊　雷暉

摘要：為解決監(jiān)控系統(tǒng)中存在的大量無變化畫面占用存儲(chǔ)空間和時(shí)間的問題，提出一種基于樹莓派的智能無線監(jiān)控系統(tǒng)，通過圖片比對技術(shù)，智能識別監(jiān)控畫面變化，并僅將動(dòng)態(tài)變化的內(nèi)容存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程服務(wù)器，解決了存儲(chǔ)無變化畫面占用存儲(chǔ)空間和時(shí)間的問題。該監(jiān)控系統(tǒng)有效性高、存儲(chǔ)量低、成本低、使用方便。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng);樹莓派;動(dòng)態(tài)監(jiān)控

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0061-02

Abstract：In order to solve the problem that a large number of unchanged images occupy storage space and time in the monitoring system， This paper proposes an intelligent wireless monitoring system based on raspberry PI， which can identify the changes of monitoring images intelligently by image comparison technology and only store the dynamically changed content to remote server， thus solving the problem that the storage of unchanged images occupies storage space and time. The monitoring system has high efficiency， low storage capacity， low cost and easy to use.

Key words：monitoring system;raspberry Pi;dynamic monitoring

1引言

目前，各種智能硬件技術(shù)不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，極大地拓展了人們解決問題的思路，其中智能監(jiān)控就是物聯(lián)網(wǎng)中一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。目前的監(jiān)控系統(tǒng)大部分還是將所有內(nèi)容全部保存，這樣會(huì)占用很多的存儲(chǔ)空間，同時(shí)在查看監(jiān)控視頻時(shí)也會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，對于有些存儲(chǔ)空間受限的監(jiān)控系統(tǒng)而言，需要一套新的監(jiān)控系統(tǒng)智能感知畫面變化情況，只有畫面變化時(shí)再進(jìn)行拍攝。

本文提出了一種基于畫面感知的實(shí)時(shí)監(jiān)控方案，在樹莓派上進(jìn)行驗(yàn)證，較好地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)畫面感知和拍攝的功能，減少了存儲(chǔ)空間，提高了監(jiān)控回看的效率。

2總體設(shè)計(jì)方案

本文提出基于樹莓派的監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括樹莓派，攝像頭、電池、存儲(chǔ)卡等。總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）監(jiān)控系統(tǒng)通電自動(dòng)啟動(dòng)并進(jìn)入到監(jiān)控狀態(tài)。

（2）當(dāng)鏡頭內(nèi)畫面改變時(shí)自動(dòng)開始監(jiān)控，無變化時(shí)停止監(jiān)控。

（3）監(jiān)控畫面能進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，并通過電腦或手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行查看。

2.2程序工程流程

基于樹莓派的程序主要借python+opencv實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)物體的檢測，具體的設(shè)計(jì)如圖2所示。

3設(shè)計(jì)方案特點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)

本設(shè)計(jì)方案主要是將樹莓派與攝像頭相連接，在主控設(shè)備選擇時(shí)，使用新一代樹莓派平臺，該平臺功能豐富、性能非常強(qiáng)大，資源豐富，同時(shí)結(jié)合無線遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，使監(jiān)控功能得到較好地實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)具體如下：

（1）選擇樹莓派為主控模塊。樹莓派作為一種廣受歡迎的基于Linux的微型電腦，視頻、音頻等功能通通皆有，自3B之后的版本功能更加強(qiáng)勁，滿足該系統(tǒng)的功能。

（2）智能識別監(jiān)控視野內(nèi)物體的變化。當(dāng)監(jiān)控畫面前后幀發(fā)生一定的變化時(shí)，請自動(dòng)開始監(jiān)控并存儲(chǔ)監(jiān)控畫面到存儲(chǔ)器中。

（3）通電自動(dòng)開啟監(jiān)控功能。通電時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開啟監(jiān)控功能，不用人工干預(yù)，當(dāng)發(fā)生主電源發(fā)生斷電后，將由電池繼續(xù)供電。

（4）查看監(jiān)控按時(shí)間標(biāo)記進(jìn)行查看，減少了查看不必要監(jiān)控畫面的時(shí)間。

3.2設(shè)計(jì)方案的難點(diǎn)

本設(shè)計(jì)方案的難點(diǎn)在于智能感知監(jiān)控畫面變化，當(dāng)監(jiān)控畫面內(nèi)有物體移動(dòng)時(shí)將自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)降低存儲(chǔ)的目的。畫面變化感知主要是通過比較相鄰兩幀監(jiān)控圖像之間的差異是否大于某個(gè)閾值，當(dāng)超過閾值時(shí)啟動(dòng)拍攝并存儲(chǔ)到指定位置。

4系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析

4.1監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

基于樹莓派的智能感知監(jiān)控系統(tǒng)整體實(shí)物圖如圖3、圖4所示，此監(jiān)控系統(tǒng)由控制模塊、供電模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、通信模塊、圖像采集模塊組成。

4.2系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果分析

本智能監(jiān)控系統(tǒng)對圖像采集情況如圖5所示。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)攝像頭內(nèi)畫面發(fā)生改變時(shí)進(jìn)行拍攝和存儲(chǔ)，采集圖像的大小、采集頻率、分辨率可以由程序設(shè)定，這可以根據(jù)實(shí)際分辨率需求進(jìn)行調(diào)整。

5結(jié)語

本文通過多次調(diào)試，不斷修正分辨率和感知閾值，直到滿足監(jiān)控需要，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)監(jiān)控畫面前后相鄰兩幀相差一定閾值，便啟動(dòng)監(jiān)控，并以時(shí)間來標(biāo)記啟動(dòng)時(shí)間。此方案設(shè)計(jì)簡單、實(shí)現(xiàn)方便，拍攝效果可以調(diào)整，可以應(yīng)用于家庭監(jiān)控、倉庫管理、動(dòng)物監(jiān)控等領(lǐng)域。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在實(shí)時(shí)性方面還有一些不足，在物體移動(dòng)過快時(shí)拍攝不是很清楚，今后需要進(jìn)一步研究并加以改善。

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