ARM-linux智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案解析

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活步調(diào)加快，如家庭生活和工作等環(huán)境中會經(jīng)常出現(xiàn)無人的情況，此時安全問題令人擔(dān)憂，研制一個適宜的安全監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。然而，目前大多智能監(jiān)控系統(tǒng)需要借助一些傳感器，如熱紅外、煙霧等，來實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，這樣提高了成本，使系統(tǒng)變得復(fù)雜，可靠性降低。因此設(shè)計(jì)一種簡易的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)是必要的。本文提出了運(yùn)動物體檢測的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)有外來入侵者時，系統(tǒng)會追蹤運(yùn)動目標(biāo)并將其鎖定，拍攝記錄下其圖片，并會發(fā)出報(bào)警信號，警告入侵者離開。同時系統(tǒng)將會通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送警告信息和入侵者的圖片，讓用戶可以隨時了解監(jiān)控區(qū)域的情況。
　　本文以嵌入式系統(tǒng)ARM+Linux系統(tǒng)為平臺設(shè)計(jì)了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用背景差法實(shí)現(xiàn)對視頻序列中運(yùn)動目標(biāo)的檢測，根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，同時利用GPRS移動通信覆蓋區(qū)域廣闊的特點(diǎn)，以短信和彩信的形式將信息發(fā)送到用戶手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控［1］。
　　1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能概述及工作流程
　　本智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于嵌入式ARM-Linux開發(fā)的，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像采集、運(yùn)動目標(biāo)檢測、現(xiàn)場警報(bào)并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)短信和彩信的發(fā)送。
　　系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要功能有：（1）采用背景差法實(shí)現(xiàn)對視頻序列中運(yùn)動目標(biāo)檢測；（2）通過GPRS發(fā)送報(bào)警短信和檢測到的運(yùn)動目標(biāo)圖像彩信；（3）通過聲卡在現(xiàn)場播放報(bào)警音樂。
　　系統(tǒng)工作流程為：首先，運(yùn)行運(yùn)動目標(biāo)入侵檢測模塊，驅(qū)動USB攝像頭進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集，在ARM處理器中進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)檢測算法計(jì)算工作。當(dāng)系統(tǒng)檢測到有運(yùn)動目標(biāo)入侵時，系統(tǒng)會拍攝下運(yùn)動目標(biāo)入侵者的圖像并保存在文件夾中。此時，系統(tǒng)將開啟現(xiàn)場報(bào)警程序模塊，通過聲卡UDA1341驅(qū)動音箱播放報(bào)警音樂，來警告非法入侵者離開。同時，系統(tǒng)通過串口發(fā)送AT指令來啟動GPRS無線模塊M20，GPRS模塊發(fā)送報(bào)警短信和入侵者的圖片到用戶手機(jī)。
　　2 系統(tǒng)硬件平臺構(gòu)建
　　本系統(tǒng)硬件由以下模塊構(gòu)成：中芯微的USB攝像頭zc0301、GPRS彩信模塊M20、聲卡UDA1341、音箱、三星公司的微處理器S3C2440，256 MB NAND Flash以及64 MB SDRAM。S3C2440微處理器內(nèi)部集成了ARM公司ARM920T處理器核的32 bit微控制器，其資源豐富，帶獨(dú)立的16 KB指令Cache和16 KB數(shù)據(jù)Cache，還有NAND閃存控制器及RAM控制器，系統(tǒng)主頻最高可達(dá)203 MHz［2-3］。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
　　
　　本系統(tǒng)用USB攝像頭zc301進(jìn)行圖像采集，得到JPEG格式圖像，通過聲卡UDA1341驅(qū)動音箱報(bào)警，用M20實(shí)現(xiàn)彩信圖片發(fā)送。