智能防盜與火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)分析

一、項(xiàng)目概述
　　1.引言
　　本項(xiàng)目以Atmel公司的AVR32 AT32UC3A處理器為核心，以u(píng)Clinux操作系統(tǒng)為平臺(tái)，通過廣角攝像頭進(jìn)行視頻（或圖像）采集，并運(yùn)用算法實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別（室內(nèi)防盜）或火焰識(shí)別（室外防火）等功能。在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)充出其他的功能：
　?。?）通過以太網(wǎng)端口及相關(guān)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的通信，從而實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的傳送與遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
　?。?）通過SD模塊及擴(kuò)充出的GPRS（GSM）模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)與個(gè)人終端設(shè)備PDA之間的通信，從而實(shí)現(xiàn)短信或電話提醒，報(bào)警與預(yù)警等功能。
　　本項(xiàng)目采用的硬件平臺(tái)為EVK1100。考慮到芯片處理能力與實(shí)時(shí)性要求，可能換用性能更強(qiáng)，信號(hào)處理能力更為出色的AT32AP7系列芯片。
　　2.項(xiàng)目背景
　　“入室盜竊”這種違法犯罪行為在全球范圍內(nèi)日漸猖狂，現(xiàn)已成為一世界性難題。全世界每年為防范入室盜竊的投入近200多億美元，而每年入室盜竊造成的損失卻高達(dá)400多億美元。然而，傳統(tǒng)的通過人防（通過人力進(jìn)行安全防范的手段，比如人員巡邏，站崗等）和物防（比如現(xiàn)在常采用防盜窗，防盜門、保險(xiǎn)柜等）的手段已經(jīng)無法有效的制止盜竊率的繼續(xù)攀升。在如此的嚴(yán)峻形勢(shì)下，一種新的更為行之有效的安全防范手段呼之欲出。
　　而在另一方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年受森林和荒地火災(zāi)影響的土地約達(dá)3億5000萬公頃。這些火災(zāi)不僅給人類帶來了巨大的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，還使氣候變化、空氣污染和喪失生物多樣性等問題進(jìn)一步惡化。因此，急需一種措施來預(yù)防森林和荒地火災(zāi)的發(fā)生和蔓延。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織就曾指出，導(dǎo)致森林和荒地火災(zāi)的最主要原因往往是一些人為因素，而采取預(yù)防、監(jiān)測(cè)、評(píng)估以及早期預(yù)警等綜合措施能夠有效的防止森林和荒地火災(zāi)的發(fā)生，從而減少火災(zāi)的發(fā)生，并降低火災(zāi)所帶來的損失。
　　本項(xiàng)目通過開發(fā)一個(gè)智能防盜與火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，用于預(yù)防上述社會(huì)問題。該系統(tǒng)特別適用于居民家庭、超市商場(chǎng)、銀行、森林火災(zāi)防控等場(chǎng)所，應(yīng)用范圍廣泛。
　　二、需求分析
　　1.功能要求
　　系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端與接收終端兩部分構(gòu)成。其中，接收終端可以是個(gè)人移動(dòng)終端PDA或遠(yuǎn)程監(jiān)控的PC機(jī)。系統(tǒng)與個(gè)人終端的通信主要是基于GSM模塊（發(fā)短信等）或GPRS模塊（上網(wǎng)），甚至可以采用最新的3G技術(shù)等。而系統(tǒng)與終端PC機(jī)的通信則需要通過IP/TCP協(xié)議，采用socket機(jī)制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信與視頻數(shù)據(jù)的接收。這里實(shí)際上是把系統(tǒng)平臺(tái)視為一個(gè)服務(wù)器，而傳輸信道則可以選擇無線或有線信道。具體的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：
　　
　　圖1 系統(tǒng)架構(gòu)
　　2.性能要求
　　數(shù)據(jù)采集：為了采集到良好的視頻數(shù)據(jù)，要求系統(tǒng)應(yīng)放在一個(gè)光線充足的場(chǎng)所，以便能夠采集到有用數(shù)據(jù)。當(dāng)然也可以利用光敏傳感器，當(dāng)系統(tǒng)工作環(huán)境變暗，則自動(dòng)開啟小燈。
　　數(shù)據(jù)處理：由于應(yīng)用場(chǎng)合要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，故系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、處理與發(fā)送過程時(shí)延小。
　　考慮到系統(tǒng)的處理與存儲(chǔ)能力，攝像頭的像素不應(yīng)太高。
　　處理器應(yīng)能夠移植常用的一些微處理器操作系統(tǒng)，如uClinux等。
　　算法準(zhǔn)確度應(yīng)該足夠高，以免發(fā)生誤報(bào)，避免不必要的麻煩。根據(jù)需要可以外接與警察局或消防部門的通信部分。