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多方位智能监控系统设计.docx
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多方位智能监控系统设计.docx
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摘要
为了提高监控系统的监控效率,减少对监控系统的操作,本文针对监
控系统监视区域主要在摄像头前方、多方位监控较差的问题,设计一种具
有多方位监控的系统。该系统具备自动拍摄、多方位监控、及时反馈等功
能。
本文主要做了以下几个方面的工作:介绍了监控系统的发展历史,分
析了监控系统在国内外的市场以及研究现状:针对监控系统以及监控摄像
头存在的问题,提出了基于人体红外感应的多方位智能监控系统方案;设
计了整个多方位智能监控系统的硬件框架并介绍了各个模块的具体情况;
分析了软件系统框架并设计相应代码;通过摄像头录制、人体红外感应到
人后摄像头拍摄、舵机旋转摄像头三个实验,测试结果证明了基于人体红
外感应的多方位智能监控系统方案的可行性。
关键词:智能监控系统 单片机 ZigBee 人体红外感应
Abstract
In order to improve the monitoring efficiency of the monitoring system and
reduce the operation of the monitoring system, this paper designs a multi-
directional monitoring system for the monitoring system, mainly in front of the
camera and the poor multi-directional monitoring. The system has the functions
of automatic shooting, multi-directional monitoring and timely feedback.
This article mainly does the following work: introduced the history of
monitoring system, analyzed the monitoring system at home and abroad market
and research status quo: for the monitoring system and surveillance camera
problems, put forward a multi-directional intelligent monitoring system based on
human infrared induction program; The three experiments of the rotary camera
of the rudder show the feasibility of multi-directional intelligent monitoring
system based on human infrared induction.
Key words: Intelligent Monitoring System Singlechip ZigBee Infrared
Sensing of Human Body
目 录
第一章 绪论 ....................................................1
1.1 课题研究背景和意义 .......................................1
1.2 国内外研究历史和现状 .....................................1
1.3 论文研究内容与目标 .......................................2
1.4 论文结构安排 .............................................2
第二章 多方位智能监控系统设计相关技术 ..........................4
2.1 人体红外感应技术 .........................................4
2.2 嵌入式系统相关技术 .......................................4
2.2.1 树莓派 ...............................................4
2.2.2 Arduino ..............................................4
2.3 OpenCV ..................................................5
2.4 本章小结 .................................................5
第三章 硬件系统设计 ............................................6
3.1 硬件整体设计框架 .........................................6
3.2 树莓派与 Arduino..........................................6
3.3 多方位智能监控系统模块设计 ...............................8
3.3.1 人体红外感应模块 .....................................8
3.3.2 摄像头模块 ...........................................9
3.3.3 舵机模块 ............................................10
3.4 本章小结 ................................................10
第四章 系统软件开发 ...........................................11
4.1 软件系统框架 ............................................11
4.2 相关任务模块处理流程 ....................................11
4.3 树莓派的安装和连接 ......................................12
4.4 搭建 Arduino 开发环境 ....................................15
4.5 搭建树莓派与 Arduino 通信环境 ............................16
4.6 OpenCV .................................................17
4.6.1 搭建 OpenCV 工作环境 ................................17
4.6.2 OpenCV 模块代码 ....................................18
4.7 相关模块代码的开发 ......................................19
4.7.1 人体红外感应模块 ....................................19
4.7.2 时间模块 ............................................20
4.7.3 舵机模块 ............................................21
4.8 本章小结 ................................................21
第五章 多方位智能监控系统测试 .................................22
5.1 测试目的 ................................................22
5.2 摄像头录制测试 ..........................................22
5.3 人体红外感应模块测试 ....................................24
5.4 舵机旋转摄像头测试 ......................................25
5.5 整体测试 ................................................26
5.6 本章小结 ................................................27
总结与展望 ....................................................28
参考文献 ......................................................29
致谢 ..........................................................30
广东东软学院本科毕业设计(论文)
1
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
现代社会发展迅速,家庭的安全问题日益突出,社会上出现的犯罪手法更趋向于现
代化、隐蔽化,但是现在一些小区产生了因为安保设备水平不高从而导致了小区的一些
住户遭受小偷盗窃的问题,加强安保设备技术的需求显得更为急迫。安防管理技术就为
此而生,该技术通过结合计算机、传感器、通讯的技术来对犯罪行为以及灾害进行预防
以及监控,通过建立监控系统来加强治安管理,告别了以前只能通过大量安保人员进行
安保巡逻的窘境。
现代科学技术水平已经越来越发达,许多先进的科学技术在不断地在进步,现在的
传感器技术日趋成熟,监控系统的功能越来越多,监控系统的作用也越来越大,当一个
区域内布置了监控摄像头,安保人员只需通过观看屏幕就可以通过监控摄像头该区域进
行监控,只要通过合理运用监控系统,可预防犯罪的产生,减少大众对安全问题的忧虑。
在日常生活中,监控系统已越来越常见,如今在医院、在学校、在街口都可以看到不同
的监控摄像头发挥不同的作用,在现在的日常生活中,监控系统已悄无声息地为我们的
安全做出贡献。
本课题针对现有的大部分监控摄像头监视区域主要在摄像头前方、多方位监控较差
的问题,设计一种可多方位监控,并且通过相关模块实现自动对人体进行拍摄的系统。
1.2 国内外研究历史和现状
从 1942 年德国西门子公司安装了世界上第一台监控摄像头,到 1973 年美国纽约开
始布置监控系统,当时纽约警察局为了震慑犯罪分子在时代广场安装了现代第一套监控
系统,在往后的十年间,视频监控系统在全美国开始普及,各种各样的公共场所都开始
安装监控系统来预防犯罪行为的发生。如今视频监控系统已经发生了翻天覆地的变化,
通过技术水平的分类,现代的监控系统可以被划分为三代。
第一代的监控系统为模拟监控,这是最原始的视频监控系统,这个时候的监控系统
基本上监控摄像头只能通过视频线直接连接到电视屏幕,通过简单的设备进行图像切换,
这个时候的监控设备基本上只能进行实时监控,很少监控系统有视频储存的功能,当时
的安保人员进行视频监控只能靠双眼进行观测,如果出现事故也无法把视频进行储存来
保存证据。后来,人们发明了监控矩阵,透过监控矩阵可以在减少监控屏幕使用的同时
进行不同摄像头的切换,监控视频也开始可以通过磁带来进行储存,这时的监控系统已
经开始成型,系统已经有监控、储存、控制的功能,但是此时的监控系统还是存在需要
使用大量视频线连接、只能用磁带储存不支持网络等问题。
第二代的监控系统为数字监控,这个时候硬盘录像机诞生了,监控系统通过硬盘取
代了磁带进行视频储存,同时监控系统也可以联网,可是此时的监控系统还是存在不同
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