一種基于樹莓派的智能無線監控系統

孫偉　李文俊　雷暉

摘要：為解決監控系統中存在的大量無變化畫面占用存儲空間和時間的問題，提出一種基于樹莓派的智能無線監控系統，通過圖片比對技術，智能識別監控畫面變化，并僅將動態變化的內容存儲到遠程服務器，解決了存儲無變化畫面占用存儲空間和時間的問題。該監控系統有效性高、存儲量低、成本低、使用方便。

關鍵詞：監控系統;樹莓派;動態監控

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：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，各種智能硬件技術不斷發展，在物聯網領域新產品不斷涌現，極大地拓展了人們解決問題的思路，其中智能監控就是物聯網中一個重要的研究熱點。目前的監控系統大部分還是將所有內容全部保存，這樣會占用很多的存儲空間，同時在查看監控視頻時也會浪費時間，對于有些存儲空間受限的監控系統而言，需要一套新的監控系統智能感知畫面變化情況，只有畫面變化時再進行拍攝。

本文提出了一種基于畫面感知的實時監控方案，在樹莓派上進行驗證，較好地實現了動態畫面感知和拍攝的功能，減少了存儲空間，提高了監控回看的效率。

2總體設計方案

本文提出基于樹莓派的監控系統，主要包括樹莓派，攝像頭、電池、存儲卡等。總體設計方案如圖1所示。

2.1系統設計目標

本監控系統的設計需要實現以下目標：

（1）監控系統通電自動啟動并進入到監控狀態。

（2）當鏡頭內畫面改變時自動開始監控，無變化時停止監控。

（3）監控畫面能進行實時存儲，并通過電腦或手機等設備進行查看。

2.2程序工程流程

基于樹莓派的程序主要借python+opencv實現對移動物體的檢測，具體的設計如圖2所示。

3設計方案特點及難點

3.1設計方案的特點

本設計方案主要是將樹莓派與攝像頭相連接，在主控設備選擇時，使用新一代樹莓派平臺，該平臺功能豐富、性能非常強大，資源豐富，同時結合無線遠程訪問技術，使監控功能得到較好地實現。本設計方案的特點具體如下：

（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勁，滿足該系統的功能。

（2）智能識別監控視野內物體的變化。當監控畫面前后幀發生一定的變化時，請自動開始監控并存儲監控畫面到存儲器中。

（3）通電自動開啟監控功能。通電時系統自動開啟監控功能，不用人工干預，當發生主電源發生斷電后，將由電池繼續供電。

（4）查看監控按時間標記進行查看，減少了查看不必要監控畫面的時間。

3.2設計方案的難點

本設計方案的難點在于智能感知監控畫面變化，當監控畫面內有物體移動時將自動進行存儲，從而實現降低存儲的目的。畫面變化感知主要是通過比較相鄰兩幀監控圖像之間的差異是否大于某個閾值，當超過閾值時啟動拍攝并存儲到指定位置。

4系統仿真與結果分析

4.1監控系統整體結構

基于樹莓派的智能感知監控系統整體實物圖如圖3、圖4所示，此監控系統由控制模塊、供電模塊、驅動模塊、通信模塊、圖像采集模塊組成。

4.2系統運行結果分析

本智能監控系統對圖像采集情況如圖5所示。

當發現攝像頭內畫面發生改變時進行拍攝和存儲，采集圖像的大小、采集頻率、分辨率可以由程序設定，這可以根據實際分辨率需求進行調整。

5結語

本文通過多次調試，不斷修正分辨率和感知閾值，直到滿足監控需要，實現了當監控畫面前后相鄰兩幀相差一定閾值，便啟動監控，并以時間來標記啟動時間。此方案設計簡單、實現方便，拍攝效果可以調整，可以應用于家庭監控、倉庫管理、動物監控等領域。經過實驗發現在實時性方面還有一些不足，在物體移動過快時拍攝不是很清楚，今后需要進一步研究并加以改善。

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