【摘要】基于嵌入式Linux軟件平臺（Fedora-14操作系統(tǒng)及Linux-2.6.30.4的內(nèi)核）和ARM9硬件平臺，設(shè)計出了基于入侵檢測技術(shù)的遠程視頻及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)且具備短信實時報警功能。

【關(guān)鍵詞】入侵檢測；ARM嵌入式；視頻監(jiān)控

引言

隨著社會安全防范意識越來越高，過去傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不足以滿足當今科技發(fā)展的要求，而且更新功能、維護設(shè)備的成本相對較高。而該監(jiān)測系統(tǒng)在金融機構(gòu)、無人看守的工業(yè)場所、居民住宅區(qū)等領(lǐng)域的監(jiān)控優(yōu)勢日益明顯，得到了廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過對被監(jiān)測場所進行連續(xù)24小時錄像，并把錄像數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心的電腦上，相關(guān)值班人員通過監(jiān)視屏幕以判斷是否被被控場所是否被入侵，因該系統(tǒng)對被控場所進行實時錄像，需要巨大的硬盤存儲空間；同時該監(jiān)控系統(tǒng)功能單一，監(jiān)控場所在被入侵時無法自動識別并自動產(chǎn)生報警，需要安全保衛(wèi)人員24小時監(jiān)視屏幕，當監(jiān)控點越多，需要投入大量的人力資源。而該系統(tǒng)設(shè)計出的是一套具有入侵監(jiān)測性能的遠程視頻以及環(huán)境監(jiān)控的系統(tǒng)，它的設(shè)計是基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)[1]和ARM9硬件平臺（S3C2440芯片），優(yōu)化了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)有人入侵，系統(tǒng)便會自動抓拍到入侵者的畫面繼而發(fā)出警報聲，從而提高了監(jiān)視質(zhì)量和檢測的速度也降低了安保守衛(wèi)人員監(jiān)視屏幕的視覺疲勞感，這樣也大大地降低了對硬盤空間大小的要求，且實時的將環(huán)境參量（如濕度、溫度等）記錄并繪制成曲線圖顯示，并能達到實時短信通知用戶。該系統(tǒng)終端還可以通過網(wǎng)絡(luò)組成樓宇視頻監(jiān)控中心，特別適合靜態(tài)場所的入侵監(jiān)控。

一、總體方案

二、系統(tǒng)硬件的設(shè)計概述

視頻監(jiān)控終端采用CMOS攝像頭，視頻流的輸出格式是JPEG編碼。針對ARM9 2440硬件平臺，將該攝像頭進行交叉編譯寫進內(nèi)核，這樣每次開機時，系統(tǒng)便會自動加載并開啟攝像頭。該終端的系統(tǒng)硬件平臺是選用2440核心板，主要是基于對開發(fā)工具以及開發(fā)成本還有處理器性能的考慮，其板載接口總類齊全，便于二次開發(fā)。在板載上接入USB無線網(wǎng)卡及GSM模塊即可構(gòu)成遠程監(jiān)控并發(fā)送短信的功能。加之在IO接口上接入各種傳感器，通過終端將采集到的數(shù)據(jù)通過Boa服務(wù)器[3]發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，即可組成一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

三、入侵檢測

入侵檢測技術(shù)[4]可自動對監(jiān)控視頻圖像序列進行檢測，只要發(fā)現(xiàn)有入侵，系統(tǒng)便會馬上自動抓拍并發(fā)出警報聲。目前應(yīng)用最廣的入侵檢測的方法主要有3種：背景減差法[4]、光流減差法[4]、幀間減差法[4]。由于幀間差法[4] 背景更新快且對光線場景變化不太敏感、能適應(yīng)環(huán)境因素的動態(tài)變化，穩(wěn)定性也好?？紤]到嵌入式平臺下計算資源的有限性，最終選擇采用幀間減差法進行入侵檢測。該算法實現(xiàn)簡單，根據(jù)幀間的差分結(jié)果是否超過閾值來判斷是否有入侵，并在網(wǎng)頁上顯示入侵圖像[4]。

因為要將攝像頭抓拍到的圖像存儲為jpeg格式，所以必須先安裝jpeg的庫[5]。安裝好后，如果需要使用該庫，則需要在編譯應(yīng)用程序時說明jpeg庫所在的目錄[5]。

基于GPL 2的Motion視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有在同一時間內(nèi)接收多個攝像頭的視頻信號流和自動識別出被入侵的視頻信號流的功能，因此可及時對入侵者拍照記錄及迅速產(chǎn)生報警信號。同時，系統(tǒng)程序為基于Linux平臺下的開源移動圖像監(jiān)測C語言編譯而成，具有較大的兼容性、靈活性，當把入侵的標志頁面放到網(wǎng)站服務(wù)器的對外服務(wù)目錄下，并在標志頁中插入入侵標志和警報聲，系統(tǒng)在檢測到被入侵信號時，將在監(jiān)控中心的網(wǎng)頁上顯示入侵標志的同時發(fā)出報警聲以提醒安全保衛(wèi)人員[6]。

四、傳感器模塊（DHT11溫濕度傳感器）

DHT11典型應(yīng)用電路其電路的連接較簡單，上下位的連接只需占用控制器一個I/O口。建議接口連接時如果連接線的長度短于20米就用5K的上拉電阻，如果連接長度長于20米則要依據(jù)實際的情況來判定選用合適的上拉電阻[8]。

方式二：使用ad-hoc模式

在該模式下，手機不支持ad-hoc這種方式鏈接，所以只能通過筆記本電腦的無線與該模式下的USB無線網(wǎng)卡實現(xiàn)點對點的鏈接。同樣是通過編寫腳本文件，來實現(xiàn)該功能2.GSM模塊板載與GSM模塊的鏈接通信是由串口將二者相連。串行端口的本質(zhì)是作為CPU與串行設(shè)備間的數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換。該模塊采用西門子工業(yè)級的GSM模塊，能夠通過短信[8]的形式來傳遞數(shù)據(jù)，具有穩(wěn)定工作，實時通信等優(yōu)點。而當網(wǎng)頁監(jiān)測到有入侵圖像的時候則發(fā)送短信給指定用戶。

六、網(wǎng)頁設(shè)計（手機版與PC版）

編寫一個網(wǎng)頁監(jiān)控控制界面[10]，根據(jù)分辨率PC版與手機版的不同而分別設(shè)計。設(shè)計中分別設(shè)計有監(jiān)控圖像采集界面、溫度查看按鈕、濕度查看按鈕、消除警報按鈕。

七、監(jiān)控中心及測試運行結(jié)果

當監(jiān)測到入侵時，監(jiān)控終端的監(jiān)控程序motion[6]就會立刻發(fā)出警報聲提醒安保人員同時發(fā)出指令將入侵標志網(wǎng)頁拷貝到網(wǎng)頁服務(wù)器的服務(wù)目錄下便于顯示入侵提醒標志。而監(jiān)控終端的入侵提醒標志網(wǎng)頁，監(jiān)控中心每隔1秒鐘就會去讀取一次。已經(jīng)入侵情況如圖2所示。所采集到的數(shù)據(jù)，分別以曲線[11]的形式呈現(xiàn)出來，如圖3所示。

八、結(jié)論

本文構(gòu)建了一個入侵檢測技術(shù)的遠程視頻監(jiān)測控制系統(tǒng)[6]，該智能監(jiān)測控制系統(tǒng)完全基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能通過瀏覽器對遠程監(jiān)控點自動進行入侵檢測和報警以及及時發(fā)送短信的功能，方便地組成了多個監(jiān)控點的樓宇視頻監(jiān)控中心，也降低了安保守衛(wèi)人員長時間監(jiān)視屏幕的視覺疲勞感。而且該系統(tǒng)僅僅在有入侵時才會開啟抓拍功能，從而避免了以往傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)24小時連續(xù)錄像需要巨大儲存空間的缺點。結(jié)果表明該設(shè)計方案運行可靠，尤其適用于銀行、安全場所、家庭等重要靜態(tài)場所的入侵監(jiān)控。

參考文獻

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[8]GSM模塊AT指令http：//wenku.baidu.com/link？=Kz_eo8d_MDaT12FHiQm7VCQdpGgluoXalQUCmoRlfyyQg6sEgv511s2akV7Oy6VGt2vfeK3W68vU_2CTmi9topNT3f6UYy2BRHG1jZR-ire.

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