孫偉　李文俊　雷暉

摘要：為解決監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)，通過圖片比對技術(shù)，智能識別監(jiān)控畫面變化，并僅將動態(tài)變化的內(nèi)容存儲到遠(yuǎn)程服務(wù)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(jiān)控系統(tǒng)有效性高、存儲量低、成本低、使用方便。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng);樹莓派;動態(tài)監(jiān)控

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，極大地拓展了人們解決問題的思路，其中智能監(jiān)控就是物聯(lián)網(wǎng)中一個重要的研究熱點。目前的監(jiān)控系統(tǒng)大部分還是將所有內(nèi)容全部保存，這樣會占用很多的存儲空間，同時在查看監(jiān)控視頻時也會浪費時間，對于有些存儲空間受限的監(jiān)控系統(tǒng)而言，需要一套新的監(jiān)控系統(tǒng)智能感知畫面變化情況，只有畫面變化時再進(jìn)行拍攝。

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

2總體設(shè)計方案

本文提出基于樹莓派的監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括樹莓派，攝像頭、電池、存儲卡等?？傮w設(shè)計方案如圖1所示。

2.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計需要實現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）監(jiān)控系統(tǒng)通電自動啟動并進(jìn)入到監(jiān)控狀態(tài)。

（2）當(dāng)鏡頭內(nèi)畫面改變時自動開始監(jiān)控，無變化時停止監(jiān)控。

（3）監(jiān)控畫面能進(jìn)行實時存儲，并通過電腦或手機等設(shè)備進(jìn)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(xiàn)對移動物體的檢測，具體的設(shè)計如圖2所示。

3設(shè)計方案特點及難點

3.1設(shè)計方案的特點

本設(shè)計方案主要是將樹莓派與攝像頭相連接，在主控設(shè)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(jié)合無線遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，使監(jiān)控功能得到較好地實現(xiàn)。本設(shè)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(tǒng)的功能。

（2）智能識別監(jiān)控視野內(nèi)物體的變化。當(dāng)監(jiān)控畫面前后幀發(fā)生一定的變化時，請自動開始監(jiān)控并存儲監(jiān)控畫面到存儲器中。

（3）通電自動開啟監(jiān)控功能。通電時系統(tǒng)自動開啟監(jiān)控功能，不用人工干預(yù)，當(dāng)發(fā)生主電源發(fā)生斷電后，將由電池繼續(xù)供電。

（4）查看監(jiān)控按時間標(biāo)記進(jìn)行查看，減少了查看不必要監(jiān)控畫面的時間。

3.2設(shè)計方案的難點

本設(shè)計方案的難點在于智能感知監(jiān)控畫面變化，當(dāng)監(jiān)控畫面內(nèi)有物體移動時將自動進(jìn)行存儲，從而實現(xiàn)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(jiān)控圖像之間的差異是否大于某個閾值，當(dāng)超過閾值時啟動拍攝并存儲到指定位置。

4系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析

4.1監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

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

4.2系統(tǒng)運行結(jié)果分析

本智能監(jiān)控系統(tǒng)對圖像采集情況如圖5所示。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)攝像頭內(nèi)畫面發(fā)生改變時進(jìn)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(shè)定，這可以根據(jù)實際分辨率需求進(jìn)行調(diào)整。

5結(jié)語

本文通過多次調(diào)試，不斷修正分辨率和感知閾值，直到滿足監(jiān)控需要，實現(xiàn)了當(dāng)監(jiān)控畫面前后相鄰兩幀相差一定閾值，便啟動監(jiān)控，并以時間來標(biāo)記啟動時間。此方案設(shè)計簡單、實現(xiàn)方便，拍攝效果可以調(diào)整，可以應(yīng)用于家庭監(jiān)控、倉庫管理、動物監(jiān)控等領(lǐng)域。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)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(jìn)一步研究并加以改善。

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