专利名称：一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统的制作方法
技术领域：
本监控系统涉及监控技术领域，具体是一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信 监控系统。
背景技术：
生产生活安全性的需求安全的生产和生活促使人们对生产设备安全性的需求和 对构建智能化家庭的渴望与日俱增。现在无线数据传输的手段和方法越来越多，但是都无 法克服安全性和智能化的缺陷，而且传输成本较高；另外一方面，国家对各行各业提出了节 能减排的要求，而采用模块化的紧凑型设计、具有低功耗的监控产品必然会受到社会的广 泛欢迎。传统图像监控系统的缺点与不足传统的监控采用有线的模拟视频传输方式，对 监控现场的布线比较复杂，而且设备较昂贵笨重，维护费用高，安装缺乏灵活性，同时需要 配备大量的人力物力，成本较高、效率较低。而近年来计算机网络、无线通信技术与数字图 像处理技术的发展，也使得我们选择一种成本低廉、新型实用的无线数据传输技术，搭建一 种安全高效、实时的图像采集监控系统成为可能。市场上同类产品的不足目前市场上采用GPRS网络进行远程监控的解决方案中， 大多数都依靠常规的传感器来触发报警，然后控制摄像头抓拍现场图片通过GPRS网络传 输至远程监控端。这些产品如果传感器失效(例如人体红外传感器被遮挡，振动传感器被 空调等振动干扰等等)可能导致系统漏报，严重危害到监控区域的安全。目前获得实用新型专利的系统中，如申请(专利)号为ZL 200720130001. 3嵌 入式数字图像模式识别远程监控系统，该系统构成中无SD卡存储器，不能存储现场图像 信息；该系统构成中无GPIO通用输入输出口，不能扩展常规传感器和控制现场设备如灯 光、门禁系统等，实现有效防盗；该系统的远程监控端需要无线网关和邮件服务器，本系统 远程监控端更简洁，只需要接入一台Internet的PC ；该系统采用模式识别技术，系统中需 要存储大量的先验知识，检测过程需要大量复杂的运算进行特征提取、匹配等操作，增加 了系统的功率，增加了系统实现的复杂度，而本系统由普通的嵌入式微控制器构成，不需 要很高的主频，简单、稳定可靠的移动侦测算法提取信息由运动物体的形状，大小和运动 速度等构成，相比模式识别易于实现，同时降低系统成本与功耗。又如申请(专利)号为 ZL200620052657. 3的智能视频识别监控报警系统，该系统由昂贵的DSP和FPGA构成，增加 系统成本；该系统需要增加AD转换、FIFO、滤波放大等模块，增加了系统的复杂度和功耗， 而本系统基于普通的嵌入式微控制器，成本和功耗都很低；该系统构成中无GPIO通用输入 输出口，不能扩展常规传感器和控制现场设备如灯光、门禁系统等，实现有效防盗；该系统 没有无线传输模块，不能进行远程报警。
实用新型内容本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一套智能化、安全性、低成本、低功耗、
3可扩展性强的基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下JPEG图像传感器模块、基于ARM嵌入式的主控制器、UART串口、SD卡存储器、GPRS 无线通信子模块、GPIO通用输入输出口和后备电池组七个部分构成所述JPEG图像传感器 模块通过UART通用异步串行口连接到基于ARM嵌入式的主控制器上；所述SD卡存储器连 接到基于ARM嵌入式的主控制器；所述GPRS无线通信子模块通过UART通用异步串行口连 接到基于ARM嵌入式的主控制器上。所述GPIO通用输入输出口连接于基于ARM嵌入式的 主控制器上；所述后备电池组连接于基于ARM嵌入式的主控制器的电源接口。所述远程监 控端由一台或多台彩信手机或一台接入Internet的PC机构成。上述JPEG图像传感器由一个或多个通用的JPEG摄像头构成，图像数据的结构为 JPEG格式，接口为UART通用异步串行口；同时，系统连接有可以扩展常规传感器和实现现 场设备控制的GPIO通用输入输出口。上述监控终端连接有存储抓拍的高分辨率JPEG图像数据的SD卡存储器。上述GPRS无线通信模块接口为UART通用异步串行口 ；GPRS无线通信模块由 GPRSModem构成，并可替换成3G模块。上述远程监控端由普通的一部或多部连接在无线GPRS网络上的彩信手机，或一 台接入Internet的PC机构成。本实用新型的有益效果如下1.智能化，可操作性强本监控系统的主要传感器是一个或多个通用的JPEG摄像 头组成的JPEG图像传感器，在不增加硬件成本的基础上使用基于图像处理技术的软件实 现移动侦测，检测信息由运动物体大小、高宽比、速度等构成；报警信息由这些检测信息和 现场抓拍的高清晰JPEG图像构成。系统智能化更高，只需要更新软件便可以带来系统的检 测效果升级，可操作、可维护性更强。2.可扩展性强，适用范围更广本监控系统主要传感器为JPEG图像传感器，同时 系统组成中包括了 GPIO通用输入输出口，采用标准化接口由软件配置成输入或输出，以连 接多种不同的常规传感器进行辅助检测和控制现场设备如灯光、门禁系统等，实现联合监 控，安全性更高，适用范围更广。3.成本、功耗低本监控系统基于ARM嵌入式主控制器构成，通过图像处理技术在 不增加硬件成本的情况下，开发移动侦测检测技术，使用软件来实现报警，检测算法可维护 可升级而不需要再增加硬件成本，同时采用具有电源管理的嵌入式ARM芯片，以降低系统 静态功率损耗。4.报警信息更全面本监控系统的报警信息为彩信形式，由现场高清晰JPEG图像 和中文文本构成，图像为抓拍的现场高清晰度JPEG格式图片，文本包括检测到的运动物体 信息，包括物体大小、高宽比、运动速度等，采用中文格式，报警信息的构成更加全面，能更 真实地反映现场情况，智能化增强，同时增加了监控工作人员的操作便捷性，减轻了监控工 作人员的工作量。5.远程监控端便捷化本监控系统的远程监控端由一台或多台彩信手机或一台 接入Internet的PC机构成。采用普通手机监控方式，方便灵活，可以一个也可以多个，只要 在无线网络覆盖的地方就可以实现远程监控，实现监控方式的简单化和监控距离最大化。同时任意一台接入Internet的PC机可以登录电子邮箱查询到报警彩信。真正实现随时、 随地监控。
图1为本实用新型一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统框图。图中监控终端1，远程监控端2，JPEG图像传感器模块3、基于ARM嵌入式的主控 制器4、UART串口 5、SD卡存储器6、GPRS无线通信模7、GPIO通用输入输出口 8、后备电池 组 9、GPRS 网络 10、Internet 11。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细的结构描述与工作过程描述图1为本实用新型一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统框图。如图 1所示，一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统分为两个部分监控终端1和远 程监控端2。监控终端1 监控终端包括以下七个部分，JPEG图像传感器模块3、基于ARM嵌入 式的主控制器4、SD卡存储器6、GPRS无线通信模7、GPIO通用输入输出口 8和后备电池组 9。监控终端放置于钢制的坚固外壳内，称为主机盒，固定于监控区域的墙体上或安全的地方。远程监控端2 远程监控端包括任意一台或多台普通的彩信手机或任意一台接入 Internet的PC机。本监控系统对远程监控端没有特殊要求，彩信手机只要能接收彩信、发 送短信即可；PC机为普通的个人电脑，需要接入Internet。JPEG图像传感器模块3 模块应采用通用COMS或CCD摄像头，并配有低功耗的 JPEG专用图像压缩芯片，支持如1024X768等高分辨率，数据的输出口为UART串口 5，传 输波特率为115200bps，8位数据位和1位停止位，模块采用DC3. 3V供电，典型工作电流在 20mA，模块在IOS内没有收到命令将自动进入低功率模式。JPEG图像传感器模块3安放于 坚固的钢制外壳内，通过屏蔽线连接到基于ARM嵌入式的主控制器4上，安装于监控区域内 隐蔽的地方。基于ARM嵌入式的主控制器4 基于ARM嵌入式的主控制器4为基于ConteX-M3内 核的STM32F103ZET6，该处理器最高工作频率为72MHz，采用高效的哈佛三级流水线结构； 工作电压为2. (Γ3. 6V，拥有五个用于数据输入与输出的UART串口 5以连接JPEG图像传感 器模块3和GPRS无线通信模块7 ；具有额外的GPIO通用输入输出口 8，可承受5V电平；工 作温度为负40摄氏度到85摄氏度；具有512K片内FLASH和64K的RAM。UART串口 5 属于基于ARM嵌入式的主控制器4的一种数据接口。SD卡存储器6 本系统采用普通的SD卡存储器，SD卡存储器6与于ARM嵌入式的 主控制器4连接。本监控系统可支持2G的SD卡存储器。GPRS无线通信模块7 本监控系统采用的模块为新加坡iWOW公司的TR-800，该模 块支持四频段，支持标准的SIM卡，完全支持PHASE 2/2+协议和GSM900/1800MHz双频工作 模式，工作电压为3. 4 5. 5V，功率极低，适合于电池应用；尺寸为41. 2mmX36mmX3mm,重量 仅为8. 3g，工作温度为负40摄氏度到85摄氏度。GPRS无线通信模块7通过标准UART串口 5连接到基于ARM嵌入式的主控制器4上。GPIO通用输入输出口 8 =GPIO通用输入输出口 8由基于ARM嵌入式的主控制器4提供。后备电池组9 后备电池组9电压为DC12V，连接于系统的电源输入口在市电停电 的情况下为系统供电。GPRS网络10 =GPRS网络10为目前国内三大运营商的GPRS网络，监控终端通过系 统中配置的GPRS无线通信模块7和所使用的SIM卡进行选择。GPRS网络10采用无线连接 的方式把监控终端和远程监控端2连接起来。Internetll Internetll为目前世界上最大的互联网。系统工作原理JPEG图像传感器模块3不停地采集低分辨率的图像信息，经由模块的数据输出口 UART5传输至基于ARM嵌入式的主控制器4，基于ARM嵌入式的主控制器4采用移动侦测算 法处理采集的图像数据，若监控图像没有发生变化则继续采集；若出现异常，系统将报警， 标记出运动物体大小、高宽比、运动速度等信息，并控制JPEG图像传感器模块3采集高清晰 度图像数据，将图像与检测数据整合成一条彩信，备份一份保存在SD卡存储器6的同时， 通过UART 口 5传输至GPRS无线通信模块7，最后由GPRS无线通信模块7将报警彩信通过 GPRS网络10发送至远程监控端2。当系统GPIO通用输入输出口 8配置成输入口时可连接常规传感器，传感器也能触 发报警；当配置成输出口时，可控制现场设备如灯光点亮，使能门禁系统工作等。当市电停 电时，系统将自动输入后备电池组9供电而不影响系统正常工作。远程监控端使用彩信手机时，可以在任何有GPRS网络10信号的地方即时接收到 报警彩信，实现实时报警；使用任意一台接入Internetll的PC机时，只要登录到电子邮箱， 就能查看到报警彩信，最终实现随时随地远程监控。
权利要求一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统分为两个部分监控终端和远程监控端；1)监控终端由JPEG图像传感器模块、基于ARM嵌入式的主控制器、UART串口、SD卡存储器、GPRS无线通信子模块、GPIO通用输入输出口和后备电池组七个部分构成；所述JPEG图像传感器模块通过UART通用异步串行口连接到基于ARM嵌入式的主控制器；所述SD卡存储器连接到基于ARM嵌入式的主控制器上；所述GPRS无线通信子模块通过UART通用异步串行口连接到基于ARM嵌入式的主控制器上；所述GPIO通用输入输出口连接于基于ARM嵌入式的主控制器上；所述后备电池组连接于基于ARM嵌入式的主控制器上；2)远程监控端由一台或多台彩信手机或一台接入Internet的PC机构成。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统，其特征 在于，所述JPEG图像传感器由一个或多个通用的JPEG摄像头构成，图像数据的结构为JPEG 格式，接口为UART通用异步串行口；同时，系统连接有可以扩展常规传感器和实现现场设 备控制的GPIO通用输入输出口。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统，其特征 在于，所述监控终端连接有存储抓拍的高分辨率JPEG图像数据的SD卡存储器。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统，其 特征在于，所述GPRS无线通信模块接口为UART通用异步串行口 ；GPRS无线通信模块由 GPRSModem构成，并可替换成3G模块。
专利摘要本实用新型公开了一种基于图像移动侦测技术的嵌入式彩信监控系统。系统分为两个部分监控终端和远程监控端；监控终端由JPEG图像传感器模块、基于ARM嵌入式的主控制器、UART串口、SD卡存储器、后备电池组、GPIO通用输入输出口和GPRS无线通信模块构成；远程监控端由一台或多台彩信手机或接入Internet的PC机构成。本实用新型，系统基于ARM嵌入式构成，结构紧凑，体积小巧，功率低，大大降低系统的整体成本，增强系统安全性。本实用新型广泛地应用于各种监控场合。
文档编号H04W4/12GK201639781SQ20092016500
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者刘运毅, 唐振华, 唐秋玲, 张宇, 覃团发, 郑嘉利, 陈俊江, 黎相成 申请人:广西大学