一种基于物联网技术的交互式智能家庭监控防控系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于物联网的交互式家庭监控防控系统，包括摄像头、控制盒、终端、终端附件，摄像头与控制盒连接，控制盒与终端通过互联网连接，控制盒与终端附件连接，摄像头用于采集现场视频信息，控制盒用于对视频信息进行初步处理，当判断出现异常状况时，向终端发送提示信息，终端用于查看视频信息，并在需要采取措施时发出控制指令，终端附件用于执行控制指令。本发明提供的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，能够通过终端发出控制指令，针对现场情况采取行动，远程进行现场操作；应用图像识别技术对视频信号进行分析，发现异常时向用户发出提示信息，这时用户查看视频，进一步判断是否发生了异常，用户不必一直或经常查看视频。
【专利说明】一种基于物联网技术的交互式智能家庭监控防控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于物联网技术的交互式智能家庭监控防控系统，特别涉及通过控制盒智能分析家庭状况，通过手机远程监控家庭状态，控制终端设备(如摄像头，警报，门禁系统)的系统及其方法。
【背景技术】
[0002]随着监控行业的快速发展，以及人们生活水平的提高和网络的普及，安全防护越来越深入人心，传统的商业或工业监控系统逐步走入家庭。现在人们生活节奏越来越快，照顾和了解家庭情况的时间也将越来越少。不过，现代科技的高速发展，正使得远程照顾小孩、家庭宠物、实时监控家庭情况等成为一种可能。
[0003]家庭网络视频监控是利用网络技术将安装在家内的视频、音频、报警等监控系统连接起来，通过中控电脑的处理将有用信息保存并发送到其他数据终端，如手机、笔记本、110报警中心等。
[0004]现在的家庭网络视频监控设备的运作往往只是提供了远程通过手机在线观看摄像头采集的视频的功能，这就要求用户随时关注该视频信息才能保证发现异常状况。显然在正常状况下，用户是不可能随时关注视频信息的，因为用户不仅没有那么多的时间，这项工作也相当耗费手机流量。除此之外，仅仅能远程在线观看视频信息是远远不够的，用户往往要求在发现异常的时候能够远程做出相应的反应，例如发现小偷的时候拉响警报，发现小孩回家没带钥匙的时候远程打开门禁，发现陌生人在门口的时候通过摄像头对该人进行跟踪监视。这些都在理想上对家庭网络视频监控提出了更加智能化的要求，需要一种配置灵活、使用方便、智能的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于物联网的交互式家庭监控防控系统，包括摄像头、控制盒、终端、终端附件，摄像头与控制盒连接，控制盒与终端通过互联网连接，控制盒与终端附件连接，摄像头用于采集现场视频信息，控制盒用于对视频信息进行初步处理，当判断出现异常状况时，向终端发送提示信息，终端用于查看视频信息，并在需要采取措施时发出控制指令，终端附件用于执行控制指令。
[0006]本发明提供的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，当出现异常状况时，向终端发送提示信息，用户通过终端不仅可以查看现场的视频信息，而且能够在需要采取措施时发出控制指令，远程控制现场的操作。
[0007]进一步地，控制盒包括信息处理器和命令反馈器。
[0008]进一步地，信息处理器包括信息采集模块、视频压缩编码模块、视频信息存储模块、视频事件分析模块以及网络接口模块，其中信息采集模块用于采集摄像头传来的视频信号，视频压缩编码模块用于对视频信号压缩编码，视频事件分析模块用于对视频信号进行初步分析，视频信息存储模块用于保存视频信号，网络接口模块用于将视频信号和提醒信息通过互联网传送给终端。
[0009]进一步地，视频事件分析模块进行动态画面检测，如果动态画面的持续时间超过设定的阈值，判断为出现异常状况。
[0010]应用图像识别技术对视频信号进行分析，考虑到家庭周围的环境(如门口)是一个相对特殊的环境，摄像头范围内画面长期处于静止状态，正常情况下出现动态画面(开门)的时间较短，通常不超过2分钟，这样就可以判断超过正常时间阈值的动态视频信号为异常状态。
[0011 ] 进一步地，命令反馈器包括控制模块，控制模块用于处理用户命令。
[0012]进一步地，用户命令包括视频请求和控制命令，视频请求用于向终端发送视频信息；控制命令用于执行现场操作。
[0013]控制模块对命令进行分析，如果命令为视频请求，则向视频压缩编码模块发送指令，控制其开始压缩编码并向用户终端传送视频；如果命令为控制命令，则控制相应的终端附件按照用户的指令做出相应的反应。
[0014]进一步地，控制命令包括控制摄像头、打开或关闭门禁系统或者发出警报，用户可以根据现场情况，转动摄像头或者拉近拉远。
[0015]进一步地，在查看所述视频信息的同时，所述终端能够保存所述视频信息。
[0016]对正在观看的内容进行录制成视频文件保存，方便取证。
[0017]进一步地，终端经过认证后才能查看视频信息或发出控制命令。只有家庭内部成员有权登录，同时不同家庭成员的权限不同。
[0018]进一步地，终端附件包括门禁系统、摄像头驱动电机或者警报器。
[0019]与现有技术相比，本发明提供的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，具有以下有益效果:
[0020](I)能够通过终端发出控制指令，针对现场情况采取行动，远程进行现场操作；
[0021](2)应用图像识别技术对视频信号进行分析，发现异常时向用户发出提示信息，这时用户查看视频，进一步判断是否发生了异常，用户不必一直或经常查看视频。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的一个实施例的基于物联网的交互式家庭监控防控系统的结构示意图；
[0023]图2是图1所示的基于物联网的交互式家庭监控防控系统的控制盒2的结构示意图；
[0024]图3是图1所示的基于物联网的交互式家庭监控防控系统的控制盒2的工作流程图；
[0025]图4是终端的工作流程图；
[0026]图5是图1所示的基于物联网的交互式家庭监控防控系统的控制盒的视频事件分析模块进行分析的流程图；
[0027]图6是图1所示的基于物联网的交互式家庭监控防控系统的控制盒的视频事件分析模块进行运动物体检测的流程图。【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本发明一个实施例的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，包括摄像头1、控制盒2、终端4以及终端附件5，摄像头I与控制盒2连接，控制盒2与终端4通过互联网连接，控制盒2与终端附件5连接，摄像头I用于采集现场视频信息，控制盒2用于对视频信息进行初步处理，当判断出现异常状况时，向终端4发送提示信息，终端4用于查看视频信息，并在需要采取措施时发出控制指令，终端附件5用于执行控制指令。
[0029]本实施例中的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，能够通过终端发出控制指令，针对现场情况采取行动，远程进行现场操作；应用图像识别技术对视频信号进行分析，发现异常时向用户发出提示信息，这时用户查看视频，进一步判断是否发生了异常，用户不必一直或经常查看视频。
[0030]本实施例中，终端4为手机，终端附件5包括门禁系统、摄像头驱动电机和警报器等，用户仅仅能远程在线观看视频信息是远远不够的，用户往往要求在发现异常的时候能够远程做出相应的反应，例如发现小偷的时候拉响警报器，发现小孩回家没带钥匙的时候远程打开门禁，发现陌生人在门口的时候通过摄像头对该人进行跟踪监视。
[0031]如图2所示，控制盒2包括信息处理器21和命令反馈器22。
[0032]信息处理器21包括信息采集模块211、视频压缩编码模块212、视频信息存储模块213、视频事件分析模块214以及网络接口模块215，其中信息采集模块211用于采集摄像头传来的视频信号，视频压缩编码模块212用于对视频信号压缩编码，视频事件分析模块214用于对视频信号进行初步分析，视频信息存储模块213用于保存视频信号，网络接口模块215用于将视频信号和提示信息通过互联网传送给终端。
[0033]如图5所示，视频事件分析模块214进行运动物体检测，如果检测到运动物体的持续时间超过设定的阈值，判断为出现异常状况。
[0034]运动物体检测过程如图6所示。
[0035]应用图像识别技术对视频信号进行分析，考虑到家庭周围的环境(如门口)是一个相对特殊的环境，摄像头范围内画面长期处于静止状态，正常情况下出现动态画面(开门)的时间较短，通常不超过2分钟，这样就可以判断超过正常时间阈值的动态视频信号为异常状态，动态画面为检测到运动物体的视频信号。阈值可以根据现场情况设置。
[0036]命令反馈器22包括控制模块221和网络接口模块222，控制模块221用于处理用户命令。
[0037]用户命令包括视频请求和控制命令，视频请求用于向终端4发送视频信息；控制命令用于执行现场操作。
[0038]控制模块221对命令进行分析，如果命令为视频请求，则向视频压缩编码模块212发送指令，控制其开始压缩编码并向用户终端4传送视频信号；如果命令为控制命令，则控制相应的终端附件5按照用户的指令做出相应的反应。
[0039]控制命令包括控制摄像头1、打开或关闭门禁系统或者发出警报，用户可以根据现场情况，转动摄像头I。
[0040]用户在终端4上查看视频信息的同时，能够保存视频信息。对正在观看的内容进行录制成视频文件保存，方便取证。
[0041]经过认证后才能使用终端4查看视频信息或发出控制命令。只有家庭内部成员有权查看视频信息或发出控制命令，另外不同家庭成员可以设置不同的权限。
[0042]本实施例中，摄像头I为CXD摄像头，CXD摄像头具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击的特性，在选择摄像头时还应保证足够的参数指标，包括分辨率、清晰度、视场角、光圈等。
[0043]控制盒2中的视频信息存储模块213，可以选择移动硬盘、U盘、TF卡等存储器，视频事件分析模块214可以选择dsp、FPGA等，控制模块221可以选择ARM、PLC、FPGA、单片机等嵌入式系统或它们的组合，视频压缩编码器212由专用音视频压缩编解码器芯片、数据和报警输入输出通道、网络接口、音视频接口(HDMI，VGA, HD-SDI)、RS232串行接口控制、协议接口控制、嵌入式软件等构成。
[0044]提示信息为文字提示或者图像提示。
[0045]用户在接收到提示信息后，通过终端提出视频连接请求，需要再次进行身份验证，通过在线观看视频信息对视频事件做出最终判断，用户可以对视频进行录像，并通过手机软件远程控制终端附件做出反应，或由用户自主决策做出其它反应。
[0046]终端可以是手机、pad以及计算机等，本实施例中采用手机作为终端。
[0047]如图3、图4所示，本实施例的工作过程为:
[0048](I)信息采集模块211从视频源(摄像头I)读取帧图像，并分别发送给视频信息存储模块213和视频事件分析模块214 ；
[0049](2)视频信息存储模块213接收到来自信息采集模块211的视频信息，并将其存入存储卡中，该模块在存储空间用完之后将停止存储数据，需由用户定期更换存储卡或者对存储卡中的信息进行格式化；
[0050](3)视频事件分析模块214接收到来自信息采集模块211的帧图像数据流，运用图像识别技术，对帧图像进行处理和分析，初步分析判断是否发生异常状况；
[0051](4)如果视频事件分析模块214对接收到的帧图像进行处理后，判断为发生异常状况，则通过网络接口模块215经互联网向家庭用户手机发送提示信息，该提示信息通过手机上安装的对应软件62进行接收；
[0052](5)用户接收到提示信息过后，需在该软件上验证用户信息，此后方可通过软件62经互联网向控制盒2发出视频连接请求；
[0053](6)该视频连接请求经网络接口模块222接收过后传送到控制模块221，控制模块循环检测是否接收到用户命令，在确认接收到视频连接请求之后，控制模块221向视频压缩编码模块212发出启动命令；
[0054](7)视频压缩编码模块212循环检测是否接收到来自控制模块221的启动命令，在确认接收到启动命令之后，视频压缩编码模块212开始接收来自信息采集模块211的帧图像信息，并对该信息进行压缩和编码，然后将处理好的信息通过网络接口模块215经互联网传送到用户手机4;
[0055](8)用户通过手机4在线观看接收到的视频信息，并对该信息进行最终判断。其次，用户可以通过手机进行的操作包括:对手机上的视频进行录像存储，向控制盒2发出对终端附件5的控制命令；
[0056](9)控制命令经互联网传送到控制盒2，由网络接口模块222接收并传送给控制模块221，控制模块循环检测是否接收到用户命令，在确认接收到控制命令之后，将控制命令与模式库中的命令进行对比，辨别命令内容，然后将指令信息传递给终端附件5 ；
[0057](10)终端附件5按照控制命令执行操作。包括:摄像头驱动电机输出转动，门禁开关系统的开关，警报系统发出警报。
[0058]本发明提供的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，能够通过终端发出控制指令，针对现场情况采取行动，远程进行现场操作；应用图像识别技术对视频信号进行分析，发现异常时向用户发出提示信息，这时用户查看视频，进一步判断是否发生了异常，用户不
必一直或经常查看视频。
[0059]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:包括摄像头、控制盒、终端、终端附件，所述摄像头与所述控制盒连接，所述控制盒与所述终端通过互联网连接，所述控制盒与所述终端附件连接，所述摄像头用于采集现场视频信息，所述控制盒用于对所述视频信息进行处理，当判断为出现异常状况时，向所述终端发送提示信息，所述终端用于查看所述视频信息，并在需要采取措施时发出控制指令，所述终端附件用于执行所述控制指令。
2.如权利要求1所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:所述控制盒包括信息处理器和命令反馈器。
3.如权利要求2所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:所述信息处理器包括信息采集模块、视频压缩编码模块、视频信息存储模块、视频事件分析模块以及网络接口模块，其中所述信息采集模块用于采集所述摄像头传来的所述视频信号，所述视频压缩编码模块用于对所述视频信号压缩编码，所述视频事件分析模块用于对所述视频信号进行初步分析，所述视频信息存储模块用于保存所述视频信号，所述网络接口模块用于将所述视频信号和提醒信息通过互联网传送给所述终端。
4.如权利要求3所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:所述视频事件分析模块进行运动物体检测，如果检测到运动物体的持续时间超过设定的阈值，判断为出现异常状况。
5.如权利要求2所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:所述命令反馈器包括控制模块，所述控制模块用于处理用户命令。
6.如权利要求6所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于:所述用户命令包括视频请求和所述控制命令。
7.如权利要求1所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于，所述控制命令包括控制摄像头、打开或关闭门禁系统或者发出警报。
8.如权利要求1所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于，在查看所述视频信息的同时，所述终端能够保存所述视频信息。
9.如权利要求1所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于，经过认证后才能使用所述终端查看所述视频信息或发出所述控制命令。
10.如权利要求1所述的基于物联网的交互式家庭监控防控系统，其特征在于，所述终端附件包括门禁系统、摄像头驱动电机或者警报器。
【文档编号】H04N7/18GK103795988SQ201410073191
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】张云剑, 王石刚, 刘顺, 杜鹃 申请人:上海交通大学