CN104966375B - 一种安防监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安防监控系统及监控方法。监控系统包括报警危险信号采集模块、智能控制单元、网络传输单元、报警信息处理单元和监控终端。报警危险信号采集模块包括人体红外探测器、烟感火灾探测器、温湿度传感器和房屋监控摄像头。人体红外探测器包括若干组热电堆红外温度传感器阵列。智能控制单元采用ARM处理器。网络传输单元包括以太网络模块、GPRS网络模块、3G/4G网络模块、Wi‑Fi模块和无线收发模块。无线收发模块包括无线发射端和无线接收端。报警信息处理单元包括探测信号处理电路、图像处理模块、报警信号输出电路和声光报警装置。监控终端包括PC客户端和手机客户端。本发明能够解决现有的安防监控系统存在的问题，满足智能化监控系统的要求。
Description
技术领域
本发明涉及安防监控技术领域，具体涉及一种安防监控系统及监控方法。
背景技术
随着社会电子信息化的不断发展，数字化的家居监控系统正在向智能化的方向发展。传统的家居安防系统中的防盗报警和火灾报警等子系统，功能相对单一，一般只实现就地报警，而不能实现实时远程报警以最小程度的减少损失。同时，在当前安防监控系统中，要求监控人员持续地监视屏幕，以达到获取现场监控状况。此外，在手动式控制云台实现摄像机对运动物体的跟踪中，也可能存在人为跟踪误差。而监控系统的使用越来越广泛，使得对智能化监控系统提出了更多的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安防监控系统及监控方法，该监控系统及其监控方法能够解决现有的安防监控系统存在的问题，满足智能化监控系统的要求。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种安防监控系统，包括报警危险信号采集模块、智能控制单元、网络传输单元、报警信息处理单元和监控终端。
所述报警危险信号采集模块包括人体红外探测器、烟感火灾探测器、温湿度传感器和房屋监控摄像头；所述人体红外探测器包括若干组热电堆红外温度传感器阵列；所述智能控制单元采用ARM处理器，所述ARM处理器的型号为S3C2410；所述网络传输单元包括以太网络模块、GPRS网络模块、3G/4G 网络模块、Wi-Fi模块和无线收发模块；所述无线收发模块包括无线发射端和无线接收端；所述报警信息处理单元包括探测信号处理电路、图像处理模块、报警信号输出电路和声光报警装置；所述监控终端包括PC客户端和手机客户端。
所述人体红外探测器、烟感火灾探测器和温湿度传感器的输出端分别通过探测信号处理电路与所述ARM处理器的输入端相连；所述房屋监控摄像头，其输入端与所述ARM处理器的输出端相连，其输出端与所述图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块的输出端与ARM处理器的输入端相连；所述 ARM处理器的输出端通过报警信号输出电路与声光报警装置的输入端相连；所述ARM处理器的输入输出端分别通过以太网络模块、GPRS网络模块、 3G/4G网络模块、Wi-Fi模块或无线收发模块与监控终端交互式连接。
进一步的，所述热电堆红外温度传感器阵列采用MLX90620模块。
进一步的，所述的无线收发装置采用nRF24L01无线收发芯片。
本发明还涉及一种上述安防监控系统的监控方法，该方法包括以下步骤：
(1)报警危险信号采集模块实时采集监控现场的环境信息数据，并将采集的数据发送至智能控制单元进行处理分析；所述人体红外探测器，用于采集监控现场的移动目标数据；所述烟感火灾探测器，用于采集监控现场的烟雾数据；所述温湿度传感器，用于采集监控现场的温湿度数据；所述房屋监控摄像头，用于实时拍摄监控现场影像，并且同步录制监控现场视频、生成监控日志。
(2)当烟雾火灾探测器或温湿度传感器采集的数据超过所述智能控制单元设定的阈值，或者当人体红外探测器感知有外物入侵时，智能控制单元通过声光报警装置发送报警信号，并通过网络传输单元向监控终端发送报警信息。
(3)监控终端根据报警信息驱动摄像头将摄像头设备内存储的监控现场视频发送至图像处理模块。
(4)图像处理模块采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪，并将处理后的移动目标识别跟踪视频数据发送至智能控制单元，智能控制单元先将处理后的移动目标识别跟踪视频数据存储在内存中后，再将处理后的移动目标识别跟踪视频数据通过网络传输单元发送至监控终端。
所述的采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪的具体包括以下步骤：
(41)以一定时间间隔t,捕获一帧图像G＝f(x,y)，则相邻时间间隔的三帧图像表示为Gk-1、Gk、Gk+1，求出连续两帧图像的绝对差灰度图像Gdif f(k,k-1)、Gdif f(k+1,k),设定阈值为ε,运动区域表示为：
(42)通过相应的与运算，提取Gdif f(k,k-1)、Gdif f(k+1,k)的交集,得到运动目标图像Gdif f(k)：
(43)对得到的差分图像Gdif f(k)进行滤波处理，去除相关噪声,即可得到运动主体位置图像G′di ff(k)；
(44)循环执行步骤(41)-(43)，得到对移动目标进行实时跟踪的连续画面。
由以上技术方案可知，本发明采用监控终端与监控现场的报警危险信号采集模块通信连接的方式，当有险情时，智能控制单元向监控终端发送报警信息，监控终端根据具体情况控制监控现场设备进行相应操作，使实时视频显示与自动报警联动，实现了高智能化安防监控的目的，大大降低了用户的损失。
附图说明
图1是本发明中安防监控系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1的一种安防监控系统，包括报警危险信号采集模块、智能控制单元、网络传输单元、报警信息处理单元和监控终端。
所述报警危险信号采集模块包括人体红外探测器、烟感火灾探测器、温湿度传感器和房屋监控摄像头；所述人体红外探测器包括若干组热电堆红外温度传感器阵列；所述智能控制单元采用ARM处理器，所述ARM处理器的型号为S3C2410；所述网络传输单元包括以太网络模块、GPRS网络模块、3G/4G 网络模块、Wi-Fi模块和无线收发模块；所述无线收发模块包括无线发射端和无线接收端；所述报警信息处理单元包括探测信号处理电路、图像处理模块、报警信号输出电路和声光报警装置；所述监控终端包括PC客户端和手机客户端。
所述人体红外探测器、烟感火灾探测器和温湿度传感器的输出端分别通过探测信号处理电路与所述ARM处理器的输入端相连；所述房屋监控摄像头，其输入端与所述ARM处理器的输出端相连，其输出端与所述图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块的输出端与ARM处理器的输入端相连；所述 ARM处理器的输出端通过报警信号输出电路与声光报警装置的输入端相连；所述ARM处理器的输入输出端分别通过以太网络模块、GPRS网络模块、 3G/4G网络模块、Wi-Fi模块或无线收发模块与监控终端交互式连接。
进一步的，所述热电堆红外温度传感器阵列采用MLX90620模块。
进一步的，所述的无线收发装置采用nRF24L01无线收发芯片。
本发明还涉及一种上述安防监控系统的监控方法，该方法包括以下步骤：
(1)报警危险信号采集模块实时采集监控现场的环境信息数据，并将采集的数据发送至智能控制单元进行处理分析；所述人体红外探测器，用于采集监控现场的移动目标数据；所述烟感火灾探测器，用于采集监控现场的烟雾数据；所述温湿度传感器，用于采集监控现场的温湿度数据；所述房屋监控摄像头，用于实时拍摄监控现场影像，并且同步录制监控现场视频、生成监控日志。
(2)当烟雾火灾探测器或温湿度传感器采集的数据超过所述智能控制单元设定的阈值，或者当人体红外探测器感知有外物入侵时，智能控制单元通过声光报警装置发送报警信号，并通过网络传输单元向监控终端发送报警信息。
(3)监控终端根据报警信息驱动摄像头将摄像头设备内存储的监控现场视频发送至图像处理模块。
(4)图像处理模块采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪，并将处理后的移动目标识别跟踪视频数据发送至智能控制单元，智能控制单元先将处理后的移动目标识别跟踪视频数据存储在内存中后，再将处理后的移动目标识别跟踪视频数据通过网络传输单元发送至监控终端。
移动目标检测是智能安防系统的关键技术。本发明利用时间差分算法进行运动区域的识别与跟踪。时间差分算法主要通过在连续两帧或者多帧图像间进行差分提取图像中的运动区域。时间差分算法复杂度较低,对于所监控环境的光线与天气等变化不是很敏感，对于各种复杂环境的监控，稳定性较好，在大多数场景下，能进行有效的监测与跟踪。由于时间差分算法是在灰度图像上运用,故首先需要将来自于房屋监控摄像头的RGB视频画面转换成256级灰度图像。由于物体在视频中的移动体现连续图像在灰度上的变化，故可通过连续、相邻时间内图像帧的差分表示强度的变化。所述的采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪的具体包括以下步骤：
(41)以一定时间间隔t,捕获一帧图像G＝f(x,y)，则相邻时间间隔的三帧图像表示为Gk-1、Gk、Gk+1，求出连续两帧图像的绝对差灰度图像Gdif f(k,k-1)、Gdif f(k+1,k),设定阈值为ε,运动区域表示为：
(42)通过相应的与运算，提取Gdif f(k,k-1)、Gdif f(k+1,k)的交集,得到运动目标图像Gdif f(k)：
(43)对得到的差分图像Gdif f(k)进行滤波处理，去除相关噪声,即可得到运动主体位置图像G′di ff(k)；
(44)循环执行步骤(41)-(43)，得到对移动目标进行实时跟踪的连续画面。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种安防监控系统，其特征在于：包括报警危险信号采集模块、智能控制单元、网络传输单元、报警信息处理单元和监控终端；
所述报警危险信号采集模块包括人体红外探测器、烟感火灾探测器、温湿度传感器和房屋监控摄像头；所述人体红外探测器包括若干组热电堆红外温度传感器阵列；所述智能控制单元采用ARM处理器，所述ARM处理器的型号为S3C2410；所述网络传输单元包括以太网络模块、GPRS网络模块、3G/4G网络模块、Wi-Fi模块和无线收发模块；所述无线收发模块包括无线发射端和无线接收端；所述报警信息处理单元包括探测信号处理电路、图像处理模块、报警信号输出电路和声光报警装置；所述监控终端包括PC客户端和手机客户端；
所述人体红外探测器、烟感火灾探测器和温湿度传感器的输出端分别通过探测信号处理电路与所述ARM处理器的输入端相连；所述房屋监控摄像头，其输入端与所述ARM处理器的输出端相连，其输出端与所述图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块的输出端与ARM处理器的输入端相连；所述ARM处理器的输出端通过报警信号输出电路与声光报警装置的输入端相连；所述ARM处理器的输入输出端分别通过以太网络模块、GPRS网络模块、3G/4G网络模块、Wi-Fi模块或无线收发模块与监控终端交互式连接；
所述热电堆红外温度传感器阵列采用MLX90620模块；
所述的无线收发装置采用nRF24L01无线收发芯片；
该安防监控系统的监控方法，包括以下步骤：
(1)报警危险信号采集模块实时采集监控现场的环境信息数据，并将采集的数据发送至智能控制单元进行处理分析；所述人体红外探测器，用于采集监控现场的移动目标数据；所述烟感火灾探测器，用于采集监控现场的烟雾数据；所述温湿度传感器，用于采集监控现场的温湿度数据；所述房屋监控摄像头，用于实时拍摄监控现场影像，并且同步录制监控现场视频、生成监控日志；
(2)当烟雾火灾探测器或温湿度传感器采集的数据超过所述智能控制单元设定的阈值，或者当人体红外探测器感知有外物入侵时，智能控制单元通过声光报警装置发送报警信号，并通过网络传输单元向监控终端发送报警信息；
(3)监控终端根据报警信息驱动摄像头将摄像头设备内存储的监控现场视频发送至图像处理模块；
(4)图像处理模块采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪，并将处理后的移动目标识别跟踪视频数据发送至智能控制单元，智能控制单元先将处理后的移动目标识别跟踪视频数据存储在内存中后，再将处理后的移动目标识别跟踪视频数据通过网络传输单元发送至监控终端；
所述的采用时间差分算法进行移动目标识别跟踪的具体包括以下步骤：
(41)以一定时间间隔t,捕获一帧图像G＝f(x,y)，则相邻时间间隔的三帧图像表示为Gk-1、Gk、Gk+1，求出连续两帧图像的绝对差灰度图像Gdiff(k,k-1)、Gdiff(k+1,k),设定阈值为ε,运动区域表示为：
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(42)通过相应的与运算，提取Gdiff(k,k-1)、Gdiff(k+1,k)的交集,得到运动目标图像Gdif f(k)：
(43)对得到的差分图像Gdiff(k)进行滤波处理，去除相关噪声,即可得到运动主体位置图像G′diff(k)；
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