基于STM32的新型家用报警器的研究与实现

摘要

随着人们生活水平的日益提高，家庭安全问题已经越来越受到人们的重视。本文在分析了国内外家庭安防监控现状和已有的智能监控报警器的基础上，将图像处理与嵌入式技术相结合，设计了一款基于嵌入式平台的视频监控系统，利用 GPRS无线技术、手机等实现对室内环境的远程监控。
　　本文首先根据国内市场环境确定了系统设计的目的和原则，对系统整体进行了设计，介绍了系统硬件平台STM32的相关知识以及安防监控系统所采用的嵌入式技术、GPRS技术和图像处理技术等。
　　其次，依据模块化的设计思想将整个嵌入式系统的硬件电路划分为三个模块，分别为主控模块、OV7725图像采集模块和GPRS无线通讯模块。介绍了各模块所采用芯片的特性以及与STM32之间的通信接口，并设计了电路原理图。
　　再次，研究了安防监控中警情监测算法和 JPG图像编码。针对本系统所采用的硬件平台设计了一种基于背景差分法和帧差法的运动检测算法，对图像连通域标记算法之一的两遍法进行了改良。在完成运动检测后，提取了运动目标形状特征，并依据长宽比与面积特征对警情做出判别。
　　最后，实现了各硬件外设的驱动程序，将μC/OS-II操作系统和FAT文件系统移植到STM32平台，实现了短信和彩信的收发程序。基于μC/OS-II设计了包含四个任务的应用程序，并进行了系统测试。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及论文安排

第2章 系统的总体设计

2.1 系统的设计目的和原则

2.2 总体设计

2.3 Cortex-M3和STM32简介

2.4 嵌入式系统与操作系统简介

2.5 本章小结

第3章 系统硬件平台的设计

3.1 主控系统硬件设计

3.2 图像采集模块设计

3.3 GPRS无线通信模块设计

3.4 本章小结

第4章 警情监测算法的研究与实现

4.1 运动目标检测

4.2 图像预处理

4.3 图像特征提取与警情判别

4.4 图像压缩

4.5 本章小结

第5章 系统软件平台设计

5.1 嵌入式操作系统

5.2 底层驱动设计

5.3 文件系统

5.4 GPRS模块软件设计

5.5 系统测试与分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢