基于ARM的智能监控报警系统的设计与实现

摘要

本课题所设计及实现的智能监控系统基于嵌入式Linux和ARM9实验平台,在功能上实现了视频图像的采集、运动图像的捕捉处理并报警以及对视频设备的远程监控。系统使用的硬件平台是UP-NetARM2410-S实验平台,该平台支持USB摄像头的即插即用,能够对视频图像进行采集。另外系统中的GSM模块可以与USB摄像头结合使用实现对视频设备开关的远程控制、异常情况报警。而平台上的LCD模块则主要实现报警信息的显示问题。
　　 从功能上本系统主要划分为图像抓取和监听用户控制命令两个功能模块。图像抓取模块主要负责对视频图像信息的采集,它的实现主要是借助了Video4Linux(V4L)。作为Linux中关于视频设备的内核驱动,V4L为视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数,实现了利用普通摄像头进行视频信息的采集工作。
　　 另外对采集的图像信息采用中值滤波法等图像处理技术进行处理,采用改进的三帧间差分算法对帧信息进行分析,而是否存在运动物体则采用了“双三帧”的检测方法。
　　 本文最后对系统的功能实现进行了测试。测试结果显示,利用手机上的短信功能向视频设备发送指令能够实现对视频设备开关的远程控制,对于采集到的视频图像中是否存在运动物体能够做出正确判断并实施报警信息的显示功能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 视频监控系统的发展背景

1.2 本课题的研究意义

1.3 本课题的研究内容

第二章 系统平台搭建

2.1 系统需求分析

2.2 嵌入式Linux开发流程

2.3 芯片选择

2.4 系统硬件平台

2.5 系统软件平台

2.5.1 嵌入式系统软件体系结构

2.5.2 软件开发环境

2.5.3 系统的软件平台

第三章 系统设计流程

3.1 系统功能

3.2 系统主程序流程

3.3 系统工作流程

第四章 Linux设备驱动开发

4.1 Linux系统设备概述

4.1.1 Linux系统设备概念

4.1.2 Linux系统设备分类

4.1.3 设备号

4.2 Linux设备驱动程序

4.2.1 设备驱动程序介绍

4.2.2 Linux设备驱动程序组成

4.2.3 设备驱动程序与外界的接口

4.3 字符设备驱动开发流程

4.3.1 流程说明

4.3.2 重要数据结构

4.3.3 设备驱动开发主要组成

4.3.4 proc文件系统

4.4 中断编程

4.5 设备初始化

第五章 图像采集与处理

5.1 图像采集

5.1.1 Video4 Linux

5.1.2 iotcl()函数

5.2 图像处理

5.2.1 图像锐化

5.2.2 图像去噪简介

5.2.3 图像中值去噪

第六章 运动目标检测

6.1 运动目标检测方法

6.1.1 光流法

6.1.2 帧间差分法

6.1.3 背景差分法

6.2 三帧间差分联合算法

6.3 改进的三帧间差分算法

6.4 运动目标检测流程

6.5 运动目标提取

6.5.1 运动目标判断流程

6.5.2 运动目标提取设计代码

6.6 图像后处理

6.6.1 图像处理运算

6.6.2 连通区域标示与运动区域填充

第七章 向用户报警

7.1 AT命令

7.2 向用户报警设计代码

第八章 系统数据分析

第九章 总结及展望

9.1 总结

9.2 展望

参考文献

攻读工程硕士学位期间取得的学术成果

致谢