基于无线通信的分布式老年公寓智能监控系统设计

摘要

我国已步入人口老龄化阶段，但老年公寓的自动化程度低、服务能力弱。随着嵌入式平台、无线通信及计算机视觉等技术的发展，针对老年公寓复杂环境，建立一套采集寓所各项信息，并进行无线传输的分布式智能监控系统是可行的。
　　本项目针对基于PC的视频监控系统成本高昂、移植性差等问题，以TI公司DaVinci家族的TMS320DM6446为核心处理器，基于ZigBee技术无线传输信息，应用快速图像处理算法，实现了一套分布式室内智能监控系统。本文主要工作包括搭建了基于双核处理器的软件框架，设计并制作了基于CC2530芯片的通信接口，改进了压缩跟踪算法，构建了SQLite数据库及Web服务器，设计了手机App。通过测试，系统可以高效地实现设计目标。
　　本文的主要贡献和创新点有:
　　1.DaVinci双核嵌入式平台的构建:ARM核，移植了MontaVista Linux操作系统，并设计了多线程软件框架;DSP核，完善了DSP/BIOS实时操作系统的配置;基于Codec Engine框架，实现了双核通信。
　　2.ZigBee无线通信网络的组建:设计了基于CC2530芯片的无线通信接口电路，并完成制板、组网、收发信息。
　　3.室内目标跟踪算法的改进与实现:基于压缩跟踪算法，结合自适应分块策略，解决了目标尺度变化的问题;使用分块跟踪方法，解决了遮挡干扰的问题。
　　4.终端管理:对分布式监控系统采集的各项信息，构建了嵌入式SQLite数据库进行管理。搭建了基于Boa技术的Web服务器，并基于Qt技术设计了手机App，实现了智能监控结果的多平台实时呈现。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景与意义

1．2．1 项目背景

1．2．2 研究意义

1．3 国内外技术研究现状

1．3．1 短距离无线通信技术综述

1．3．2 ZigBee通信技术

1．3．3 视频图像目标检测

1．3．4 目标跟踪算法的研究现状

1．4 主要工作及章节安排

1．5 本章小结

第二章 DaVinci软硬件平台的搭建

2．1 系统设计及处理器选型

2．1．1 系统要求

2．1．2 处理器选型

2．2 ARM端软件平台搭建

2．2．1 Uboot移植

2．2．2 操作系统内核移植

2．2．3 NAND Flash文件系统构建

2．2．4 多线程软件框架设计

2．3 DSP端软件平台搭建

2．4 ARM与DSP双核通信的实现

2．5 本章小结

第三章 ZigBee无线通信接口的设计与实现

3．1 ZigBee接口电路设计

3．1．1 ZigBee硬件选型

3．1．2 ZigBee电路设计

3．2 系统软件设计

3．2．1 软件平台

3．2．2 ZigBee协议实现

3．2．3 搭建PAN网络

3．2．4 实现无线通信网络

3．3 本章小结

第四章 室内图像目标跟踪算法

4．1 视频图像目标跟踪

4．1．1 目标描述

4．1．2 目标跟踪

4．2 压缩跟踪算法

4．2．1 压缩感知算法

4．2．2 构建朴素贝叶斯分类器

4．2．3 压缩跟踪算法流程

4．2．4 仿真实验

4．3 改进算法的设计与实现

4．3．1 改进的分块方法

4．3．2 目标遮挡判别

4．3．3 目标更新

4．3．4 仿真对比

4．4 本章小结

第五章 系统终端设计与实现

5．1 上位机数据管理系统设计

5．1．1 SQLite数据库在ARM端移植

5．1．2 构建Web服务器

5．2 手机客户端设计

5．3 系统整机运行

5．3．1 系统运行界面

5．3．2 系统运行效率

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间完成的学术成果