一种基于树莓派的智能无线监控系统

孙伟　李文俊　雷晖

摘要：为解决监控系统中存在的大量无变化画面占用存储空间和时间的问题，提出一种基于树莓派的智能无线监控系统，通过图片比对技术，智能识别监控画面变化，并仅将动态变化的内容存储到远程服务器，解决了存储无变化画面占用存储空间和时间的问题。该监控系统有效性高、存储量低、成本低、使用方便。

关键词：监控系统;树莓派;动态监控

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0061-02

Abstract：In order to solve the problem that a large number of unchanged images occupy storage space and time in the monitoring system， This paper proposes an intelligent wireless monitoring system based on raspberry PI， which can identify the changes of monitoring images intelligently by image comparison technology and only store the dynamically changed content to remote server， thus solving the problem that the storage of unchanged images occupies storage space and time. The monitoring system has high efficiency， low storage capacity， low cost and easy to use.

Key words：monitoring system;raspberry Pi;dynamic monitoring

1引言

目前，各种智能硬件技术不断发展，在物联网领域新产品不断涌现，极大地拓展了人们解决问题的思路，其中智能监控就是物联网中一个重要的研究热点。目前的监控系统大部分还是将所有内容全部保存，这样会占用很多的存储空间，同时在查看监控视频时也会浪费时间，对于有些存储空间受限的监控系统而言，需要一套新的监控系统智能感知画面变化情况，只有画面变化时再进行拍摄。

本文提出了一种基于画面感知的实时监控方案，在树莓派上进行验证，较好地实现了动态画面感知和拍摄的功能，减少了存储空间，提高了监控回看的效率。

2总体设计方案

本文提出基于树莓派的监控系统，主要包括树莓派，摄像头、电池、存储卡等。总体设计方案如图1所示。

2.1系统设计目标

本监控系统的设计需要实现以下目标：

（1）监控系统通电自动启动并进入到监控状态。

（2）当镜头内画面改变时自动开始监控，无变化时停止监控。

（3）监控画面能进行實时存储，并通过电脑或手机等设备进行查看。

2.2程序工程流程

基于树莓派的程序主要借python+opencv实现对移动物体的检测，具体的设计如图2所示。

3设计方案特点及难点

3.1设计方案的特点

本设计方案主要是将树莓派与摄像头相连接，在主控设备选择时，使用新一代树莓派平台，该平台功能丰富、性能非常强大，资源丰富，同时结合无线远程访问技术，使监控功能得到较好地实现。本设计方案的特点具体如下：

（1）选择树莓派为主控模块。树莓派作为一种广受欢迎的基于Linux的微型电脑，视频、音频等功能通通皆有，自3B之后的版本功能更加强劲，满足该系统的功能。

（2）智能识别监控视野内物体的变化。当监控画面前后帧发生一定的变化时，请自动开始监控并存储监控画面到存储器中。

（3）通电自动开启监控功能。通电时系统自动开启监控功能，不用人工干预，当发生主电源发生断电后，将由电池继续供电。

（4）查看监控按时间标记进行查看，减少了查看不必要监控画面的时间。

3.2设计方案的难点

本设计方案的难点在于智能感知监控画面变化，当监控画面内有物体移动时将自动进行存储，从而实现降低存储的目的。画面变化感知主要是通过比较相邻两帧监控图像之间的差异是否大于某个阈值，当超过阈值时启动拍摄并存储到指定位置。

4系统仿真与结果分析

4.1监控系统整体结构

基于树莓派的智能感知监控系统整体实物图如图3、图4所示，此监控系统由控制模块、供电模块、驱动模块、通信模块、图像采集模块组成。

4.2系统运行结果分析

本智能监控系统对图像采集情况如图5所示。

当发现摄像头内画面发生改变时进行拍摄和存储，采集图像的大小、采集频率、分辨率可以由程序设定，这可以根据实际分辨率需求进行调整。

5结语

本文通过多次调试，不断修正分辨率和感知阈值，直到满足监控需要，实现了当监控画面前后相邻两帧相差一定阈值，便启动监控，并以时间来标记启动时间。此方案设计简单、实现方便，拍摄效果可以调整，可以应用于家庭监控、仓库管理、动物监控等领域。经过实验发现在实时性方面还有一些不足，在物体移动过快时拍摄不是很清楚，今后需要进一步研究并加以改善。

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