基于arm的智能监控报警系统的设计与实现

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1、基于ARM的智能监控报警系统的设计与实现：基于UP-ARM2410-S平台实现运动图像的检测、报警以及对监控设备的开关控制。利用GSMX络实现短信收发功能控制设备的开关，当设备收到打开信号时，系统将不断地采集图像信息，通过分析判断是否有运动物体并报警。　　关键词：ARM；GSM；V4L；ioctl　　：TH：A：1671－7597（2011）0310056－01　　　　0引言　　传统的视频监控系统由于采用人工监控以及设备自身的局限性，使得报警系统会出现漏报，误报，报警系统的安全性与实用性大大降低。　　本文利用嵌入式平台上

2、的GSM模块实现对设备的远程控制和接受设备短信，通过USB摄像头对特定空间的视频帧信息进行抓取进而进行特定分析，根据分析的结果判断是否要向报警。　　1系统设计　　本系统能实现通过GPRS控制监控设备开闭与与动物体的检测与报警。为了实现以上功能，将系统分为两个功能模块：图像抓取模块和监听用户控制命令模块。　　1）系统的硬件设计　　本系统主要采用博创S3C2410嵌入式实验开发平台，该处理器内部集成了ARM公司ARM920T处理器核的32位微控制器，主频最高可达203MHz。另外，该平台还配置了64MNANDFLASH和64

3、MSDRAM。ARM嵌入式开发平台的GPRS扩展板采用的GPRS模块型号为SIM100-E，是SIM公司推出的GSM/GPRS双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口，本系统中只用到了短消息收发。SIM100-E模块为用户提供了功能完备的系统接口。摄像头采用X眼2000B，它的速度在352*288的分辨率下可以达到至少25fps，并且支持24位的色彩深度，X眼2000B使用USB接口，连接和使用都很方便，不需要外接电源。本系统总体硬件设计如图1所示：　　2）系统的软件设计　　系统主要利用了摄像头，GSM和L

4、CD（主要是用来演示）来完成视频监控和报警的功能。摄像头不断地采集图像后，经过一系列图像处理后得到最后的图像，并通过判断该图像来决定是否利用GSMX络向用户报警并在LCD上显示。系统的主要线程包括串口监听线程、图像采集线程、运动目标检测线程和设置设备参数线程。系统软件总体设计模型如图2所示：　　2视频获取　　USB摄像头以其良好的性能和低廉的价格得到广泛应用。同时因其灵活、方便的特性，易于集成到嵌入式系统中。在嵌入式Linux系统中，它的使用需要借助相应的内核驱动程序。　　1）Video4Linux　　Video4Lin

5、ux是Linux中关于视频设备的内核驱动，为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数。配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序，可以实现影像采集、AM/FM广播、频道切换等功能，在远程会议、可视、视频监控系统中有着广泛的应用。　　在Liunx下，所有外设都被看成是一种特殊的文件，称之设备文件。系统调用是内核和应用程序之间的接口，而设备驱动程序则是内核和外设之间的接口，它完成设备的初始化和释放、对设备文件的各种操作和中断处理等功能，为应用程序屏蔽了外设硬件的细节，使得应用程序可以像普通文件一样对外设进行操作。　　2）io

6、ctl函数　　Linux系统通过标准的I/O系统调用函数操作设备，从而实现与设备通信。ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。它的调用个数如下：　　intioctl（intfd，indcmd，…）；　　其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，后面的省略号，是补充参数。其中本系统中所应用的对摄像头设备初始化的主要控制调用如下：　　ioctl（vdev-

7、>fd,VIDIOCGCAP,&（vdev->capability）//得到图像采集设备相关信息。　　ioctl（vdev->fd,VIDIOCGPICT,&（vdev->picture）//得到设备采集的图像属性。　　ioctl（vdev->fd,VIDIOCSPICT,&（vdev->picture）//设置设备采集的图像属性。　　ioctl（vdev->fd,VIDIOCGMBUF,&（vdev->mbuf）//得到映射缓冲区的属性，该控制函数的调用主要用于内存映射采集数据方式。　　3运动信息检测　　系统通过摄像头

8、得到视频图像后，需要判断是否有运动信息从而决定是否发出报警信息。对运动的目标检测主要有帧间差分法和差分背景法。　　1）三帧间差分法　　帧间差分法是通过计算相邻两帧图像间的差值来判断出运动区域的。但是此类方法往往会出现“双影”现象和“空洞”现象。三帧差分作为帧间差分发的改进算法，是将相邻的三帧图像作为一组进行再差分，能