一種基于arm的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法
【專利摘要】一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，它涉及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，它包括以下步驟：(1)、系統(tǒng)的圖像采集及預(yù)處理功能主要完成對(duì)原始圖像和壓縮圖像的采集、解包、組合、分包和封裝；(2)、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)背景更新，并將有關(guān)警戒信息發(fā)給Web服務(wù)器或報(bào)告用戶；(3)、系統(tǒng)的嵌入式Web服務(wù)器主要完成對(duì)客戶端的連接請(qǐng)求的響應(yīng)，并將壓縮后的現(xiàn)場(chǎng)圖像和有關(guān)信息組織成網(wǎng)頁(yè)發(fā)送出去；它對(duì)所監(jiān)控的視覺范圍實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)圖像通過有線或無線的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
【專利說明】
一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字圖像技術(shù)等的發(fā)展，監(jiān)控技術(shù)也得到了迅速發(fā)展；基于PC的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)得到了迅速地普及。這種監(jiān)控系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用于那些對(duì)于安全要求敏感的場(chǎng)合，如停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、超市、自動(dòng)販賣機(jī)、ATM和交通管理等。當(dāng)場(chǎng)景里出現(xiàn)可疑行為時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)向保安人員發(fā)出警報(bào)，從而避免犯罪的發(fā)生。
[0003]隨著人們期望監(jiān)控點(diǎn)的增多，對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的期望也在增多:期望監(jiān)控點(diǎn)能夠方便安裝---省去繁瑣的布線、期望監(jiān)控點(diǎn)能夠減輕監(jiān)控人員判讀圖像的工作強(qiáng)度一一前端智能圖像處理、期望能夠省去中心的巨額投入一一通過簡(jiǎn)單的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。這些期望導(dǎo)致一種新型監(jiān)控系統(tǒng)的誕生一一基于嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線技術(shù)的帶有前端圖像處理功能的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]這種監(jiān)控系統(tǒng)通常以嵌入式系統(tǒng)作為核心處理器，集成了嵌入式系統(tǒng)成熟的圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Web技術(shù)等，利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信信道進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像的傳輸，省去了繁瑣的視頻布線及昂貴的中心設(shè)備，前端具有圖像檢測(cè)功能，通過任何一臺(tái)可以上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)甚至手機(jī)即可獲得監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的畫面。
[0005]由于基于PC的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性、可靠性不高，價(jià)格高昂、操作煩瑣等缺陷，不能滿足某些監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用要求?；谇度胧郊夹g(shù)的智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)必將有良好的應(yīng)用與發(fā)展前景，由它代替當(dāng)前普遍應(yīng)用的基于PC的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將成為必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，它以遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，嵌入了圖像前端處理的功能，對(duì)所監(jiān)控的視覺范圍實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)圖像通過有線(以太網(wǎng))或無線(GPRS)的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；這兩種傳輸通道分別采用了嵌入式Webserver技術(shù)和GPRS技術(shù)，在遠(yuǎn)程傳輸中起到互相彌補(bǔ)、傳輸方式靈活的作用。
[0007]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它包括以下步驟:
[0008]1、系統(tǒng)的圖像采集及預(yù)處理功能主要完成對(duì)原始圖像和壓縮圖像的采集、解包、組合、分包和封裝等，如果攝像頭帶有云臺(tái)，也對(duì)云臺(tái)進(jìn)行控制；
[0009]2、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)背景更新，并將有關(guān)警戒信息發(fā)給Web服務(wù)器或報(bào)告用戶；
[0010]3、系統(tǒng)的嵌入式Web服務(wù)器主要完成對(duì)客戶端的連接請(qǐng)求的響應(yīng)，并將壓縮后的現(xiàn)場(chǎng)圖像和有關(guān)信息組織成網(wǎng)頁(yè)發(fā)送出去，以便用戶瀏覽；
[0011]4、系統(tǒng)的以太網(wǎng)功能完成有線傳輸信道的建立，以便用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)；
[0012]5、系統(tǒng)的GPRS功能完成無線傳輸信道的建立，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸，與基于以太網(wǎng)的有線傳輸構(gòu)成了兩種方便靈活、互相彌補(bǔ)的傳輸方式。
[0013]本發(fā)明的工作原理:系統(tǒng)控制數(shù)字?jǐn)z像頭拍攝現(xiàn)場(chǎng)的圖像，并采集由攝像頭轉(zhuǎn)換成一定數(shù)據(jù)格式后的原始圖像。然后，ARM系統(tǒng)對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)背景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)運(yùn)算，即當(dāng)前端圖像出現(xiàn)事先設(shè)定的不安全變化時(shí)，產(chǎn)生入侵報(bào)警；并對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行打包傳輸。同時(shí)基于ARM的Webserver處于偵聽狀態(tài)，一有客戶端鏈接請(qǐng)求，WebServer組織網(wǎng)頁(yè)將現(xiàn)場(chǎng)圖片和有關(guān)信息發(fā)送至客戶端，并采用客戶端拖拽技術(shù)及時(shí)更新頁(yè)面中的圖像，以便用戶監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的情況。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，GPRS模塊自動(dòng)建立GPRS鏈路，以供數(shù)據(jù)透明傳輸。如有入侵，則啟用GPRS功能將入侵圖片或報(bào)警信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心，以便監(jiān)控人員根據(jù)這些現(xiàn)場(chǎng)情況作出相應(yīng)處理。
[0014]本發(fā)明的有益效果:它以遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，嵌入了圖像前端處理的功能，對(duì)所監(jiān)控的視覺范圍實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)圖像通過有線(以太網(wǎng))或無線(GPRS)的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；這兩種傳輸通道分別米用了嵌入式WebServer技術(shù)和GPRS技術(shù)，在遠(yuǎn)程傳輸中起到互相彌補(bǔ)、傳輸方式靈活的作用。
【具體實(shí)施方式】
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[0015]本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包括以下步驟:
[0016]1、系統(tǒng)的圖像采集及預(yù)處理功能主要完成對(duì)原始圖像和壓縮圖像的采集、解包、組合、分包和封裝等，如果攝像頭帶有云臺(tái)，也對(duì)云臺(tái)進(jìn)行控制；
[0017]2、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)背景更新，并將有關(guān)警戒信息發(fā)給Web服務(wù)器或報(bào)告用戶；
[0018]3、系統(tǒng)的嵌入式Web服務(wù)器主要完成對(duì)客戶端的連接請(qǐng)求的響應(yīng)，并將壓縮后的現(xiàn)場(chǎng)圖像和有關(guān)信息組織成網(wǎng)頁(yè)發(fā)送出去，以便用戶瀏覽；
[0019]4、系統(tǒng)的以太網(wǎng)功能完成有線傳輸信道的建立，以便用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)；
[0020]5、系統(tǒng)的GPRS功能完成無線傳輸信道的建立，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸，與基于以太網(wǎng)的有線傳輸構(gòu)成了兩種方便靈活、互相彌補(bǔ)的傳輸方式。
[0021]本【具體實(shí)施方式】的工作原理:系統(tǒng)控制數(shù)字?jǐn)z像頭拍攝現(xiàn)場(chǎng)的圖像，并采集由攝像頭轉(zhuǎn)換成一定數(shù)據(jù)格式后的原始圖像。然后，ARM系統(tǒng)對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)背景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)運(yùn)算，即當(dāng)前端圖像出現(xiàn)事先設(shè)定的不安全變化時(shí)，產(chǎn)生入侵報(bào)警；并對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行打包傳輸。同時(shí)基于ARM的Webserver處于偵聽狀態(tài)，一有客戶端鏈接請(qǐng)求，Webserver組織網(wǎng)頁(yè)將現(xiàn)場(chǎng)圖片和有關(guān)信息發(fā)送至客戶端，并采用客戶端拖拽技術(shù)及時(shí)更新頁(yè)面中的圖像，以便用戶監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的情況。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，GPRS模塊自動(dòng)建立GPRS鏈路，以供數(shù)據(jù)透明傳輸。如有入侵，則啟用GPRS功能將入侵圖片或報(bào)警信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心，以便監(jiān)控人員根據(jù)這些現(xiàn)場(chǎng)情況作出相應(yīng)處理。
[0022]本【具體實(shí)施方式】能實(shí)現(xiàn)的功能如下:
[0023]A、可控制攝像頭采集兩種格式的圖像數(shù)據(jù)，通常為位圖(BMP)圖像和JPEG圖像。這樣做的原因是用于自適應(yīng)背景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)運(yùn)算的圖像必須是BMP圖像，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)難以勝任此算法；而未壓縮的BMP圖像數(shù)據(jù)量太大不適于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸；如在該ARM系統(tǒng)中將BMP圖像壓縮成JPEG圖像，則需占用大量的硬件資源和處理器的運(yùn)行時(shí)間，嚴(yán)重增加了 ARM系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，影響系統(tǒng)的正常功能，因此將圖像壓縮工作交給攝像頭來完成；
[0024]B、可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)背景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及入侵報(bào)警功能。作為智能化的嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)中具有自適應(yīng)入侵檢測(cè)功能是必然的，是該監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)之一；
[0025]C、可實(shí)現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的WebServer搭建。基于嵌入式操作系統(tǒng)yC/0S_II和TCP/IP協(xié)議棧構(gòu)架出網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)；
[0026]D、可實(shí)現(xiàn)以網(wǎng)頁(yè)方式傳輸監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)圖像并能及時(shí)更新。這有助于遠(yuǎn)程用戶在任何一臺(tái)連上網(wǎng)的PC上只需打開IE瀏覽器，便能監(jiān)視的現(xiàn)場(chǎng)情況；
[0027]E、可實(shí)現(xiàn)以GPRS方式傳輸入侵圖像或報(bào)警信號(hào)。這需要設(shè)計(jì)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，來完成建立GPRS鏈路、傳輸圖像和維護(hù)GPRS鏈路的功能；
[0028]F、可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的BMP封裝、打包等處理，以適應(yīng)不同的功能要求。
[0029]本【具體實(shí)施方式】以遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，嵌入了圖像前端處理的功能，對(duì)所監(jiān)控的視覺范圍實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)圖像通過有線(以太網(wǎng))或無線(GPRS)的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；這兩種傳輸通道分別米用了嵌入式Webserver技術(shù)和GPRS技術(shù)，在遠(yuǎn)程傳輸中起到互相彌補(bǔ)、傳輸方式靈活的作用。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于它包括以下步驟: (1)、系統(tǒng)的圖像采集及預(yù)處理功能主要完成對(duì)原始圖像和壓縮圖像的采集、解包、組合、分包和封裝等，如果攝像頭帶有云臺(tái)，也對(duì)云臺(tái)進(jìn)行控制； (2)、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)背景更新，并將有關(guān)警戒信息發(fā)給Web服務(wù)器或報(bào)告用戶； (3)、系統(tǒng)的嵌入式Web服務(wù)器主要完成對(duì)客戶端的連接請(qǐng)求的響應(yīng)，并將壓縮后的現(xiàn)場(chǎng)圖像和有關(guān)信息組織成網(wǎng)頁(yè)發(fā)送出去，以便用戶瀏覽； (4)、系統(tǒng)的以太網(wǎng)功能完成有線傳輸信道的建立，以便用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)； (5)、系統(tǒng)的GPRS功能完成無線傳輸信道的建立，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸，與基于以太網(wǎng)的有線傳輸構(gòu)成了兩種方便靈活、互相彌補(bǔ)的傳輸方式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于它的工作原理:系統(tǒng)控制數(shù)字?jǐn)z像頭拍攝現(xiàn)場(chǎng)的圖像，并采集由攝像頭轉(zhuǎn)換成一定數(shù)據(jù)格式后的原始圖像；然后，ARM系統(tǒng)對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)背景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)運(yùn)算，即當(dāng)前端圖像出現(xiàn)事先設(shè)定的不安全變化時(shí)，產(chǎn)生入侵報(bào)警；并對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行打包傳輸；同時(shí)基于ARM的WebServer處于偵聽狀態(tài)，一有客戶端鏈接請(qǐng)求，WebServer組織網(wǎng)頁(yè)將現(xiàn)場(chǎng)圖片和有關(guān)信息發(fā)送至客戶端，并采用客戶端拖拽技術(shù)及時(shí)更新頁(yè)面中的圖像，以便用戶監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的情況；系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，GPRS模塊自動(dòng)建立GPRS鏈路，以供數(shù)據(jù)透明傳輸；如有入侵，則啟用GPRS功能將入侵圖片或報(bào)警信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心，以便監(jiān)控人員根據(jù)這些現(xiàn)場(chǎng)情況作出相應(yīng)處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的嵌入式智能工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于它以遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，嵌入了圖像前端處理的功能，對(duì)所監(jiān)控的視覺范圍實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)圖像通過有線或無線的方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；這兩種傳輸通道分別采用了嵌入式Webserver技術(shù)和GPRS技術(shù)，在遠(yuǎn)程傳輸中起到互相彌補(bǔ)、傳輸方式靈活的作用。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK105898206SQ201510023165
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日
【發(fā)明人】傅濤, 傅德勝, 經(jīng)正俊, 孫文靜
【申請(qǐng)人】江蘇博智軟件科技有限公司