多功能定時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著家庭和小型辦公系統(tǒng)的財(cái)產(chǎn)和電氣設(shè)備不斷增加，安全防范和火災(zāi)監(jiān)測(cè)成為現(xiàn)代家庭和小型辦公系統(tǒng)必須考慮的一個(gè)重要問題。大型的樓宇都有樓宇自動(dòng)化裝置，而小型的辦公系統(tǒng)或者家庭基本沒有防控系統(tǒng)。為了滿足小型辦公系統(tǒng)和家庭對(duì)安全和防火的需要，本文以便攜性好、成本低廉、安裝方便為設(shè)計(jì)目標(biāo)，研究并實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的多功能定時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)。
　　 文章從硬件和軟件兩方面討論，提出了硬件系統(tǒng)的基本架構(gòu)和軟件系統(tǒng)的組成模塊。硬件由MCU、圖像采集、人

2、機(jī)交互界面、外部存儲(chǔ)、年歷／時(shí)間讀寫和通信接口六部分組成。軟件由特征提取模塊、工作控制模塊、操作界面、時(shí)鐘模塊和通信模塊五部分組成。
　　 系統(tǒng)的核心模塊為特征提取模塊。模塊實(shí)現(xiàn)兩種功能——運(yùn)動(dòng)物體監(jiān)測(cè)和火災(zāi)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的監(jiān)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)區(qū)域是否有可疑的異?，F(xiàn)象。針對(duì)MCU內(nèi)存空間小和處理速度慢的缺點(diǎn)，提出了基于Sobel邊緣提取和基于幀間差分法兩種算法，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體監(jiān)測(cè)；對(duì)于火災(zāi)監(jiān)測(cè)，采用基于幀間差分法實(shí)現(xiàn)。基于S

3、obel邊緣提取算法先對(duì)區(qū)域內(nèi)的每幀圖像進(jìn)行物體的輪廓提取和篩選，用八鄰域搜索法去噪，然后通過對(duì)比連續(xù)兩幀圖像中物體的輪廓的變化，判定被監(jiān)測(cè)區(qū)域是否有物體運(yùn)動(dòng)?；趲g差分法的算法先求得區(qū)域中連續(xù)兩幀輸入圖像的差分圖像，并對(duì)差分圖像進(jìn)行二值化，再用八鄰域快速掃描的方法判定圖像中是否存在物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況?；趲g差分法的火災(zāi)監(jiān)測(cè)算法，對(duì)一系列輸入圖像中的每一幀圖像和前后五幀圖像求取平均強(qiáng)度值，若平均強(qiáng)度值變化較小，表

4、示被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒有火災(zāi)發(fā)生，算法結(jié)束；否則對(duì)連續(xù)幀圖像進(jìn)行求差運(yùn)算和中值濾波去噪，利用瞬時(shí)時(shí)間值求得強(qiáng)度變化門限；最后統(tǒng)計(jì)差分圖像的強(qiáng)度變化分布，判定被監(jiān)測(cè)區(qū)域是否有火災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生。
　　 為了便于用戶對(duì)監(jiān)視系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)置和查詢，系統(tǒng)需要對(duì)大量的定時(shí)提醒信息和異常情況進(jìn)行存儲(chǔ)管理。定時(shí)提醒信息通過系統(tǒng)的萬年歷時(shí)鐘模塊管理。在時(shí)鐘管理模塊中，遵循盡可能減少數(shù)據(jù)移動(dòng)和節(jié)省MCU處理時(shí)間的原則，設(shè)計(jì)了基于雙地址映射機(jī)制的存儲(chǔ)、搜索、刪