《智能监控与信息报警服务集成系统的设计与实现》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

智能监控与信息报警服务集成系统的设计与实现

范文

牛宁宁

摘? 要：为了实现监控系统的通用性和远程化，改善低性价比的传统监控系统，设计了智能监控与信息报警服务集成系统。该系统基于图像处理技术和GSM公共无线冈络，基于人物的对称性，通过分段等技术来实现人数识别和统计;通过定位、降噪、边缘检测、灰度化、二值化、提取、分割等技术实现了车牌识别;通过“15点法”实现了火焰识别;并可通过短信提供报警服务，以实现对现场环境的远程智能监控。

关键词：短信服务; 图像处理; 图像识别; 智能监控

中图分类号：TP391.41? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ?文章编号：1006-8228（2020）04-51-03

Design and implementation of integrated system for intelligent

monitoring and information alarm service

Niu Ningning

（Computer Department Qinghai University for Nationalities， Xining， Qinghai 810007， China）

Abstract： In order to realize the universality and remoteness of the monitoring system and improve the traditional monitoring system with low cost performance ratio， an integrated system for intelligent monitoring and information alarm service is designed. Using image processing technology and GSM public wireless network， the system realizes the recognition and statistic of people number， according to the symmetry of human body and using subsection technology; realizes the license plate recognition by using the technologies of location， noise reduction， edge detection， gray level， binarization， extraction and segmentation etc.; and realizes the flame recognition by using the 15-point method， so as to realize the remote intelligent monitoring to the scene environment.

Key words： SMS; image processing; image recognition; intelligent monitoring

0 引言

隨着无线通信技术，图像处理技术和计算机技术的迅速发展[1]，人们对生活中安全的需求也随之提高。因此针对市场需求研制一款方便快捷的远程监控系统，并具有信息服务报警功能，及时预警潜在的危害，以保障人们财产的安全，已经受到人们的重视。

传统的监控系统多种多样，近年来也有一些监控系统是基于图像处理的，但这些系统在远程控制、报警以及通用性方面存在不足。本文提出的基于GSM和图像处理技术的远程智能监控系统更适合于经常在外的人员使用。

1 系统硬件及集成

1.1 系统组成

该系统采用了GSM短信猫、手机显示器、摄像头、云台、主机等硬件设备，系统流程如图1所示。系统采用计算机而没有采用低成本的单片机是由于单片机本身不具备图像处理能力，况且仓库本身需要计算机来进行货物管理，所以在实际上采用计算机要比采用单片机更为合适。图像采集模块将采集到的图像传给车牌识别、人数统计、火焰识别三个功能模块进行处理，如发现异常，将通过处理器将报警信息发送给GSM模块，再由GSM模块将信息传递给手机，视频回放模块用于显示现场环境。

1.2 GSM短信模块

移动电话是人们日常工作的通信工具，已经非常普及，基本成为人们日常生活的必需品。本系统将事故报警服务与短信服务集成在一起，充分利用短信服务的及时能力，达到事故报警的实时性、快速性。

短信服务模块采用WAVECOM核心模块，应用通用的RS232串行接口，只需插在电脑的RS-232插槽上，即可实现短信收发或通过GPRS进行数据传输。

1.3 图像采集模块

图像采集模块完成环境图像的采集与存储，并具有长时间视频存储能力，为事故发生后现场分析、证据保存、原因查找等提供服务。图像采集系统由摄像头、云台、采集卡等设备组成，其中室外摄像头可根据需要设置多个。

2 系统软件设计与开发

2.1 人物识别

普通人的体型在大体上是具有对称性的，结合人体侧面的身体曲线变化规律，可以将这两个特点作为识别人物的因子[2-3]。但是在用此规律作为识别因子的时候，应该注意到人物的对称点在横坐标上的分布情况。如图2所示，将人物图像在纵向分为三段，可以通过计算来得到人物的侧面曲线上的横坐标的值，然后将L1、L2、L3三段上的人物左侧面所有横坐标的值分别加在一起，右边的R1、R2、R3也如此进行分别相加，得到以下数据（单位像素）：

L1=29422，L2=32332，L3=44868

R1=67827，R2=63957，R3=58395

可以观察到：L1在L1、L2、L3中最小，L2居中，L3最大，而R1在R1、R2、R3中最大，R2居中，R3最小，其中j表示该图片横向像素点的个数。在进行人物识别时，采集的整个人体上面3/5的高度，这样无论是成人还是小孩都可以采集到一样的人体部位。

当然也可能有两个人或多个人同时出现的情况，对此将波峰数作为人物的个数，再对每一波峰图像进行分析，最后得到两个人同时出现。

2.2 车牌识别

车牌号码识别[4--5]主要是通过模板匹配方式来进行识别，将采集来的车牌图像经过定位、降噪、边缘检测、灰度化、二值化、提取，如图3所示，然后对车牌图像进行分割并与标准模板进行匹配，按照匹配率最高原则实现字符的识别。

将图块和标准模板进行遍历匹配，取匹配率最大者做为该图块的实际符号，从而得到车牌号码，这种算法的识别率较高。

2.3 火焰识别

火焰的识别[6-10]根据火焰纹理完成。将环境没有火焰时采集的图像（称为静态时图）作为初始图像，当动态物体出现时，再采集一些图像（称为动态时图），然后将动态时图与静态时图的对应像素点相减，从而得到物体轮廓。再通过去噪算法，即可得到如图4（c）所示的轮廓。该去噪算法成为“15点法”，即从一个像素矩阵点的左上角出发，依次对a[0][k]（k=0，1，2，…，n）进行了一次从上到下的扫描，每次扫描申请一个整形变量count_k=0，然后每当遇到一个轮廓点时count_k++，直到count_k等于15，将此点纵坐标和k值存入一个二维数组lunkuo中，停止该列计算，开始下一列扫描，直到所有列被遍历完为止，然后将lunkuo中的点用画笔画出来，就可以得到物体的清晰轮廓。

本文提出的“15点法”并不是将15作为一个确定的阈值，而是对于采集的图片用15点作为阈值时效果达到了最佳，对于别的环境采集到的图片可能采用别的阈值（如14，17或16等）。“15点法”是一个轮廓提取时的去噪算法，而不是一个阈值大小的规定。

物体轮廓得到后，需要进行火焰与否识别。该系统采用三因素识别算法，首先是RGB值，通常火焰是非常亮的，所以RGB值也会非常大，本系统将火焰的RGB阈值设为125;其次是轮廓曲线，火焰的轮廓是不断变化的，所以将轮廓的不断变化作为识别该物体是否为火焰的一个主要因子;然后是火焰的重心，除了特殊情况，一般来说火焰的重心在短时间内是不会超出其本身的边界。同时满足上述三个条件，可以判定其为火焰。

2.4 短信收发模块设计

该信息模块具有接收、发送信息的功能和指令分析功能。主要为了实现报警的远程化，管理人员无论在何时何处，都能接收到报警系统发来的报警信息[11]。报警模块所用到的API接口如下：

extern_declspec

（dllexport） HANDLE_stdcall WINAPI hOpenComm（const? char*szPort）：该接口用于关闭计算机串口。

extern_declspec（dllexport）bool _stdcallWINAPI bCloseComm（HANDLEhComm）：

该接口函数用于打开计算机串

extern_declspec

（dllexport） bool_stdcallWINAPI bSendMsg

（HANDLEhComm， char*szMsg， char*szPhNbr，

char*szSCA， char*szNextMsg， int iSMSFormat，

char*szErrInfo）：该接口用于发送信息，第一个参数为串口句柄，第二個参数用于保存要发送的信息，其余参数为固定参数（即公司网站和短信猫序列号）。

extern_declspec（dllexport）int__stdcall

WINAPI iRecvMsg（HANDLE hComm，

SM_RCV_STRU*RcvSMS， int iSMSFormat，

char*szErrInfo）：该接口用于接收信息，参数用途和发送信息接口一样。

3 结论

该系实现了车牌识别、人数统计、火焰识别三个主要功能，系统基于图像处理技术和GSM公共无线冈络，能够对现场环境进行实时分析，并可通过短信提供报警服务，以实现对现场环境的远程智能监控，也为后续智慧消防研究及人像识别的研究打下了一个良好的基础。

参考文献（References）：

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[7] 吴茜茵，严云洋，杜静，高尚兵，刘以安.多特征融合的火焰检测算法[J].智能系统学报，2015.2：240-247

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[9] 刘辉，张云生，张印辉，何自芬.基于灰度差分统计的火焰图像纹理特征提取[J].控制工程，2013.2：213-218

[10] 王媛彬，马宪民.基于图像特征的火灾火焰识别方法[J].消防科学与技术，2012.2：126-128

[11] 程明远.基于GSM技术网管系统短信报警平台的研究与实现[D].北京邮电大学硕士学位论文，2011.

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