基于ARM的多摄像头无线视频报警系统

【摘要】为了设计一款适合家庭的多摄像头无线视频报警系统，采用将主机与摄像头分离，通过CC1101无线通信，利用TX6718/RX6788无线传输音视频的方法。主机以Cortex-M3内核的ARM微控制器为核心处理器，内置WCDMA模块；摄像头模块（从机）以STC11l04E为核心处理器。该系统实现了一主机控制多摄像头的功能，且实现了五种报警方式：MMS、视频电话、邮件、语音、SMS报警；用户可通过语音电话、短信进行远程操控。经实际使用证明：系统工作稳定，可满足家庭安防需求。

【关键词】Cortex-M3；WCDMA；多摄像头；视频电话

1.引言

进入21世纪以来我国经济高速发展，小区建设也飞快发展，但随之而来盗窃、入室抢劫等案件也呈逐年上升趋势，因此，人民对防盗需求越来越大。目前安防主要以有线视频监控为主，但安装麻烦，价格昂贵，不能及时反馈报警信息给用户。目前市场上也出现了基于MMS报警的，但是只有图片没有视频，用户不能实时远程查看现场情况。也有基于无线视频报警系统的，但是主机摄像头为一体，只能支持一个摄像头，如需监控多个防区，则需购买多个报警系统，成本大大增加，用户也不能实时远程查看现场情况，智能化程度较低，还是不能真正满足家庭需要。本文设计的多摄像头无线视频报警系统，可支持多摄像头，成本低，智能化程度高，支持视频电话报警、MMS报警、语音报警、邮件报警、SMS报警，用户可及时了解现场信息，支持PC机软件操作控制，支持真人语音、短信远程操作方式，同时支持多用户，方便快捷，适用范围广泛。

2.系统的工作原理

该系统面向的主要对象是家庭，目的是实现在无人情况下将报警信息及时反馈给用户，并将证据（图片、视频、语音）保存下来，方便日后取证，同时用户也可远程实时查看现场情况。

2.1 系统的主要功能

2.2 系统结构

该系统由主机和摄像头（从机）两大部分组成，一主机可配套多个摄像头（理论上讲可以任意多个），从而实现了多防区全方位监控。

如图1所示，系统主机主要由核心控制模块、图像采集模块、无线通信模块、E2PROM模块、电源管理模块这几个部分组成。核心控制模块由STM32和WCDMA模块组成。2272无线接收模块主要实现用户遥控布、撤防。E2PROM存储用户信息及报警参数。串口通信模块主要实现主机与PC机间的通信，用户可通过PC机软件对用户信息、报警参数等进行设置。无线音视频接收模块用来接收无线摄像头传输过来的模拟视频及语音，并传送给AK8856模块，AK8856模块将模拟视频信号转化为数字视频信号，并发送给WCDMA模块。STM32通过串口发送AT命令控制WCDMA完成视频、图像、语音采集，MMS发送，视频电话的拨打和接收，SMS发送和接收等工作。

如图2所示，摄像头模块由核心控制模块、图像采集模块、无线通信模块、警情采集模块、模拟摄像头、红外照明电路、电源管理模块组成。该模块核心控制芯片为STC11L04E。无线音视频发送模块将模拟摄像头的视频及语音发送出去。红外照明模块实现夜视功能。红外人体探测和微波探测模块用于采集警情信号。

主机、从机含有相同的电源管理模块，该模块主要负责双电源切换和对锂离子电池的自动充电工作，从而实现全天候监控。

2.3 系统的工作模式及过程

如图4所示，该系统分为两种工作模式：主动报警模式和远程操控模式。主动报警模式是指当警情采集模块检测到有人入侵时，通过摄像头模块的CC1101将警情信息发送给主机，主机接收到报警信息后，根据设置进行报警。远程操控模式是指用户通过语音电话或短信远程控制主机采集现场图片、视频等信息。

3.系统的硬件设计

3.1 主控芯片的选型

STC11xx系列单片机加密性强，无法解密；超强抗干扰，抗静电能力；速度快，具有超低功耗；系统可编程，可远程升级；内部集成高可靠复位电路。故本系统选用STC11L04E。

3.2 CC1101无线通信模块

CC1101是一种低成本UHF收发器，频率波段为300-348MHz、400-464MHz和800-928MHz；功耗低，灵敏度高，数据传输率可达500kbps；输出功率可编程；具有高效的SPI接口，单独的64字节RX和TX数据FIFO；支持地址检查，载波侦听，灵活的数据包长度及自动CRC处理；同时为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬件支持。故本系统选用CC1101进行无线通信。

3.3 无线音视频传输模块

3.4 红外照明电路

4.测试结果

本系统所涉及的功能在实际中都已经调通，实现了一主机控制多摄像头，而且通信效果好，视频效果很好，图片清晰，MMS可在十秒内发送出去，SMS可在5秒内完成，邮件可在十几秒内完成，基本实现了防盗报警功能。本系统将嵌入式技术、无线通信技术、红外探测技术、微波探测技术结合起来，设计出一款适合家庭的多摄像头无线视频报警系统。

5.结束语

本系统根据家庭安防的需求，将主机和摄像头分离，主机以STM32F和SIM5215为核心，摄像头以STC11L04E为核心，主机与摄像头间通过CC1101进行无线通信，用TX6718和RX6788传输视频、语音信息，实现了防盗报警功能。经实际使用证明：系统工作稳定，能满足防盗报警功能，满足了家庭安防需求。

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