基于ARM的智能家居远程监控系统设计

摘要：该文设计了一套智能家居远程监控系统，系统采用S3C2440作为微处理器，移植了开源项目MJPG-streamer和嵌入式Web服务器Boa实现了视频远程传输和登录服务器控制，为智能家居远程监控提供了一种解决方案。

关键词：S3C2440；监控系统；Boa；MJPG-streamer

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4206-04

Design of Smart Home Remote Monitoring System Based on ARM

XUE Xiao1, LI Hao-lun2

(1.China Northwest Building Design Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710018,China; 2. Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055,China)

Abstract: This paper designed a smart home remote monitoring system, the system uses the S3C2440 as the microprocessor, ported open source project MJPG-streamer, and embedded Web servers Boa to achieve remote video transmission and login server control, results show that the system meets the design requirements, and provides a solution for the smart home remote monitoring.

Key words: S3C2440; monitoring system; Boa; MJPG-streamer,

随着人民生活水平的提高和安全防范意识的增强，视频监控系统以其直观、信息内容丰富的优势，广泛应用于智能家居系统。而现有的视频监控系统大多是基于PC机的，其智能化程度以及功能上都不能很好地适应于智能家居的需求。针对以上问题，该文设计了基于ARM的视频监控系统，同时在监控系统中引入运动目标检测、CGI等技术。无论从智能性、可靠性、功耗还是性价比上都有了很大提升，为视频监控系统的智能化、泛在化提供了可能。

1智能家居系统的总体架构

基于现阶段对智能家居的认知，以及对于具有远程监控能力的安防产品的调研和这一市场的潜力，智能家居系统的总体设计如图1所示：

前端USB摄像头负责视频采集，带有嵌入式Linux操作系统的ARM9控制模块控制USB摄像头的视频采集和传输，采集后的视频图像可经嵌入式服务器本地存储或者在有客户端申请时经无线网络和主干网发送到远端。如遭遇非法入侵或者火灾险情，服务器激活手机模块发送消息到户主同时抓拍险情发生时图像存储于SD卡或者U盘以备后验；正常情况时，用户可以通过浏览器随时访问并控制前端摄像头视场。

2系统的硬件设计与实现

2.1采集前端

系统前端采集主要由摄像头、云台、拾音设备等组成，如图2所示。

图2采集前端架构图

2.2手机模块

手机模块主要负责有异常情况时，短消息通告户主家里有异常情况发生，其架构图如图3所示。图3手机模块架构图

2.3无线通信

考虑到系统使用环境要求布线简单，部署方便，而且需要相当的传输距离，课题中广域网接入采用家庭网入口连接无线路由器，通过WiFi连接嵌入式服务器的方案，如图4所示。

图4无线通信解决方案

2.4视频服务器

视频服务器采用友善之臂公司出品的mini2440开发板，它采用Samsung S3C2440微处理器。主要的硬件资源有：三星S3C2440处理器，64M SDRAM，128M Nand Flash和2M Nor Flash，1个主USB接口和1个从USB接口，1个100M以太网RJ-45口，1个SD/MMC卡存储接口，3个串口（UART），1个标准JTAG接口，1个I2C器件，板载实时时钟（RTC），1个34pin GPIO接口，1个40pin系统总线接口。

3系统软件设计与实现

3.1系统总体部署

系统总体部署如图5所示。

视频服务器内有三个主要服务组件，其中Boa服务器负责与用户通过http通信，用户要查看家中视频，只需要一个浏览器便可。MJPG-streamer视频服务器主要负责架设服务，进行配置（端口，各种显示参数等），摄像头的识别则由相应的驱动程序完成，另外对于监控视场内的运动目标的检测则由结合OpenCV的应用程序实现，对于险情时刻场景的存储则由SD卡或者U盘来担当。

3.2构建基于S3C2440的嵌入式Linux系统

鉴于系统要完成多任务和处理问题的复杂度特移植了嵌入式Linux操作系统，宿主机选用Fedora9安装在VirtualBox虚拟机上，

3.3系统测试

测试环境如下：

视频采集：YXKQQ3金刚狼USB摄像头

4结论

该文设计的远程监控系统用户可以直接通过浏览器查看监控现场情况，整个前端系统独立运转，不需要家庭PC主机控制，直接通过WiFi网络连接到Internet，实现远程监控，使用浏览器即可观看实时影像，不需要安装专用的解码软件。授权用户还可以控制摄像机、云台的动作从而控制监控的视场；测试结果显示，系统可以低功耗的稳定工作，预期本方案可满足现代智能家居监控需要，构造一个安全稳定高效绿色的嵌入式远程监控系统。

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