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智能監控范文第1篇

音頻分析技術

廣義上的動物健康可分為生理健康及情緒健康，音頻分析技術一般都是針對患有呼吸道疾病的動物咳嗽聲處理實現生理健康監測。為此應首先提取患病動物咳嗽聲特征，Ferrari等[8-9]通過臨床檢查篩選染病豬并采集其咳嗽聲，與檸檬酸誘發的健康豬咳嗽聲對比發現染病豬咳嗽音頻的標準化壓力均方差及峰值頻率均值均低于健康豬，而染病豬咳嗽持續時間及咳嗽頻率則高于健康豬。針對染病豬咳嗽音頻特征參數構建參考模板，將日常生產中利用定向麥克風采集到的豬咳嗽聲與該參考模板做模式匹配，可以實現呼吸道疾病疑似病豬智能識別。在圈舍群養的豬飼養方式下，很難實現豬個體咳嗽聲的采集，可將圈設定為監測對象，使用麥克風陣列定位具備病豬咳嗽音頻特征的咳嗽聲[10]，將出現病豬咳嗽聲頻率高的圈設定為高危圈，養殖人員重點關注高危區內動物健康狀況，及早隔離確診病例，這不僅有效降低了人工勞動強度，而且提高了患病豬識別效率，降低了規模化養殖場由于動物疾病帶來的經濟損失。動物情緒健康更多是動物福利關注的問題，目前音頻分析技術主要用于提取動物在恐懼、孤獨、焦慮等不良情緒下的叫聲特征，在此基礎上可實現動物情緒健康的無損監測。Jahns[11]針對已知的牛饑餓和叫聲信號提取出先驗特征矩陣及其參考模式，利用模式匹配方法識別牛只日常叫聲中所蘊含的饑餓及信息。Ikeda等[12]利用線性判別分析方法處理聲音信號的頻譜結構變化特征，進而智能識別母牛饑餓以及與仔牛分隔而產生的兩種焦慮狀態。豬的情緒健康水準評價研究目前鮮見報道，限位欄飼養母豬和剪牙斷尾仔豬的情緒健康問題最值得關注。

以仔豬為例，為了驗證剪牙斷尾過程會引起仔豬極強的恐懼情緒，可設計獨立的仔豬叫聲采集室，人為制造令其恐懼的突變環境，采集其叫聲音頻并提取音頻特征構建參考模板，與剪牙斷尾時采集的仔豬叫聲做模式匹配，實現仔豬恐懼情緒的智能識別。動物采食、飲水、排泄行為異常可用于預測其健康異常，因此這三大行為是畜牧養殖從業人員最為關注的動物行為。及時監測到動物行為模式的突變有利于及早發現疑似發病個體，降低經濟損失。音頻分析技術目前主要用于牧場放養的牛羊采食行為監測，這種飼養方式下牛羊活動范圍廣，人工觀察方式及機器視覺技術難以監測它們的采食行為。但是牛羊采食主要有咬斷及咀嚼草料兩種動作，而實際采食量可由咬斷草料的次數來判定，因此可通過咬斷、咀嚼草料兩種動作的不同音頻特征識別牛羊采食過程中咬斷草料的次數，進而實現采食量的智能監測[6-7]。難以實時、準確掌握養殖動物需求是目前畜牧養殖業面臨的挑戰之一，而動物叫聲是其生理、情緒健康狀況的外在表現，準確掌握動物叫聲含義有利于養殖人員根據動物自身需求開展養殖工作。動物叫聲音頻分析的首要目標是針對大量已知含義的動物叫聲音頻提取特征參數，不斷擴充動物叫聲音頻分析模式庫，這是研發動物叫聲含義智能識別系統的基礎。另外，動物叫聲含義分析對音頻質量要求高，如何有效降低圈養動物叫聲間的相互干擾及環境噪聲的影響以實現音頻高質量地實時采集，是后續研究中需要解決的問題。

機器視覺技術

在畜牧養殖領域，動物行為與動物健康狀況、生存舒適度密切相關，利用動物行為自動分析動物健康及舒適度狀況相比人工經驗觀察而言結果更加客觀。隨著機器視覺技術在數字化農業領域的廣泛應用，近年來，研究人員開始涉足基于動物視頻自動分析動物行為及動物生存舒適度的研究領域[13]。行為模型是核心，該模塊從動物形體姿態特征、行為間內在聯系以及行為與環境間聯系三個方面針對動物行為進行定義、表示和建模。視頻流是動物行為分析的信息源，目前一般是在養殖舍頂部架設連接PC的攝像機實現視頻流信息采集[14-17]，而關注動物腿部運動姿態的研究一般會單獨構建規則通道，側方位架設攝像機，在動物經過通道時采集其運動視頻[18]。運動目標分割步驟從視頻流原始圖像中分割出監測對象，特征提取步驟主要工作是提取足夠的動物形體特征，以區分不同的動物行為，這些形體特征包括位置、姿態、運動速度、輪廓等等信息，該步驟首先需要解決視頻序列中研究目標的檢測與跟蹤問題。目前針對群養豬個體跟蹤的最新方法能夠準確識別、跟蹤3頭豬長達8min，為豬只行為特征提取奠定了良好的基礎[14]。行為特征提取的目的是區分不同的動物基本行為，所謂基本行為是指諸如休息、探究、采食等能夠持續一定時間的獨立行為。臨產母牛的站立、躺臥、攝食等基本行為可用于預測母牛分娩時間，Canger等[15]研究了這些基本行為對應的主軸線方向、臀圍長度、體型寬長比、背部面積等圖像特征，實現了基本行為的自動識別，該研究成果使得設計一種基于母牛行為的人工助產自動預警系統成為可能。

復雜行為由一個或多個具有時空關聯的基本行為組成，復雜行為分析也可稱為動物行為模式分析，其主要工作是挖掘動物基本行為間或基本行為與環境間的內在聯系。Shao等[16]針對群養豬睡眠時的紅外圖像選取圖像不變矩、背景前景像素轉換頻率以及豬群緊密程度作為特征向量，使用最小歐幾里德距離方法區分環境溫度寒冷與舒適兩種狀況下豬的睡眠姿態。基于此，養殖人員可根據動物睡眠姿態判斷其環境溫度舒適度，實現養殖環境參數的按需調節，該研究對探索環境因子對豬生長的影響也具有重要的學術意義和實用價值。動物行為模式是發現動物反常行為的基礎，而反常行為是動物個體出現健康異常或環境發生突變的外在表現。動物反常行為的及時發現可用于動物疾病或環境調節預警。朱偉興等[17]利用安裝于豬舍排泄區的嵌入式監控設備對群養豬的排泄行為進行24h監控，對于單日排泄次數超過系統閾值的豬只，認定其排泄行為出現異常。Song等[18]將牛行走過程中同側前后蹄接觸地面中心點間距離定義為形跡重疊參數Δ，并挖掘出健康牛行走行為模式：行進過程中Δ值小于或等于0。將行進過程中Δ>0的牛只認定為患有跛腿殘疾。僅從畜牧信息的無損監測角度而言，基于機器視覺技術的動物行為監測是目前最好的方法，這種技術以無接觸方式記錄動物行為信息，對動物活動沒有任何影響。但是該方法的技術實現難度較大，受現場光照條件影響大，攝像機視距、拍攝范圍有限，一般只能監測圈養動物信息。后續研究中除了需要針對動物行為進行更精確的行為建模外，還需要解決養殖動物個體識別與跟蹤的問題，以豬行為監測為例，目前最新研究進展能夠準確識別、跟蹤3頭豬8min時間[14]。而中國群養豬的單欄養殖密度一般都大于3頭/欄，仔豬單欄養殖密度則更高，在這種應用場景下，如何在大通量的視頻信息中識別跟蹤某一行為異常的個體是后續研究需要重點解決的問題。#p#分頁標題#e#

無線傳感器網絡技術

無線傳感器網絡是由部署在監測區域內眾多的微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個自組織無線網絡系統，可用于監測復雜多變的環境條件，如溫度、濕度、噪聲等級等，也可監測節點附著對象的運動特征，如速度、加速度、運動方向等[19]。無線傳感器網絡豐富的傳感器資源使其在畜牧信息監測應用中具有得天獨厚的優勢，無線通信方式不僅解決了養殖現場布線困難的問題，而且使得網絡節點可以穿戴在養殖動物軀體上，能夠滿足動物行為、體征等參數信息監測的連續性和實時性要求。適宜的養殖環境可以充分發揮養殖動物的生產潛力，增強動物抵抗力，減少疾病的發生，繼而提高畜牧業的生產效益[20]，同時，良好的環境也是動物福利的要求。畜牧生產中重點關注的養殖環境指標主要有溫濕度、光照強度及有害氣體濃度。利用無線傳感器監測養殖環境指標信息主要有以下3個挑戰：一是于節點監測范圍受限，單個節點監測結果不能客觀反映整個養殖舍環境信息；二是養殖舍內多種氣體傳感器存在交叉敏感的問題；三是實際生產中需經常沖洗圈舍，網絡節點不能布署于舍內較低的位置，這就帶來節點無法測得動物高度層的實際環境信息的不足。針對第一個問題，滕翠鳳等[21]提出采用自適應加權融合算法融合同類傳感器組的多源數據，利用D-S證據推理理論融合溫度濕度和光照度環境參數，提高了環境監測的精確度。針對第二個問題，俞守華等[22]利用小波變換提取氣體信號動態反應過程的局部特征，利用遺傳算法對小波系數特征值進行篩選，降低特征維數并簡化神經網絡結構，進而提高基于BP神經網絡的有害氣體定性測定準確率。對于第三個問題，可將養殖舍內環境看作一個場，研究養殖舍溫濕度場、氣體濃度場，挖掘出不同高度層的環境參數的關系模型，實際布署網絡時將節點布署于養殖舍頂部，根據頂部環境指標結合不同高度環境參數關系模型，得到養殖動物所處高度層的實際環境信息。無線傳感器網絡監測的環境參數可通過3G網絡[23]或其它無線通信方式由基站（或網關節點）發送到服務器端。對于采集到的環境參數目前主要有兩種處理方案：一種是當養殖環境監測值超過系統設定閾值時由服務器自動向管理人員或養殖人員報警[1]；第二種是由服務器自動控制養殖場環境調控設備，這種處理方案中控制算法設計是關鍵，目前主要采用的是模糊控制算法[22,24]。綜合運用養殖環境監測與反饋調節技術，可以設計完整的養殖舍環境監控系統[25]，為養殖動物創造良好的生存環境。

目前利用無線傳感器網絡監測的動物個體信息主要包括動物生理指標（體溫、心率等）信息及行為（休息、散步、快走等）信息兩類，其一般流程如圖3所示，流程中首先需要解決的問題是設計適合動物穿戴的高效、耐用的傳感器及相應的節點。心率和體溫是傳統意義上的動物生理健康狀況重要指標，Eigenberg等[26]分別針對牛和豬設計了體溫和呼吸頻率傳感器。Martinez等[27]與Warren等[28]設計了一種能安置在瘤胃上的藥丸式心電圖節點來自動測量牛的心率，但該節點存在射頻信號受動物脂肪組織影響而衰減嚴重的問題，Hoskins等[29]針對這一問題設計了一種電感鏈路用以將體內節點監測的數據發送到體外數據接收器。在行為監測方面，研究人員提出利用三軸加速度傳感器監測養殖動物運動過程中的三向加速度值并基于此對動物行為進行分類[30-34]。Brehme等[35]在已經投入實際應用的電子計步器基礎上擴展環境溫度傳感器、位置信息傳感器，設計了一款綜合記錄動物生理、行為信息的傳感器節點，并將該節點應用于奶牛周期監測。為了防止動物運動對傳感器節點帶來的破壞，需要將監測節點合理固定在動物軀體上，利用動物項圈在動物頸部固定節點是目前最常用的方法[36-38]，但對于有特殊監測目標的節點而言，應靈活調整固定位置。Watanabe等[39]將三軸加速度傳感器固定在牛的下顎部以監測其下顎運動特征，進而分析牛咬斷、咀嚼草料以及休息3種行為。Robert等[31]將三軸加速度傳感器固定于牛腳踝處以實現遠程監測牛行走、站立和躺臥等行為。Warren等[28]為監測牛心率參數將傳感器節點通過手術固定在牛瘤胃上。附屬于動物軀體的傳感器節點按設定時間間隔監測動物體溫、心率、肢體運動三軸加速度等參數，將監測數據無線發送到數據收集器（如基站或網關節點）的方法目前主要有兩類：第一類是節點將監測數據緩存于存儲器，當動物活動到數據接收器（一般置于動物飲水器或食槽上）附近時，將緩存的監測數據無線發送到數據接收器[31,40-41]；第二類是設計無線傳感器網絡數據路由協議，利用節點轉發監測數據到數據收集器，這些路由協議需重點解決節點移動帶來的網絡拓撲實時動態變化的問題[36]。

對于傳感器網絡監測到的動物生理指標參數信息，可設計養殖專家知識庫自動分析生理指標所蘊含的動物健康狀況，并針對健康異常個體發出報警。對于監測到的動物行為數據，需要研究相應的動物行為模型以實現行為自動分類，動物行為模型主要解決傳感器數據與行為類型之間的關聯問題。目前針對三軸加速度值的行為建模主要采用的數學方法有動態線性模型、爾曼濾波[32-34]、K-均值聚類算法[42]及支持向量機[43]。動物行為模型是分析動物運動能力特征的基礎，可為母豬、奶牛的初步鑒定提供判定依據[32,34,44]。目前已經投入實際使用的傳感器節點大多針對生產環境相對規范穩定的工業現場設計，但是畜牧業生產環境復雜，有些應用場合甚至具有高溫高濕的特點，而且在動物個體信息監測應用中，需要將節點固定在養殖動物軀體上，在動物躺臥甚至相互爭斗時都可能破壞傳感器節點。因此，畜牧業中應用的傳感器節點應該具備比工業生產現場更好的抗高溫抗高濕及抗損壞性能，然而畜牧業生產特點決定了其使用的傳感器節點不能代價高昂。高性能、高穩定性、低成本間的矛盾是無線傳感器網絡在畜牧業中應用需要重點解決的問題。

RFID技術

隨著物聯網技術的興起，RFID技術在畜牧業中得到廣泛應用[45-47]。RFID是一種非接觸式的自動識別技術[48]，具有數據儲存量大、可讀寫、環境適應性好等特點，可以實現多目標識別[49]。RFID產品成本低，在畜牧養殖中應用在經濟上具備可行性[50]。目前在動物行為監測研究領域一般將被動RFID標簽以耳標形式固定在動物體上，當動物出現在讀寫器磁場范圍內時，其耳標接受讀寫器射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量向讀寫器發送芯片中存儲的標識信息，讀寫器根據獲取的耳標號識別出位于其讀寫范圍內的動物個體。一個完整的RFID系統由電子標簽、讀寫器和天線三部分構成，電子標簽一般以耳標形式固定在動物耳朵上，讀寫器的位置需要根據不同的監測目標靈活設置。如Reiners等[51]為監測仔豬采食行為，將RFID讀寫器及天線安裝在仔豬喂料器上；鐘芳葵[52]為監測群養母豬的采食行為將RFID讀寫器安裝在母豬食槽上；Ostersen等[53]為了監測母豬與公豬的親近行為，將RFID讀寫器安裝在公豬欄上的接觸窗口上，記錄通過接觸窗口親近公豬的母豬耳標值、親近行為開始時間、結束時間，然后利用動態線形模型分析親近行為頻率和時長，實現母豬的自動鑒定。將電子耳標出現在讀寫器讀寫范圍內認定為一次行為發生的做法對于僅關注行為頻率的監測目標而言是可行的[51-52]，但對于動物個體采食量、飲水量的監測目標，則需要擴展秤重、流量監測等功能，才能實現動物行為信息的準確監測。Tu等[54]設計了一套由RFID模塊、電子地磅模塊及通信模塊構成的實時、遠程監測火雞采食行為的自動化系統，自動記錄采食火雞標簽號，采食前后體重變化情況，為選擇食物轉化效率高的優良品種提供參考，同時也為群養火雞個體行為分析提供了有力工具。RFID技術配合水流量計可以實現群養母豬個體飲水行為遠程監測的目標，改造母豬飲水點，確保一次只有一頭母豬接近飲水器。將RFID讀寫器安裝在飲水器上方，記錄飲水母豬個體耳標號，利用嵌入式系統技術處理水流量計輸出信號得到群養母豬個體的飲水頻率及飲水量信息，飲水行為的實時監測有利于及時發現飲水模式的突變，為母豬健康評判提供參考依據。#p#分頁標題#e#

智能監控范文第2篇

關鍵詞：ARM；ZigBee；web服務器

中圖分類號：TU855

由于社會、經濟水平的發展，人們所追求的生活是自動化、個性化、快節奏，并且生活方式充滿樂趣。所以，人們對家居品質有了很高的要求，要求居住環境安全化、舒適化，家居生活智能化、人性化[1]。目前我國在智能家居系統上有了一定的研究，并且一些科研機構和公司研發了相應的產品，這些產品通信方式大多分為：RS485、EIB、CEBUS等。雖然在不同的場合，智能家居系統有不同的應用，但是這些智能家居系統普遍存在一些問題：首先系統的通信方式是采用有線通信，這樣帶來的問題是布線比較繁瑣，設備的安裝調試復雜以及移動性比較差，造成的成本較高，其次很多系統對PC機的依賴性很強、系統的構架復雜、靈活性差。

綜合考慮到以上智能家居存在的缺點，因此在以后的智能家居的研發工程中無線網絡通信技術的運用是必然的趨勢，運用無線網絡主要優勢在于設備安裝的靈活性強，這樣可以節省綜合布線的成本以及安裝和維護上的精力。基于以上優點的考慮，本課題主要研究一款基于ARM11和Zigbee技術的智能家居系統，以Zigbee技術和傳感器技術作為前端數據采集，核心主控制器是ARM11（tiny6410）通過以太網實現數據遠程訪問。本設計是以linux為嵌入式開發環境，建立良好的人及交互界面，可以實現對家居環境、設備的遠程監控。

1 系統設計

1.1 系統總體設計結構

本系統是由ARM控制設計的智能家居系統，其系統總體設計系結構如圖1所示，用戶登錄到用戶管理系統可以通過遠程瀏覽器，其遠程訪問家庭內部的嵌入式主控制器是通過Intnet，嵌入式Web服務器會根據用戶的需求，利用Rs232串口向ZigBee家庭網絡的協調器（Coordinator）發送交互指令，家庭網絡節點以無線的方式接收控制信息和發送傳感器信息。

遠端的客戶瀏覽器：本系統在嵌入式主控制器上實現了數據庫和WEB服務器的功能，并且利用網頁設計和相應的CGI程序設計人機交互的界面，從而達到方便用戶管理和使用的目的。

嵌入式智能家居主控制器：嵌入式控制器是整個家居系統的最核心的部分，它是鏈接外部intemet和內部無線家庭網絡的一個橋梁，起著非常重要的作用。首先，嵌入式控制器要能提供web服務，但其前提是其要支持TCP/IP協議，由此就可以實現遠程訪問；其次是它要實現內部家庭網絡和外部Internet之間協議的轉換、路由等功能和地址轉換。

無線家庭網絡：此設計部分設計中，采用的是ZigBee技術。一個ZigBee節點由一個嵌入ZigBee模塊組成，則整個家庭無無線局域網可以由很多ZigBee節點組成的。嵌入式控制器接收來自遠端用戶發來的控制信息，經過嵌入式主控制器處理后，根據信息中要求的信息，通過協調器，將命令轉發給ZigBee網絡中相應的ZigBee節點，其將采集的數據發送給主控制器，主控制器繼續將數據發送遠程請求的用戶，這樣就實現對家庭內的信息監測和控制。[2]

1.2 系統主要傳感器接口電路設計

1.2.1 溫濕度采集節點接口電路

智能家居監控系統溫濕度采集采用AM2305數字式溫濕度傳感器。由于采用溫濕度傳感和數字模塊采集技術，具有精度高、性價比高、穩定性好、體積小等優點。其溫度測量范圍是-40～125℃，分辨率0.1℃，精度±0.2℃，濕度測量范圍是0～100RH%，分辨率0.1RH%，精度±2RH%，因此其可以滿足測量要求。由于傳感器傳輸數據采用單總線，只需要一根數據線外加電源線和接地線即可實現與控制器的通信。它的供電電壓為3.3～6V，上電后須延時1s以確保數據穩定，采樣周期最小為2s[2]。根據上述要求設計的AM2305接口電路如圖2所示：

1.2.2 煙霧、可燃氣體濃度采集節點接口電路

本設計針對不同可燃氣體現有的檢測方式及檢測特點，選擇ZYMQ-2型可燃氣體和煙霧濃度檢測傳感器作為檢測器。氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫（SnO2）。傳感器的電導率隨所處環境中可燃氣體濃度的增加而增大，如煙霧、液化氣、丙烷、丁烷、甲烷、氫氣、酒精等常見可燃氣體的監測裝置，均適用。采用簡單的電路將電導率轉換為與該相對應氣體的濃度信號。氣體傳感器ZYMQ-2信號調理電路原理圖如圖3所示。采用LM393芯片放大信號，輸出信號有兩路，其中AOUT輸出的是氣體的濃度轉化為0～5V模擬量電壓，DOUT低電平有效，輸出的是TTL電平，RP是滑動變阻器，用于是調節輸出的靈敏性。AOUT連接在CC2530的P0^0口上用于檢測氣體濃度的大小，用于向服務器提供采集的數據。DOUT連接CC2530的P1^4口，用于檢測房屋內是否有煙霧及可燃氣體等，發光管用于檢測氣體是否達到報警值，通過調節RP的值來調節報警閾值。

1.2.3 電子鎖控制接口電路

無線控制電子鎖的控制部分由CC2530MCU、存儲、電源、顯示、驅動、電磁鐵及機械鎖體等單元組成。通過無線接收加密控制信息實現電子鎖開關功能。完善的電源是電子鎖控制部分和執行部分都必不可少的。電子鎖的執行機構一般采用電磁鐵或微型電動機拖動鎖體。本設計中無線電子鎖設接口電路如圖4所示。

1.2.4 語音模塊

系統語音報警模塊采用WT588D集成語音芯片，模塊接口電路原理如圖5所示。用上位機軟件對WT588D語音模塊燒寫語音程序時，選擇三線串口控制模式。I/O口P0.3被定義為數據端口，P02為CS片選口，P01為CLK時鐘端口，單片機可通過三個I/O口對WT588D語音模塊進行控制。三線串口控制模式下，其它端口都沒有作用。P17端口為BUSY忙信號輸出端。WT588D模塊的VCC輸入端的電壓要保證在2.8V～3.5V，模塊VCC的電壓如果大于3.5V，有可能會導致模塊內部的存儲器燒壞。[3]

1.3 系統軟件設計

本系統軟件設計分為嵌入式控制器軟件設計和家庭無線網絡數據采集兩大部分。從總體看系統的軟件設計包括：嵌入式Linux系統的移植、嵌入式liunx系統串口編程、嵌入式WEB服務器boa的移植和相關程序的實現、傳感器驅動代碼的編寫、Zigbee網路的組建和傳感器數據的傳輸、視頻信息的采集等。系統軟件流程圖如圖6。

在進行主程序設計之前，首先必須Linux操作系統移植成功，Boa服務器移植成功。然后就是Zigbee網絡組網成功及各采集點數據采集成功、家電可控。最后就是USB視頻數據采集成功。

主控制器上電之后，程序的運行步驟如下：

（1）啟動Linux操作系統。在此過程中，要初始化各硬件，包括串口，USB視頻采集模塊；

（2）主控制器發送命令。主控制器向ZigBee協調器發送命令，ZigBee協調器向ZigBee終端采集節點發送命令，ZigBee終端采集節點執行相應的動作。

（3）主控制器，也是服務器等待客戶端發送請求。當有客戶端發送請求時，服務器判斷請求的類型，若是室內狀況查看請求，則向客戶端返回傳感器數據和門鎖的狀態及窗簾的狀態；若是遠程網絡視頻查看請求，則向客戶端返回室內監控視頻；若是家電控制請求，服務器繼續判斷控制家電的類型，然后將相應的家電控制到相應的狀態。最后服務器又要等待客戶端發送請求。

2 結論

本系統以Tiny6410開發板為主控制器，利用ZigBee無線通信技術，在此基礎上增加了溫濕度監控，窗簾控制，有害氣體檢測，USB視頻采集等硬件模塊，還為系統移植了linux操作系統，最后又在移植的Linux系統上開發了各硬件模塊的驅動程序和系統應用程序，成功實現了一個成本低、效率高、體積小、容易使用的嵌入式智能家居監控系統。

參考文獻

[1]楊杰.基于Zigbee和ARM9的智能家居系統的研究與設計[D].武漢：武漢理工大學，2010.

[2]王良，馬克軍.基于Zigbee技術糧倉環境監測系統的設計[J].信息通信，2012.

[3]彭建盛.基于CC1110單片機公交報站系統的設計與實現[J].電子設計工程，2010.

[4]侯立功.基于物聯網技術的智能家居系統構想[J].數字通信，2011.

[5]馬佳佳.“環境智能”前景下的家庭智能清潔服務設施設計[D].南京：南京藝術學院.2011.

[6]易璐，余偉偉論智能化設計理念在室內環境中的運用及體現[J].現代商貿工業.2011.

智能監控范文第3篇

關鍵詞：智能樓宇；安防系統；設計

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

隨著網絡技術的成熟和發展，網絡化、智能化樓宇的概念也逐步成為人們選擇辦公場所和衡量居住環境是否方便的一個重要因素。智能樓宇具有高效，節能，安全，便利的特點。作為一個涉及計算機技術，自動化技術，通訊技術，土建技術等很多技術環節的建筑工程，設計必須要統籌兼顧，才能有效的完成智能樓宇的建設，保證樓宇質量和居住體驗.

一.安防監控系統設計概述

樓宇視頻監控已經越來越普遍化了,但是如何對樓宇視頻監控的設計和標準規范，需要進行妥善的設計，監控設計中，視頻監控方案是比較合適的選擇，應保證設計系統具有良好的兼容性、靈活性和人性化的操作界面。

智能樓宇監控主要對于人員通道，門禁系統進行監控，對于監控點的設置，要保證監控范圍較大，效果較好，保證安防系統的全面覆蓋，不能出現遺漏，造成安全漏洞。同時，應設置主監控中心，采用智能網絡監控主機為該系統的中樞設備。在主監控中心定位的情況下，設計多個虛擬網絡分控點，在辦公大樓內部局域網涉及到的任一部門的計算機，就可通過該網絡與主監控中心相聯，經過主機端授權后，可隨意調看系統中任一畫面，實現分控的目的。這種方式建立的樓宇視頻監控系統，充分利用大樓內網絡的資源；充分發揮了網絡的優勢。利用網絡進行網絡監控的優勢不僅僅是實現分控的目的，其最大的優勢是為了將來大樓內監控點擴展，將所有分散監控點通過網絡建立虛擬的網絡總控中心，實現一點對多點，多點對一點，多點對多點。

在設計中，應根據大樓的現場實際情況，對樓宇視頻監控系統進行全面規劃，總體設計以高新技術為主，本著“力求保證系統先進、實用、安全、可靠、經濟、易擴展、易維護和高性價比”的原則，進行設計。

大樓一般是一個工作進出人員復雜、流動量大的工作場所，24小時全天候隨時都可能突發事件，特別是近年來各種大樓案件時有發生，如工作人員的人身財產安全、工作內部人員進行偷竊、甚至不法分子進入大樓重要地方進行偷竊財物或貴重物品等；大樓自身安全的突發性很難預測等特點。所以，針對大樓的特別工作區域（過道）安裝相應的安防系統是很有必要的，如對于重要區及財務室、會議室和重要過道和安全出口應裝上監控系統，如有隱情發生，第一時間作出第一反應；既有利于辦公大樓的規范化管理。同時，將工作人員工作過程錄像保存，有助于解決工作糾紛，分清責任。

二．智能樓宇安防監控系統的設計

樓宇安防監控系統是大樓建設的的重要組成部分，也是大樓安全、智能化管理的體現，對于監督工作人員的工作，提高工作人員辦公效率，保護辦公大樓人員的人身安全及大樓財產，具有重要意義。

智能樓宇監控系統設計方案應貫徹智能化、現代化、數字化與網絡化相結合的特點，集先進的數字監控與成熟穩定的網絡監控于一體，才能有效滿足樓宇對安防系統設計的需求。

1.安防系統的視頻監控設備，應保證視頻碼流幀間壓縮方式的穩定，保證能夠監控到高質量、全運動、全色彩的活動圖像，具備較高的圖像壓縮處理技術，每路每秒在25幀左右，圖像清晰，色彩逼真。

安防監控系統主機通過圖像采集卡把前端攝像機采集的模擬信號轉換成數字信號，進行壓縮，壓縮的數字信號進入硬盤錄像系統，存儲至硬盤中，作為資料保存。要查看錄像資料時，可根據時間、地點、攝像機編號的不同進行回放，因此，在設計過程中，視頻監控的文件保存應設置專門的硬盤，按照時間命名錄像文件名，并存放在以攝像機通道號為文件夾的目錄中，方便光盤刻錄來保存錄像文件。對于安防系統，應設置多重權限密碼，保證不被未授權的接入破壞，影響樓宇安全。設置較多的分控點，盡量減少監控點數量和地域的限制。

大樓是集辦公公共場所。人防、技防相結合，防范是重中之重首要任務。所以，必須建立一套行之有效的智能樓宇視頻監控系統來確保證整個大樓的安全。

在設計中，對于安防監控設備的安放位置，應注重位置的有效性和覆蓋面積。對于重要區域，如主要通道口，進行重點布控。根據使用要求不同，參照防護級別的規定，進行安全防范系統布防，同時為了夜間防盜，所有的攝像機均應使用高清晰度紅外彩色攝像機。

在設計中，應采取“總體規劃，分步實施，水平布線盡量到位”的設計原則，進行科學設計，精心組織設計方案，規范化設計管理。保證材料品質、保證設計和安裝工藝等方面有一套嚴格的管理體制，安排技術實力雄厚和工程經驗豐富的綜合布線專業人員記性設計指導。樓宇視頻監控系統所敷設的視頻線纜、電源線纜、控制線纜，應具有良好的抗干擾性和防護性，避免信號干擾。在設計線纜布線方式時選擇最容易布放線的路徑的同時也以最短的距離為原則，同時把視頻線纜與電源線纜用線卡綁好；采用隱蔽式布線是比較好的設計方案。在外面的線纜均用線槽隱蔽起來保護好；采用標準的綜合布線進行設計施工。

樓宇視頻監控系統的中心控制室一般設計在保衛處。中心監控室設備較多，且環境要求較高，應保持室內的整潔，敷設在中心控制室的視頻線纜和電源線纜如果沒有合理的規劃，勢必給將來的系統安全和維護帶來一定的麻煩。所以一般采用橋架把所有電纜統一防護，即不影響室內的美觀，又確保系統安全。為了確保監控系統正常穩定工作，系統供電應采用配電箱集中供電方式，主干采用AC 220V 供電，在攝像機前端采用變壓器供電。中心控制室內必須光線充足，其照度應不小于300LUX；控制室的其他設備和金屬外殼必須做好等電位連接，以確保控制室內的人身和設備安全。

2.門禁系統的設計。在安防系統設計中，門禁系統的作用是對于門區通行人員權限的控制，能夠有效保證樓宇安全，避免危險人員的進入，造成經濟損失。

在設計中，保證門禁系統與監控系統的聯動，在監控發現異常情況時，能夠及時處理門禁權限，保證出現意外時門禁的開放通行或者完全鎖閉。

智能門禁系統由系統軟件，門禁控制器，讀卡器和電鎖等周邊設備等幾部分組成。門禁控制器是智能門禁系統的核心設備，智能門禁控制器分為一體單門控制器、分體單門控制器、兩門控制器和四門控制器等幾種。讀卡器是門禁系統的前端采集設備，針對卡片讀卡頻率的不同，有ID卡讀卡器和IC卡讀卡器等。電鎖是門禁系統的執行機構，門禁系統可以應支持持磁力鎖、電控鎖、電插鎖、陰極鎖扣等各種電子鎖具，同時可以控制自動伸縮門等電動門。

結束語

安防監控系統作為智能樓宇的安全屏障，是現代智能建筑安全防范系統中不可或缺的組成部分。而隨著科技的進步，安防監控系統在不同類型建筑中的應用也各不相同，針對各個智能樓宇的特性，集成聯動設計安防監控，將成為一種發展趨勢。

參考文獻

[1]李蘇.視頻傳輸技術在智能樓宇視頻監控中的應用[j].中國安防.2008（12）

[2]王利芬.樓宇監控大聯網時代[j].領航.2010（6）

智能監控范文第4篇

摘 要：以PLC和51單片機為核心處理器的這款防盜卷簾門，相比以往市面上的卷簾門，這款卷簾門具有更多的優點，當盜竊者通過不正當手段撬門時會使磁性開關分開，同時攝像頭開始拍照、錄音開始播放，并發短信給主人提示家里有外人進入，為家庭提供更高的安全保障。當門正在下落時如果有人在門下，門也會停止，防止人受傷。同時卷簾門也有室內、室外燈自動開啟等其他功能。

關鍵詞：核心處理器 防盜卷簾門 總體框圖 串口攝像頭

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0012-03

現如今，臨街的商鋪或住戶基本都用上了卷簾門。卷簾門產品選材嚴格、產品堅固耐用、美觀新穎，具有安全可靠、性能穩定、操作方便、開閉靈活等主要優點。

而國內外對于卷簾門的防盜也大多只體現在制作卷簾門的材質上，一般沒有安裝配套防盜報警系統，小偷的猖獗令人防不勝防。因此，筆者設計的卷簾門具有較好的防盜監控功能，適合商鋪和住戶使用。

1 卷簾門總體設計

智能自啟錄音監控卷簾門使用PLC和基于51的GSM模塊作為主控制器，結合無線遙控、傳感器、攝像頭等設備設計的智能卷簾門。

其主要功能是：當主人回家時，使用無線遙控開關打開卷簾門，通過一些必要的傳感器具有防夾人功能，使人們的生活更安全。當控制門打開時車庫照明也可以設置一定的亮度打開或關閉。例如，在晚上或天時的卷簾門的外燈將點亮，否則燈不亮。同時包含定時功能，外燈在門放下后5 s關閉，鵲15 s后關閉。

若有小偷強行將門抬起，事先錄好的音將播放，讓小偷誤以為有人在家，同時報警系統被報警中斷被觸發，攝像頭拍照，并將照片發給SIM卡中所綁定的報警號碼，然后向報警號碼發送短信“報警中斷已觸發”。

若主人想知道家中情況，用手機撥打報警系統GPRS模塊，響鈴后自動掛斷，拍照后，會將照片發給該號碼手機。

卷簾門還設計了手動控制功能，在房內可以通過開關控制卷簾門卷起、放下或停止、內外燈的開啟和關閉。

2 卷簾門硬件設計

硬件的選擇對整個防盜卷簾門具有重要意義，要考慮其是否滿足所需功能，也要從經濟方面考慮，該防盜卷簾門核心處理器為三菱FX系列PLC和基于51的GPRS模塊，其他包括直流電機、無線遙控開關、光電開關、磁性開關、照明燈、電源、蜂鳴器、攝像頭、光敏模塊等。此防盜卷簾門硬件整體框架如圖1所示。

2.1 核心處理器的選擇

核心處理器的選擇至關重要，這關系著系統是否能夠按照預期目標穩定運行。在選擇核心處理器時，不僅要考慮控制器的性能，還要從經濟的角度出發。再考慮到此防盜卷簾門為12輸入，5輸出，所以結合以上因素，選擇三菱FX1N系列，具體型號為FX1N 30MR。PLC結合了許多當前較為先進的技術，它通過引用這些技術并且以結合傳統的順序控制器為基礎，從而取代了繼電器、執行邏輯、計時、技術等順序控制功能。PLC通過建立靈活的控制系統，每種類型的生產過程都用模擬或數字輸出/輸入控制技術來實現。

2.2 直流電機的選擇

在此防盜卷簾門中使用了電機的設計，電機作用是拉動卷簾門，在這個過程中我們不需要旋轉電動機太快，但其轉矩應該足夠大，考慮到電機噪聲盡可能小。不僅要考慮電機是否滿足所需的功能，還要從經濟角度考慮，所以選擇了信達電機XD-37GB520。

2.3 光電開關的選擇

光電開關的作用是當卷簾門正在下降時，有人出現在卷簾門下面時，卷簾門會停下，以免對人造成傷害，此光電開關為對射型光電開關，由投光器和受光器組成，當投光器投射出的光線被物體擋住時，受光器無法接受到信號，則此時開關斷開，下降的門會停止。型號為E3F-5DN1（PNP型），對射型。

2.4 磁性開關的選擇

磁性開關的作用是當盜竊者通過非法行動撬門使磁性開關分開，這時錄好的音頻和攝像頭便會啟動，音頻會播放、攝像頭會拍照。為滿足以上功能選擇了弱電（常閉型），具體型號為Nyton NT-2551/B。

2.5 光敏繼電器模塊的選擇

光敏繼電器模塊的主要作用是當主人回家準備開門時，如果外面特別黑的話光敏繼電器便會開，使外面的燈亮起來。光敏繼電器的原理是由于內部有一個光敏電阻，當光的強度變化時其電阻也會變化，從而引起電路電流的變化，接著引起光敏繼電器兩端的電壓的變化，會觸發光敏繼電器模塊的開與關，為滿足以上功能，所以選擇了LCRM01型1路光敏繼電器模塊。

2.6 GSM模塊

GSM模塊以51單片機微處理器為核心（型號： STC12LE5A60S2），內嵌TCP/IP協議和彩信協議，支持數據透明傳輸，可方便的發送圖片彩信。實現彩信報警，遠程控制等功能。

STC12LE5A60S2單片機是STC生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是低功耗，高速，超強抗干擾的新一代 8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250 k/s，即25萬次/s），針對電機控制等強干擾場合，非常合適。

磁性接近開關接入中斷輸入，當磁性開關分開時，中斷端口被短接，系統會自動拍照，并通過彩信將照片發給那些已經綁定的號碼，然后向這些綁定的號碼發送短信提醒：報警中斷已觸發；另外，即使中斷口沒有短接觸發，綁定的號碼隨時可以撥打GSM模塊上的號碼，收到來電后，自動掛斷，然后拍照，并用彩信的方式回傳現場照片。

3 卷簾門軟件編程

硬件設施的完成還需要控制程序才能開啟，見圖2。

此防盜卷簾門程序運行邏輯為：當自己家里人通過無線遙控器進行開門時，為防止盜賊入室搶劫的錄音不會開啟，電機正轉，門開啟，同時室內的燈自啟，若室外為黑暗狀態室外燈也會亮起，當門上升到一定程度上限位開關會使門停止上升，通^無線遙控器關門時，如果門下有人或物體門會停止下降，沒有人或物體則門正常下落，當門下落到合適位置下限位開關會使門停止下落，當下限位開關拉緊（門閉合）大于15s時室內外燈關閉。如果不是自己家人通過無線遙控進行開門而是盜竊者通過非法手段進行撬門時，此時磁性開關會分開，同時錄音會播放、攝像頭進行拍照、GSM模塊會發送短信提示主人家里有外人進入。以上為以核心控制器為主導的自動運行的程序，此防盜卷簾門還設計了手動開啟、關閉卷簾門以及手動開啟、關閉室內外燈的功能。

下面是PLC程序設計部分代碼，見圖3。

下面是C語言程序設計部分代碼

uchar sendMMS（uchar *name）

{

led_on（）；

memset（gprs_buf， 0，

sizeof（gprs_buf））；

strcpy（gprs_buf，"AT^MMSSEND="）；

strcat（gprs_buf，name）；

strcat（gprs_buf，"＼r＼n"）；

……

}

4 結語

在制作智能自啟錄音監控卷簾門的過程中，明確了以防盜為根本目的，以PLC為實現核心，設計的在盜入者潛入時播放準備好的錄音，造成有人在家的假象，并通過51控制的攝像頭讓主人了解動向。此外，以考慮住戶出入方便為基準，增加了光控燈的環節。針對現階段盜竊事件頻發，防盜卷簾門可廣泛應用于獨棟別墅，一樓商鋪、住房等。

參考文獻

[1] 朱瑜紅.基于STC單片機的溫室定時自動卷簾控制器設計與實現[J].江蘇農業科學，2015，43（12）：485-487.

智能監控范文第5篇

1方案研究

1.1地鐵低壓系統構成

1.1.1用電負荷等級劃分。一級負荷：應急照明、變電所自用電、火災自動報警系統設備、消防系統設備、消防電梯、地下站廳站臺公共區照明、地下區間照明、地下出入口照明、防排煙系統風機及電動閥門、通信系統設備、信號系統設備、電力監控系統設備、設備監控系統設備、自動售檢票系統設備、兼作疏散用的自動扶梯、防護門、防淹門、排雨泵、消防泵、車站廢水泵、區間主排水泵等。二級負荷：地面廳照明、車站房屋區照明、非事故通風機及風閥、污水泵、出入口排水泵、非疏散用的自動扶梯、車輛段內與車輛運行直接有關的設備、重要的試驗設備、生產及維修設備、組合車庫的照明、列檢停車庫的照明、排水泵、綜合維修基地復示系統、雨水泵等。三級負荷：風冷機組、冷凍水泵、空調設備、廣告照明、電熱設備和清掃機械等一、二級負荷以外的負荷。

1.1.2系統構成。地鐵低壓系統一般由降壓變電所和環控電控室組成。降壓變電所由地鐵中壓環網接引兩路相互獨立的電源，設置兩臺變壓器為車站以及相鄰區間供電。環控電控室主要負責地鐵環控通風系統的配電與控制，環控電控室電源由降壓變電所接引，詳見圖1所示。

1.2監控系統各回路監控需求低壓智能監控系統主要實現變電所進線、母聯、三級負荷總開關間的互鎖；對進線、母聯和三級負荷總開關運行狀態進行監測、采集上述開關的運行數據并上傳這些數據，以實現遙控、遙測、遙信功能。對其他饋出開關狀態、脫扣狀態和回路電流等數據進行采集并上傳。各回路監控需求如下：

1.2.1進線、母線分段。（1）遙信：斷路器分/合閘狀態、工作位、測試位、斷路器故障報警、保護跳閘報警、欠壓狀態、儲能狀態、當地/遠方狀態、自投投入/撤出狀態；（2）遙控：斷路器分/合閘控制、開關位置（工作位、抽出位）母聯自投功能的開關控制、斷路器復位控制；（3）遙測：進線包括有功電度、無功電度、有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數、頻率及諧波等；母聯包括三相電壓、三相電流。

1.2.2三級負荷總開關。（1）遙信：斷路器分/合閘狀態、工作位、測試位、斷路器故障報警、保護跳閘報警、儲能狀態、當地/遠方狀態；（2）遙控：斷路器分/合閘控制；（3）遙測：三相電壓、三相電流。

1.2.3變電所內其他回路。（1）遙信：斷路器分/合閘狀態、保護跳閘報警；（2）遙控：無；（3）遙測：照明回路三相電流及電度、其他回路單相電流。

1.2.4電容回路。（1）遙信：開關分/合狀態；（2）遙控：無；（3）遙測：三相電流、三相電壓以及功率因數。

1.3系統管理方案為了優化資源配置，避免重復投資，便于統一調度和管理，低壓智能配電系統不單獨組網和設置控制中心，在車站級納入地鐵綜合監控系統，由綜合監控系統統一管理。地鐵綜合監控系統采用兩級管理（控制中心和車站級）、三級控制（控制中心控制、車站級控制和就地控制）的方式，安全可靠，具有很強的網絡傳輸和數據處理能力，詳見圖2：

1.4監控方案比選

1.4.1集中控制方案。集中對智能控制元件進行配置，采取由控制線進行連接，并將模擬儀表和變送器設在低壓柜單元中。

1.4.2分層分布控制方案。控制系統分為工作站和現場智能模塊兩層設置，采用現場工業總線進行通信。現場智能模塊內置微處理器，是集信息采集、顯示、處理、通信和優化控制為一體的嵌入式智能裝置，分散設于低壓柜和環控電控柜單元內，見圖3：

1.4.3方案比選。兩種方案比選詳見表1。從表中可以看出，相比集中控制方式，分層分布控制方案具有可靠性高、抗干擾能力強、結構簡易、維護性簡單、擴展性好等優點，因此分層分布式控制方案比集中控制方式更適合應用于地鐵降壓所低壓智能監控系統。

1.5方案設置低壓智能監控采用分層分布系統，通常由車站級工作站、現場智能模塊以及現場工作總線這三部分組成，為確保安全性達到相關要求，低壓智能監控采用分層分布系統采用冗余配置，并使用5類雙絞屏蔽線進行傳輸。車站級工作站負責對地鐵車站及相鄰各半個區間內低壓系統實行智能監控和日常管理，而在降壓所低壓室，使用了兩臺相互冗余配置的控制器，從而在一臺控制器發生故障問題的情況下，也不會造成系統癱瘓并依然處于正常工作狀態。車站級工作站內設有一個觸摸屏，用于現場層面的人機對話，觸摸屏具有良好的人機界面，能夠形象地顯示各種配電設備的信息。現場智能模塊設于低壓配電柜和環控電控柜單元內，負責對降壓所低壓系統進行遙控、遙測，并在環控電控室內對環控設備進行監控。采取使用現場冗余總線達到相互連接的目的，并在電控室和環控設備之間進行有效通訊，遇到單點故障問題時，不會破壞數據的正常傳輸，保障在總線上的傳輸能力。冗余控制器通過網絡交換機和通信協議轉換接口與車站級綜合監控系統相連，接收控制指令和上傳各種現場數據，見圖4：

2結語