[发明专利]基于嵌入式的视频监控系统

权利要求书

1.一种基于嵌入式系统的视频监控系统，主要包括上位机、视频图像监控子系统和入侵监测网络子系统，其特征在于上位机通过串口连接入侵监测网络子系统并通过RS-485控制总线连接视频图像监控子系统，视频图像监控子系统包括视频采集卡以及监控球机，视频采集卡通过PCI接口与上位机连接，并通过视频线直接连接监控球机；上位机通过RS-485控制总线与监控球机连接并控制球机的转动；入侵监测网络子系统由协调器、监测节点以及移动节点组成，协调器与上位机相连接，监测节点与协调器之间采用无线通信方式；移动节点分配给进入监测区域的被授权进入监控区域的工作人员即合法人员，通过无线的方式发送身份认证信息给监测节点完成身份认证；协调器包括微处理器、射频通信模块、电源，其中微处理器连接射频通信模块实现数据的传输，电源分别连接微处理器和射频通信模块为其供电；监测节点包括微处理器、射频通信模块、红外热释电探测模块和电源，其中微处理器分别连接射频通信模块和红外热释电探测模块，电源分别和微处理器、射频通信模块以及红外热释电探测模块连接并对其进行供电；移动节点包括微处理器、射频通信模块和电源，微处理器连接射频通信模块，电源分别连接微处理器和射频通信模块为其供电，监测节点有序的分布在监测地区，监测区域内的局部一定数目的监测节点与其所属协调器组成一个星形网络，由多个星形网络组成入侵监测网络子系统。

2.如权利要求1所述的基于嵌入式的视频监控系统，其特征在于所述的视频图像监控子系统中的视频采集卡采用中维世纪JVS-C890Q四路视频采集卡；所述的监控球机采用立方模拟高速球机。

3.如权利要求1所述的基于嵌入式的视频监控系统，其特征在于所述的入侵监测网络子系统中协调器、监测节点和移动节点中的射频通信模块为CC1120射频模块。

4.如权利要求1所述的基于嵌入式的视频监控系统，其特征在于所述的入侵监测网络子系统中监测节点监测用的热释电红外模块为RE200B热释电红外模块。

5.一种如权利要求1所述的基于嵌入式的视频监控系统的工作方法，上位机对整个系统进行配置和调度，上位机控制完成视频图像监控网络子系统及入侵监测网络子系统的初始化，并根据入侵监测网络子系统的监测信息控制视频图像监控网络子系统的监控球机完成对入侵对象的跟踪监测，该工作方法大致分为两个阶段：系统初始化阶段、正常监测阶段，其中初始化阶段的工作方法步骤如下：

a.上位机控制入侵监测网络子系统完成初始化；系统上电初始化，入侵监测网络子系统中协调器及其所辖监测节点位置信息都保存在上位机中，初始化时根据监测区域边界以及上位机中存储的监测节点坐标信息以平面地图的方式绘制出监测区域内监测节点分布图，上位机通过串口向协调器发送组网命令，协调器与其所属监测节点联系，经过调整功率等阶段完成组网；组网完成后，协调器和监测节点处于接收状态，其中监测节点监测到入侵对象主动发送报警消息告知协调器；

b.上位机控制视频图像监控网络子系统的初始化：通过上位机实现视频采集卡的初始化，初始化SDK以及各通道，完成各通道视频显示，同时通过上位机将各监测节点的位置作为预置点初始化到监控球机中以便上位机控制监控球机完成对入侵对象的跟踪监测；

正常监测阶段的工作方法，步骤如下：

ⅰ.视频图像监控网络子系统正常监测阶段监控球机根据预先设置的转速转动，完成对周边监控区域的监控，监控视频在上位机中实时显示；同时监控球机随时接收来自上位机的命令完成对非法入侵对象的追踪；

ⅱ.入侵监测网络子系统在正常监测阶段，协调器一直处于接收状态，监测节点处于接收状态并轮询监测节点中热释电红外模块查看是否有入侵对象，监测到入侵对象时对其进行身份验证，监测节点主要完成入侵对象的监测和身份验证两部分功能；入侵对象分为两类：合法入侵对象、非法入侵对象；当我们的工作人员作为合法入侵对象进入监控区域，我们会分配给工作人员一个移动节点作为合法身份的标识，该移动节点主要包括微处理器、射频模块和电源模块，移动节点进入监控区域会不停发送身份验证信息，当监测节点监测到入侵对象时，会对入侵对象进行身份认证，带有移动节点的合法对象通过移动节点不停的向监测节点发送认证消息，监测节点接收到该认证消息则认为进入监控区域的对象为合法对象，一定时间收不到认证消息或收到非法消息则认为对象非法，监测节点通过无线射频模块将此非法入侵对象报警信息发送给协调器，协调器再将此信息上传到上位机，在上位机上完成入侵对象位置的实时显示，并发送命令控制视频图像监控系统中监控球机转动到非法入侵对象处跟踪监测，正常监测阶段入侵监测网络各节点的具体工作方法，步骤如下：

(1)协调器节点一直处于接收状态，监测节点监测到非法入侵对象会发送报警消息给协调器节点，协调器节点收到报警信息后会回复确认信号给监测节点并将报警信息上传到上位机，报警信息中包含有具体监测到入侵对象的监测节点的编号，上位机通过查询保存有监测节点信息数据库得到具体监测节点位置信息并在电子地图上以闪烁的方式标出报警监测节点，通过查询监测节点信息数据库可得到监测节点对应的监控球机的某个预置位，上位机通过485总线向监控球机发送调用预置位指令控制球机快速转动到监测到非法入侵对象的监测节点处；

(2)监测节点处于接收状态并轮询热释电红外模块判断是否有入侵对象，当监测到有入侵对象时等待一段定时器时间，判断是否收到移动节点发送的身份验证信息，若收到身份验证信息则入侵对象合法不发送报警信息；若未收到身份验证信息或收到包含非法ID的身份验证信息则认为入侵对象非法并发送报警信息给协调器节点，同时等待协调器节点的确认信号，若未收到协调器节点的确认信号则认为协调器节点未收到报警信息，该监测节点可能与其它发送报警信息的监测节点产生冲突，监测节点自动延时一定时间后再次发送报警信息直到收到协调器发送的确认信号为止，这里规定一组合法的ID，移动节点发送的身份验证信息中包含合法ID，监测节点据此判断入侵对象的合法性；

(3)移动节点进入监测网络区域内，通过广播地址一直发送包含合法ID的身份认证信息，与监测节点进行身份验证。