**安防監控系統
實驗目的
1） 了解智慧型家居安防監控系統的構成和功能。
2） 了解智慧型家居遠端**監控方法。
3） 熟悉一些影象分析方法，並通過使用vs2010和opencv學習幾種用於影象處理的演算法。
實驗內容
1） 通過網路攝像機對家庭進行遠端實時監控。
2） 配置visual studio和opencv，使其滿足影象處理的軟體環境。
3） 編寫c語言程式，運用幾種演算法對影象進行分析處理。
實驗所用儀表及裝置
1） 硬體：pc一台、easyn的f系列網路攝像機、家庭閘道器、家庭網路伺服器。
2） 軟體：microsoft visual studio 2010、opencv2.3.1。
實驗原理
一、 安防監控系統概述
1． 安防系統三個基本要素
（1） 探測
能及時地發現防範區域內的各種異常現象。安防系統探測的物件主要是人或人的行為。
（2） 環境變數
安防系統要能對探測的結果做出評價（判斷其真偽），要控制事件發生的過程，了解事件處置的
（3） 周界管理和出入控制
安防系統要有明確的防範區域，即週（邊）界。通過各種物理的、技術（電子）的手段，組成乙個封閉的周界，並通過與周界的出入口，對人、物的出入進行管理和控制。安防系統應保證合法出入防範區域的人或物的通暢，有效地發現和阻止非法的出入。
2． 安防監控系統的功能
對於智慧型家居安防監控系來說，能夠實現防盜報警、消防報警、氣體洩漏報警和緊急求助報警等功能。這些功能主要是靠安裝在住宅周界和住宅內部各處的探測感測器將訊號進行採集。由智慧型家居控制器進行智慧型判別，如果發現異常情況，則發出聲光報警，同時將報警訊號通過網路傳送到主人的移動終端。
（1） 家庭防盜報警功能
通過**攝像頭檢測家中是否被盜，定時地傳送相應的影象給**控制器，由**控制器分析影象並監測是否有人闖入，主人和小區警衛可通過安裝在住戶室內的報警控制器在小區管理中心得到訊號從而快速接警處理。
（2） 確保安全的生活空間
多層次監控系統確保安全的生活空間。家庭網路將監視觸角延伸至家庭的每乙個角落，智慧型安防實行安全防範系統自動化監控管理，提公升家庭的安全保障。
（3） 遠端監控
系統將攝像機連線至**控制系統，並進行遠端控制，可隨時通過計算機、手機遠端檢視各監控區域情況。
（4） 及時了解家中的情況
監控裝置可通過網路技術進行遠端實時監視，遠端錄影查詢回放及雲台控制。利用先進的3g技術，在外用手機就可以檢視家中實時畫面，了解家中情況。使用者可以在離開家的時候依然照顧和看護家裡需要照顧的人。
（5） 錄影回查
按時間或事件檢索案件發生現場的錄影，進行嫌疑**資訊收集，搜尋嫌疑人、嫌疑車輛等線索。對應系統功能需求：輸出**前端儲存和後端備份儲存；基於事件的**儲存；錄影檔案檢索和回放等。
（6） **智慧型分析和快速預警
對實時**影象進行智慧型分析，及時發現可疑事件，並向家庭主人發出預警，同時切換出警情的影象進行自動跟蹤。
3． 智慧型家居網路**監控系統的結構和功能
基於安防系統的三要素和我們要實現的功能，智慧型家居網路**監控系統主要由前端**採集單元（pu）、傳輸網路（tu）、中心服務平台（csp）和客戶端單元（cu）四部分組成。系統在前端進行**採集，經過壓縮與優化演算法等處理，通過網路傳輸進入中心服務平台，中心服務平台包含前端**接入、**分析與報警、平台管理、客戶端接入等模組。客戶端通過校園網或ip寬頻、3g等網路獲取智慧型**監控資訊、進行預置等。
1） 前端**採集單元（pu），由攝像機、採集卡、資料壓縮卡、雲台控制機及其他外部裝置組成，獲取**的原始資料，並進行初步的資料壓縮。
2） 傳輸網路（tu），採用無線和有線的方式都可以實行。有線方式是網際網路絡平台，可支援各種網際網路接入技術，如adsl、乙太網、專線等，充分利用網際網路的經濟、方便的特性。無線方式是通過中國移動、中國聯通、中國電信等平台實施，網路覆蓋率高。
3） 中心服務平台（csp），為認證、管理、運營、儲存平台，支援多使用者、多範圍、多應用、多分布的整體監控，是聯絡各模組和客戶端的樞紐。在智慧型家居中，中心服務平台的功能主要由家庭伺服器完成。平台被分為七個功能區：
（1）**接入與分析模組。實現前端和平台間信令的互動，獲取前端**資料接入，分析與處理**資料，並實現**請求、接收、分發。**分析包括運動目標檢測、目標區域提取、目標識別等過程。
（2）預報警及聯動發動模組。對**的實時監控中觸發預設閾值或產生異常產生報警訊號，並按報警級別發動聯動措施，它是智慧型**監控系統不可缺少的部分。
（3）多**資料庫。
（4）使用者認證。
（5）平台管理模組。用來實現對平台整理裝置的管理，實現網管功能。
（6）客戶端接入模組。為使用者提供介面接入介面、實現客戶端與平台間信令及資訊的互動。操作控制模組來處理系統的各種控制信令，對客戶端信令進行響應。
（7）排程模組。用來控制交換層裝置、**流資料的流向和計費資訊處理等。
4） 客戶端單元（cu），使用者與中心服務平台互動的平台，獲取遠端監控實時**資訊、**檢索、控制攝像頭和預置預報警閾值及**告警資訊。客戶端支援多種形式的監控終端，使用者可以通過手機、pda、膝上型電腦等移動裝置，在網路的任何乙個接入點接入，在通過使用者認證後可以對現場監控，只要通過ie瀏覽器或客戶端軟體，就可控制遠端裝置，如控制攝像機的角度、鏡頭焦距等，並可接收報警資訊。以智慧型手機為終端的客戶端，基於3g或wi-fi；以手機廠商提供的開發軟體為平台，能實現使用者任何時間、任何地點的**監控；以pc為終端的客戶端。
基於多**技術，利用pc強大的處理能力，提供高質量的****、智慧型識別等操作。其主要包含三個模組：
（1）分析設定模組。分析設定模組是根據不同現場環境中的攝像頭以其發揮的不同功能分別進行分析設定。首先是攝像頭的定標，然後是告警預置。
最後是目標行為分析引數設定。最終形成引數配置檔案儲存於中心伺服器。
（2）監控計畫模組。對不同地段不同時間的同乙個攝像頭獲取的**可以實施多種**監控方案。在場景監控條件發生改變或者監控目標需要臨時調整時，可以設定各種監控計畫，其包括一次性的、週期的、某一時間段的或缺省計畫等多種監控選擇方案。
（3）實時****模組。在客戶端實現**流的實時**是一組過濾器和相關的應用程式來實現的，需要對從中心伺服器以rtp**過的**壓縮包進行還原，以一定**壓縮標準解碼器進行解碼，最後形成**的實時**。
4． **監控系統工作流程
系統以全數字網路**監控技術為基礎，利用網路資源優勢，計算機軟體技術、數字**分析與處理等技術，完成分布式遠端集中監控，實現資源共享、分級使用、許可權管理、主動識別與跟蹤、物件行為分析、聯動預報警等系統。流程：
1）cu通過客戶端接入模組向平台管理模組請求訪問某前端**採集單元實時**。
2）業務管理模組判斷該user是否有訪問許可權、業務型別及設定了異地訪問，另需判斷pu是否本域。
3）若pu在異域，將請求傳送給pu所在域csp。
4）pu所在域csp通過接入及**分析模組、pu、vtdu建立互動，形成**訪問路由。並產生乙個喚回號。
5）若路由終點為pu，向pu傳送call id。
6）向路由上各vtdu傳送**訪問位址、call id。
7）pu所在域csp將確定的訪問位址和call id返回給cu所在域csp。
8）cu所在域csp通過與vtdu互動確定本域內**訪問路由。
9）向路由上各vtdu傳送**訪問位址、call id。
10）向cu返回**訪問位址、call id。
11）各段分別請求建立**通道。
12）各被請求裝置驗證call id符合後，各段分別完成**通道建立，形成一條**傳輸通道。
13）通道建立後，接入**分析模組實時接收pu端**資料，**分析模組實時與多**資料庫互動、鑑別是否有異常發生，如有，按照一定的演算法分析識別**物件，並分析物件行為，達到平台管理模組預置的警戒閾值時啟動報警服務，然後通過客戶端告知cu。
二、 硬體設計與實現
智慧型家居平台上**安防的主要控制項為easyn的f系列網路攝像機，用於ip網路基礎上的遠端**影象傳輸。其採用mjpeg硬體壓縮技術，可以在lan/wan上以30f/s傳輸高質量（vga或cif）的實時**影象。並且內建有web伺服器，支援ie瀏覽，可通過網路進行遠端配置、啟動或韌體公升級，裝置管理和維護非常方便。
1. 裝置的效能和功能
1） 採用高效能、功能強大的**處理器32bit rsic。
2） 高畫質晰度***s感光晶元，每秒可達實時25幀。
3） 採用優化motion-jpeg**壓縮演算法，窄帶上實現高畫質影象傳輸。
4） 最多支援5個使用者同時瀏覽，使用**伺服器功能則無人數限制。
5） 內建web server，方便使用者使用標準的瀏覽器實現對現場的實時監控以及設定管理。
6） 支援wi-fi。
7） 支援遠端系統公升級。
8） 支援動態網域名稱解析，支援區域網和網際網路（撥號上網、路由器上網等）。
9） 支援單、雙向語音對講。
10） 移動偵測報警功能，可以設定報警時間段。
11） 內建看門狗、異常自動恢復功能。網路中斷後可自動連線。
12） 動態報警功能，可以設定報警時間段。
13） 傳送郵件、ftp**、外部輸出。
14） 支援手機訪問。
15） 支援預置位，並支援報警時呼叫預置位。
2. 裝置的介面
供電燈、網路燈、天線、乙太網埠、i/o介面、電源輸入口。
3. 裝置的規格和硬體參數列
三、 軟體設計與實現
計算機視覺檢測是建立在計算機視覺研究基礎上的一門新興檢測技術，與計算機視覺研究的視覺模式識別、視覺理解等內容稍有不同，計算機視覺檢測更側重於獲取被檢測物件的精確引數，或者根據給出的引數提取出滿足條件的目標。
計算機視覺檢測過程主要有三個步驟：視覺影像的獲取、視覺資料的處理、目標檢測及結果輸出。視覺影像的獲取階段完成檢測物件的數字影象生成。不同的檢測物件有時需採用不同的成像感測器。
智慧型**監控系統就是基於計算機視覺檢測技術的乙個應用。其中，運動目標檢測技術和目標識別與跟蹤演算法為該系統的核心技術。在實現目標檢測前，首先要學習一些影象分析方法，例如幀差法、人臉檢測、canny邊緣檢測和運動目標檢測。
軟體開發平台
（1） vs2010
（2） opencv
四、 影象理演算法（見實驗分析）
五、 實驗過程
1. 安裝vs2010和opencv
2. 配置vs2010和opencv
設定vs2010，配置c++環境
進入頁面
配置opencv 2.3.1：
首先需要進行環境變數配置，在環境變數名path中加入opencv對應路徑。
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