基于云平台的入侵检测系统设计
发布时间：2021-09-07 11:34
基于图像处理的视觉监控和被动式红外信号探测是入侵检测领域常用的手段,单纯的红外信号探测系统存在误报率较高和无法取证等不足,而纯视频监控系统对处于遮挡、图像监控死角处的运动目标适应性不强,且多点同时产生的监控数据在传输和存储过程中存在网络带宽和存储空间占用过高、数据处理量大等问题。针对上述问题,本文开发了基于云平台的入侵检测系统,融合图像视觉监控和被动式红外探测两种手段,构建了图像视觉传感网络和红外探测器预警网络。论文采用云服务器实现了入侵图像及红外探测器监控数据的上传、处理,以及报警信息的存储和下发,并基于安卓平台开发了移动端监控报警软件。论文进行了以下工作:1.红外探测器预警网络:开发了红外探测器模块,构建了ZigBee红外探测器网络,实现对人体目标的探测。开发的报警主机将多个节点采集的红外报警数据进行初步过滤后上传至云服务器。2.图像视觉传感网络:搭建了入侵图像采集网络,在接收到预警信息后将多点采集到的视频数据上传云服务器。云服务器采用Meanshift运动目标跟踪算法对入侵的运动目标进行跟踪和识别,并将视频图像识别结果下发到安卓客户端。3.移动监控客户端:本文基于Android平...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
报警主机核心板实物图
第10页河南工业大学硕士研究生学位论文交互、数据存储等重要职能。Android客户端接收到预警信息后通过网络摄像头获取实时入侵图像并进行运动目标检测、跟踪和人脸识别，如能识别用户身份则消除报警，如检测到未注册人脸或运动目标触及警戒区域则触发警报并及时通知用户进行人工确认。入侵图像采集网络负责实时入侵图像的采集，本课题采用海康威视高清网络摄像头以确保采集图像的质量。该摄像头可实现360度的水平旋转和垂直方向120度的拍摄角度调整，且支持多达12个拍摄预置点，Android客户端在接收到预警信息后，通过API接口驱动摄像头快速转动到预置拍摄角度对入侵点方向进行连续的拍摄。视网络状况将拍摄到的多张入侵图像上传到云服务器进行监测处理，并将检测结果下发到客户端。网络摄像头实物图如图2-3所示：图2-3网络摄像头实物图2.1.3系统开发环境本文所提出的入侵检测系统开发过程涉及嵌入式系统软硬件开发、腾讯云平台上MQTT服务器搭建、Android系统编程、图像处理等多方面知识的应用，现将系统开发所牵涉到的软硬件环境作一下介绍：嵌入式硬件开发：AltiumDesignerWinter09嵌入式软件开发：IARFor80516.4;IARForARM8.0Android客户端开发：AndroidStudio3.2图像处理算法仿真软件：Matlab2014bOpenCV视觉库：opencv-3.4.8-android-sdk摄像头选型：海康威视C6C无线高清网络摄像头
第12页河南工业大学硕士研究生学位论文图2-4探测器典型结构及其简化内部电路热电元件由热释电晶体及附属金属电极构成，是PIR探测器的核心部件，当透射到热电元件表面的红外线强度发生变化时，热电晶体的温度会因接受到的辐射能量变化而出现微小的变化，其表面电极上感应电荷的密度也会发生改变，表现为电极上有电流的流入或流出。热电元件感应到的电流信号十分微弱，为了将其转换为合适幅度的输出信号，PIR探测器内还集成有高增益的前置放大器。前置放大器是由FET管和附属电路元件构成的源极跟随器，其内阻很高，起阻抗变换作用。为防止周围环境干扰传感器输出信号，通常还要将热电元件和前置放大器封装在金属壳内。热电元件对波长在0.2~20um范围内的光最为敏感，为了消除其他波段的光波辐射干扰，在金属壳顶端开有方形小窗口并装上滤光片；为了提高PIR探测器对人体红外辐射的灵敏度，在PIR探测器滤光片上方装有如图2-5所示菲涅尔透镜，菲涅尔透镜特殊的光学结构能够在PIR探测器前方形成一系列交替变化的“亮区”和“暗区”，“亮区”允许入射光通过，“暗区”阻挡入射光通过，在探测区域有人员移动时，其辐射出的微弱红外线交替扫过两部分区域，热电元件接收到的辐射信号忽强忽弱，从而探测灵敏度得以提高。图2-5菲涅尔透镜实物及其工作原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国安防视频监控系统的发展历程分析及5G趋势展望[J]. 徐旭志. 机电信息. 2020(03)
[2]MySQL数据库服务器监控系统设计与实现[J]. 张伟龙,吕明,胡宏,杜宝珠,张捷. 工业控制计算机. 2019(12)
[3]存储升级 助力安防智能化变革[J]. 中国公共安全. 2019(12)
[4]Mean Shift和粒子滤波实现红外人体跟踪算法综述[J]. 耿建平,雷梦英. 计算机工程与应用. 2019(24)
[5]Target Tracking Algorithm Based on Meanshift and Kalman Filter[J]. Hua Li,Jia Zhu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2019(02)
[6]基于卡尔曼预测的快速目标跟踪算法[J]. 李冰寒,酒锐波,刘玉婷. 中国新通信. 2019(08)
[7]面向校园安全的视频区域入侵检测算法[J]. 向翼凌,何伟. 武汉工程大学学报. 2019(01)
[8]背景帧间差分法的移动目标跟踪研究[J]. 黄金海. 中国仪器仪表. 2019(01)
[9]视觉跟踪算法综述[J]. 忻亦敏,黄昶. 信息通信. 2019(01)
[10]目标跟踪算法综述[J]. 孟琭,杨旭. 自动化学报. 2019(07)
博士论文
[1]热释电红外信号特征分析及人体识别方法研究[D]. 王林泓.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于背景减除法的运动目标检测与跟踪算法研究[D]. 梁硕.西安石油大学 2019
[2]嵌入式数据库SQLite研究与可视化工具设计[D]. 戴传飞.南京邮电大学 2018
[3]基于SAR ADC的红外探测传感器控制电路研究与设计[D]. 邓超.西安电子科技大学 2018
[4]基于云平台的家庭安防系统研究与设计[D]. 许锰.山东大学 2018
[5]基于钽酸锂晶片的热释电探测器敏感元研制[D]. 程金宝.电子科技大学 2017
[6]基于视频的区域入侵检测智能监控系统的设计与实现[D]. 陈桦.电子科技大学 2015
[7]基于ARM9的智能家居安防报警系统的设计[D]. 徐丽丽.中北大学 2014
[8]一种热释电红外传感器信号处理专用芯片的设计[D]. 孟辉.西安电子科技大学 2014
[9]基于多信息源的智能安防监控系统的设计与实现[D]. 尹欣.华中科技大学 2012
[10]基于多角度热释电红外信息的人体身份认证研究[D]. 孟琳.天津大学 2010
本文编号：3389469
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
报警主机核心板实物图
第10页河南工业大学硕士研究生学位论文交互、数据存储等重要职能。Android客户端接收到预警信息后通过网络摄像头获取实时入侵图像并进行运动目标检测、跟踪和人脸识别，如能识别用户身份则消除报警，如检测到未注册人脸或运动目标触及警戒区域则触发警报并及时通知用户进行人工确认。入侵图像采集网络负责实时入侵图像的采集，本课题采用海康威视高清网络摄像头以确保采集图像的质量。该摄像头可实现360度的水平旋转和垂直方向120度的拍摄角度调整，且支持多达12个拍摄预置点，Android客户端在接收到预警信息后，通过API接口驱动摄像头快速转动到预置拍摄角度对入侵点方向进行连续的拍摄。视网络状况将拍摄到的多张入侵图像上传到云服务器进行监测处理，并将检测结果下发到客户端。网络摄像头实物图如图2-3所示：图2-3网络摄像头实物图2.1.3系统开发环境本文所提出的入侵检测系统开发过程涉及嵌入式系统软硬件开发、腾讯云平台上MQTT服务器搭建、Android系统编程、图像处理等多方面知识的应用，现将系统开发所牵涉到的软硬件环境作一下介绍：嵌入式硬件开发：AltiumDesignerWinter09嵌入式软件开发：IARFor80516.4;IARForARM8.0Android客户端开发：AndroidStudio3.2图像处理算法仿真软件：Matlab2014bOpenCV视觉库：opencv-3.4.8-android-sdk摄像头选型：海康威视C6C无线高清网络摄像头
第12页河南工业大学硕士研究生学位论文图2-4探测器典型结构及其简化内部电路热电元件由热释电晶体及附属金属电极构成，是PIR探测器的核心部件，当透射到热电元件表面的红外线强度发生变化时，热电晶体的温度会因接受到的辐射能量变化而出现微小的变化，其表面电极上感应电荷的密度也会发生改变，表现为电极上有电流的流入或流出。热电元件感应到的电流信号十分微弱，为了将其转换为合适幅度的输出信号，PIR探测器内还集成有高增益的前置放大器。前置放大器是由FET管和附属电路元件构成的源极跟随器，其内阻很高，起阻抗变换作用。为防止周围环境干扰传感器输出信号，通常还要将热电元件和前置放大器封装在金属壳内。热电元件对波长在0.2~20um范围内的光最为敏感，为了消除其他波段的光波辐射干扰，在金属壳顶端开有方形小窗口并装上滤光片；为了提高PIR探测器对人体红外辐射的灵敏度，在PIR探测器滤光片上方装有如图2-5所示菲涅尔透镜，菲涅尔透镜特殊的光学结构能够在PIR探测器前方形成一系列交替变化的“亮区”和“暗区”，“亮区”允许入射光通过，“暗区”阻挡入射光通过，在探测区域有人员移动时，其辐射出的微弱红外线交替扫过两部分区域，热电元件接收到的辐射信号忽强忽弱，从而探测灵敏度得以提高。图2-5菲涅尔透镜实物及其工作原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国安防视频监控系统的发展历程分析及5G趋势展望[J]. 徐旭志. 机电信息. 2020(03)
[2]MySQL数据库服务器监控系统设计与实现[J]. 张伟龙,吕明,胡宏,杜宝珠,张捷. 工业控制计算机. 2019(12)
[3]存储升级 助力安防智能化变革[J]. 中国公共安全. 2019(12)
[4]Mean Shift和粒子滤波实现红外人体跟踪算法综述[J]. 耿建平,雷梦英. 计算机工程与应用. 2019(24)
[5]Target Tracking Algorithm Based on Meanshift and Kalman Filter[J]. Hua Li,Jia Zhu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2019(02)
[6]基于卡尔曼预测的快速目标跟踪算法[J]. 李冰寒,酒锐波,刘玉婷. 中国新通信. 2019(08)
[7]面向校园安全的视频区域入侵检测算法[J]. 向翼凌,何伟. 武汉工程大学学报. 2019(01)
[8]背景帧间差分法的移动目标跟踪研究[J]. 黄金海. 中国仪器仪表. 2019(01)
[9]视觉跟踪算法综述[J]. 忻亦敏,黄昶. 信息通信. 2019(01)
[10]目标跟踪算法综述[J]. 孟琭,杨旭. 自动化学报. 2019(07)
博士论文
[1]热释电红外信号特征分析及人体识别方法研究[D]. 王林泓.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于背景减除法的运动目标检测与跟踪算法研究[D]. 梁硕.西安石油大学 2019
[2]嵌入式数据库SQLite研究与可视化工具设计[D]. 戴传飞.南京邮电大学 2018
[3]基于SAR ADC的红外探测传感器控制电路研究与设计[D]. 邓超.西安电子科技大学 2018
[4]基于云平台的家庭安防系统研究与设计[D]. 许锰.山东大学 2018
[5]基于钽酸锂晶片的热释电探测器敏感元研制[D]. 程金宝.电子科技大学 2017
[6]基于视频的区域入侵检测智能监控系统的设计与实现[D]. 陈桦.电子科技大学 2015
[7]基于ARM9的智能家居安防报警系统的设计[D]. 徐丽丽.中北大学 2014
[8]一种热释电红外传感器信号处理专用芯片的设计[D]. 孟辉.西安电子科技大学 2014
[9]基于多信息源的智能安防监控系统的设计与实现[D]. 尹欣.华中科技大学 2012
[10]基于多角度热释电红外信息的人体身份认证研究[D]. 孟琳.天津大学 2010
本文编号：3389469
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