arduino&android的智能远程监控小车(源码)
近年来随着社会的进步和视频监控技术的快速发展，人们对高品质生活的追求不断提高，智能家居作为人们对美好生活的向往，越来越贴近我们的生活，已经成为了研究的热点。其中，作为智能家居系统一部分的视频监控系统更是研究的重点，监控系统的安全性、智能化和高清化成为急需解决的问题。基于Android智能手机的智能视频监控系统能够更好的融入智能家居安防系统。本文以Android和Arduino小车为主要研究对象，设计了由Android智能手机、Arduino小车和PC机组成的智能视频监控小车。Android手机主要作为视频采集终和图像处理，PC机主要作为服务器端，用作视频查看和远程控制，Arduino小车作为手机的移动平台。文章总结了课题的研究开发工作，并对系统的改进和进一步开发提出了展望。关键词 智能视频监控系统，人脸识别，Arduino，Android
目 录
1 引言 1
1.1选题背景和研究意义 1
1.2 国内外研究现状和应用前景 2
1.3 本文主要工作和章节安排 3
2 系统需求分析 3
2.1 功能需求分析 3
2.3 可行性分析 5
2.4 开发环境 6
3 系统总体设计 8
3.1 总体功能模块 8
3.2 数据存储设计 10
4 系统详细设计 12
4.1 Arduino小车设计与实现 12
4.2 视频监控的设计与实现 19
4.3 人脸识别设计与实现 23
5 系统测试 30
5.1 测试目的 30
5.2 测试步骤 30
5.3 测试内容及结果 31
5.4 测试结果分析 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1选题背景和研究意义
近五年来，伴随着社会的进步和科技的发展，智能家居服务市场已经跃升了五倍[1]。由于物联网（IoT）设备和网络的发展，人们更倾向于智能化的生活，智能家居也因此越来越贴近我们的生活，也成为了当今一个热门的研究课题。智能家居设备 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
可以包括门锁、温度控制器和传感器等设备，如图1.1所示，它们通过无线传感器网络进行数据传输和交换。其中，视频监控系统作为智能家居系统的重要组成部分，是研究的重中之重。监控系统的安全性、智能化和高清化成为急需解决的问题。基于Android智能手机的智能视频监控系统可以更好地集成到智能家居安防系统中，也有利于废旧手机的二次利用。
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图1.1 智能家居系统图
智能家居安防系统是集多种技术为一体的综合应用系统，包含传感技术、无线电技术和模糊控制技术等[2]。智能安防系统不仅具有安全性、舒适性，还满足社会发展的需要。智能视频监控系统作为智能家居安防系统的重要组成部分，其研究具有十分重要的现实意义和广阔的应用前景。
本课题的研究对于在家庭环境中利用废旧手机构建简单的智能视频监控系统具有很好的参考价值。
1.2 国内外研究现状和应用前景
智能视频监控系统主要是依靠图像处理技术、模式识别技术和计算机视觉技术等众多技术设计和开发的系统[3]。智能视频监控系统在一般视频监控系统的基础上，增加了智能视频分析模块，这个模块可以利用计算机对数据的强大处理能力去除掉视频画面中不需要的或者干扰的信息。智能视频分析模块还可以自动识别不同物体对象，快速分析抽取视频源中关键实用信息，准确的定位事故现场，确定监控图像中的异常情况，并以最快最好的方式发送警报或其它动作。通过这种方式，可以有效地进行事前预警、事中处理、事后实时取证，实现无人监守的全自动实时监控[4]。
智能监控系统从最早的模拟监控起步，到现在的网络视频监控，经历了二十几年的大发展，发生了巨大的变化，系统的安全性、简便性、智能化和拓展性都大大加强[5]。
智能视频监控系统的研究主要在视频监控设备和视频监控技术两个方面。视频监控技术是其中的一个研究重点。视频监控技术主要包括视频传输技术、数字压缩技术、监控现场的运动检测技术和物体识别跟踪技术。监控点的运动检测技术和物体识别跟踪技术包括对人和物体的识别，对人和物体运动轨迹的识别，以及对视频环境影响的判断和补偿[7]。国内外的研究人员先后提出了有时间差分（TD）法、背景差分法、光流法等技术方法在内的运动目标检测方法，以及分别基于模型、区域块、活动轮廓及特征的跟踪技术[8]。
目前，智能视频监控系统的大部分核心算法都掌握在少数欧美国家手上。2000年，美国国防高级研究项目署资助了远程人脸识别项目（HID），这一研究的成果成功使得智能视觉分析技术大步向前发展[9]。2006年，“S3”（全称为“智能监控系统”）研发成功，该系统是IBM（国际商业机器公司）公司开发的一款安全软件，它可以通过分析视频实时监控系统数据检测所监控环境中潜在的风险，然后自动报警[10]。马里兰大学的实时视觉监控系统能够对人体定位分割并建立模型。美国的Visualit是一种视频监控解决方案，它能够存储和记录来自多个领域的高清视频图像数据，并通过3G或4G网络提供实时视频、音频和全球定位信息。
在我国，视频监控系统建设始于上世纪80年代。中科院自动化研究所模式识别实验室生物特征信息研究组对智能视频监控进行了大量的研究，在交通场景监控、人的视频监控等领域获得了丰厚的科研成果[11]。随着近今年安防市场的发展，智能视频监控系统正在不断提升。
1.3 本文主要工作和章节安排
针对家居环境这种小范围的应用场景，本课题采用基于Arduino和Android开发了智能视频监控小车。
本文主要研究工作如下：
a）智能远程视频监控系统的总体设计方案，系统需求分析、系统总体设计；
b）系统软件部分的搭建，包括Android视频采集端和PC控制台端开发；
c）系统硬件部分搭建，包括Arduino小车搭建编码；
d）对每一个子系统进行调试和改进。
针对以上研究工作，对本文的内容结构进行如下安排：
a）第一部分，介绍智能视频监控系统的选题背景、国内外发展现状、应用前景和研究意义；
目 录
1 引言 1
1.1选题背景和研究意义 1
1.2 国内外研究现状和应用前景 2
1.3 本文主要工作和章节安排 3
2 系统需求分析 3
2.1 功能需求分析 3
2.3 可行性分析 5
2.4 开发环境 6
3 系统总体设计 8
3.1 总体功能模块 8
3.2 数据存储设计 10
4 系统详细设计 12
4.1 Arduino小车设计与实现 12
4.2 视频监控的设计与实现 19
4.3 人脸识别设计与实现 23
5 系统测试 30
5.1 测试目的 30
5.2 测试步骤 30
5.3 测试内容及结果 31
5.4 测试结果分析 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1选题背景和研究意义
近五年来，伴随着社会的进步和科技的发展，智能家居服务市场已经跃升了五倍[1]。由于物联网（IoT）设备和网络的发展，人们更倾向于智能化的生活，智能家居也因此越来越贴近我们的生活，也成为了当今一个热门的研究课题。智能家居设备 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
可以包括门锁、温度控制器和传感器等设备，如图1.1所示，它们通过无线传感器网络进行数据传输和交换。其中，视频监控系统作为智能家居系统的重要组成部分，是研究的重中之重。监控系统的安全性、智能化和高清化成为急需解决的问题。基于Android智能手机的智能视频监控系统可以更好地集成到智能家居安防系统中，也有利于废旧手机的二次利用。
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图1.1 智能家居系统图
智能家居安防系统是集多种技术为一体的综合应用系统，包含传感技术、无线电技术和模糊控制技术等[2]。智能安防系统不仅具有安全性、舒适性，还满足社会发展的需要。智能视频监控系统作为智能家居安防系统的重要组成部分，其研究具有十分重要的现实意义和广阔的应用前景。
本课题的研究对于在家庭环境中利用废旧手机构建简单的智能视频监控系统具有很好的参考价值。
1.2 国内外研究现状和应用前景
智能视频监控系统主要是依靠图像处理技术、模式识别技术和计算机视觉技术等众多技术设计和开发的系统[3]。智能视频监控系统在一般视频监控系统的基础上，增加了智能视频分析模块，这个模块可以利用计算机对数据的强大处理能力去除掉视频画面中不需要的或者干扰的信息。智能视频分析模块还可以自动识别不同物体对象，快速分析抽取视频源中关键实用信息，准确的定位事故现场，确定监控图像中的异常情况，并以最快最好的方式发送警报或其它动作。通过这种方式，可以有效地进行事前预警、事中处理、事后实时取证，实现无人监守的全自动实时监控[4]。
智能监控系统从最早的模拟监控起步，到现在的网络视频监控，经历了二十几年的大发展，发生了巨大的变化，系统的安全性、简便性、智能化和拓展性都大大加强[5]。
智能视频监控系统的研究主要在视频监控设备和视频监控技术两个方面。视频监控技术是其中的一个研究重点。视频监控技术主要包括视频传输技术、数字压缩技术、监控现场的运动检测技术和物体识别跟踪技术。监控点的运动检测技术和物体识别跟踪技术包括对人和物体的识别，对人和物体运动轨迹的识别，以及对视频环境影响的判断和补偿[7]。国内外的研究人员先后提出了有时间差分（TD）法、背景差分法、光流法等技术方法在内的运动目标检测方法，以及分别基于模型、区域块、活动轮廓及特征的跟踪技术[8]。
目前，智能视频监控系统的大部分核心算法都掌握在少数欧美国家手上。2000年，美国国防高级研究项目署资助了远程人脸识别项目（HID），这一研究的成果成功使得智能视觉分析技术大步向前发展[9]。2006年，“S3”（全称为“智能监控系统”）研发成功，该系统是IBM（国际商业机器公司）公司开发的一款安全软件，它可以通过分析视频实时监控系统数据检测所监控环境中潜在的风险，然后自动报警[10]。马里兰大学的实时视觉监控系统能够对人体定位分割并建立模型。美国的Visualit是一种视频监控解决方案，它能够存储和记录来自多个领域的高清视频图像数据，并通过3G或4G网络提供实时视频、音频和全球定位信息。
在我国，视频监控系统建设始于上世纪80年代。中科院自动化研究所模式识别实验室生物特征信息研究组对智能视频监控进行了大量的研究，在交通场景监控、人的视频监控等领域获得了丰厚的科研成果[11]。随着近今年安防市场的发展，智能视频监控系统正在不断提升。
1.3 本文主要工作和章节安排
针对家居环境这种小范围的应用场景，本课题采用基于Arduino和Android开发了智能视频监控小车。
本文主要研究工作如下：
a）智能远程视频监控系统的总体设计方案，系统需求分析、系统总体设计；
b）系统软件部分的搭建，包括Android视频采集端和PC控制台端开发；
c）系统硬件部分搭建，包括Arduino小车搭建编码；
d）对每一个子系统进行调试和改进。
针对以上研究工作，对本文的内容结构进行如下安排：
a）第一部分，介绍智能视频监控系统的选题背景、国内外发展现状、应用前景和研究意义；
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