基于嵌入式视频分析的安防应用研究

基于嵌入式视频分析的安防应用研究

1刘晓娟，2,陈丽君，3,李思儒，4,郝亮，5,颜文丽

北方自动控制技术研究所,山西省 太原市 030006

摘要：随着科技发展水平的提升，很多企业已经开始在车间布设安防系统，对于保证车间环境安全具有促进作用。基于嵌入式视频分析技术人员可以将监控获得的视频和环境参数结合一起创建智能安防系统，具有实时识别功能、实时检测功能，可以在出现异常情况时及时通知管理人员进行远程控制，能够降低车间发生火灾隐患的可能性。本文首先分析基于嵌入式视频分析的安防系统构成情况，其次探讨安防系统软件功能设计方式，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：嵌入式视频分析；安防；应用研究

1基于嵌入式视频分析的安防系统构成情况

1.1嵌入式开发板

考虑到车间现场的环境因素，为了提升智能安防系统的安装便利性，一般会运用分布式结构，智能安防系统主要由视频监控模块以及环境参数采集模块组成，仅需利用主控芯片即可集成管理参数传感器。

工作人员通过使用以太网通信方式能够传输数据报文，视频监控识别模块需要使用嵌入式开发板，在解析好接收到的报文信息以后，将其存储到本地数据库之中，利用USB摄像头能够将车间现场情况传输到终端界面上，计算机视觉库能够保证视频图像可以为烟雾图像识别、火焰图像检测提供帮助，在检测到烟雾或是火焰，可以利用GSM模块提醒管理人员储存烟雾图像、火焰图像，通过终端显示界面查询车间实时监控信息，利用终端加强对设备的远程控制，避免车间出现意外问题[1]。

在完成安防系统设计工作以后，识别检测效果比较高、系统运行稳定性比较高，在人机交互方面比较流畅，能够为车间环境的全面监控提供安全保障，功耗比较小，成本价格低，能够达到预期设计效果。智能安防系统需要具有视频图像识别处理功能，对于CPU的运算处理能力要求比较高，因此在设计安防系统的时候应该运用一些高性能处理器，这种芯片不但能够提供硬件支持，具备编码解码功能，有助于提升对视频图像的识别能力。
1.2视频监控识别模块

在嵌入式系统之中，微处理器作为比较重要的一部分，负责管理安防系统内部资源的分配情况、程序运行情况，不同企业加工制造的嵌入式微处理器在底层架构方面均匀差异，APM、X86架构处于应用频率比较大的处理器，具有集成度比较高、能耗损失比较低、造价成本比较低的特点。

在使用视频监控模块识别视频、处理视频的时候，工作人员应该运用一些高性能、图像处理功能比较强的嵌入式微处理器，因此工作人员应该利用APM架构设计嵌入式微处理器，将其运用在智能设备以及传感器设备中，能够提高监控信息识别速度。
1.3USB摄像头模块

摄像头可以用于采集车间的监控视频，视频信息比较精准，工作人员仅需远程观看摄像视频内容，即可以确定车间是否出现安全问题，能够及时检测出车间异常情况，便于工作人员及时设计问题解决方案，尽快解决掉车间安全状况。
1.4参数程序设计方式

视频监控识别模块作为服务端，可以每间隔3秒钟向数据采集模块发送、上传数据帧，在服务端接收到应答报文以后，应该开展数据解析工作，将完成解析的数据利用数据储存到sqlite数据库中，使用socket技术展开通信连接工作。
2安防系统软件功能设计方式

在设计好安防系统的软件开发环境以后，应该采集好传感器参数、储存环境信息、控制设备情况，及时进行解析处理，利用视频监控识别模块能够及时确定车间是否存在异常变动，如果存在异常情况，工作人员可以及时启动安防系统，避免车间出现问题影响生产工作的正常进行[2]。
2.1环境采集功能设计

在完成环境参数采集工作以后，工作人员需要使用无线通信技术以报文方式上传，在车间内通过布设文都传感器、湿度传感器、电化学氧气模组传感器等采集现场信息变化情况，将参数采集模块视为客户端，将视频监控识别模块视为服务端，保证环境采集功能可以充分发挥出来。
2.2视频识别检测功能设计

工作人员应该对读取的图像使用帧差法展开检测工作，对图像实施灰度化流量工作，然后开展滤波去噪处理，对图像展开差值处理，在完成阈值分割处理工作以后，将识别到的火焰标记出来。
对监控图像利用背景减除法进行处理，在完成图像去噪处理以后需要开展中值滤波处理，对存在差值的图像展开阈值分割处理工作，将识别出的烟雾标记清楚。

2.3程序交互设计

在使用WEb服务器，能够应答浏览器静态资源请求，可以将服务器留存文件资料直接反馈到浏览器中，在网页端发送动态请求时，需要及时开启CG1程序用于加载资源、读取资源，由于安全系统应该利用进程数据库访问请求，提高动态操作和开发语言的适配能力，因此需要选用CGIN程序开展动态交互管理，在开发设计CG1程序时，应该为网页交互开发设计提供支持[3]。

在视频监控识别模块上安装视频流服务器，保证能够将数据上传到网页端，在终端浏览器仅需输入视频监控模块的IP地址提出访问请求时，可以利用网络将服务器以及终端连接在一起，工作人员能够利用终端随时查看车间现场的视频，保证网络视频具有采集功能以及传输功能。安防系统的终端主要是B/S模式下网络交互方式，为了保证管理人员可以利用终端将画面和外部设备交互连接在一起，在嵌入式开发板时安装嵌入式服务器，保障程序交互功能可以发挥出来。

2.4报警功能设计

如果在车间出现火灾隐患的时候可以及时通知管理人员启动安防系统，能够防止火灾不断蔓延造成更多的经济损失，对车间工作人员的安全产生不利影响。因此在设计安防系统功能的时候应该增设报警模块，将其插入到视频监控模块的USB接口上，保证工作可以及时获取车间隐患信息，及时处理好隐患问题，避免造成车间安全问题。
结论：综上所述，工作人员在基于嵌入式视频分析建设安防系统的时候，应该综合运用嵌入式开发板、视频监控识别模块、USB摄像头模块、参数采集程序，强化环境采集功能、视频识别检测功能、程序交互功能的设计，从而不断提升嵌入式视频分析安防系统的设计效果，为后续能够正常运用这类安防系统提供充足的参考依据。

参考文献：

[1]张继营. 基于嵌入式视频分析的安防应用研究[D].华中师范大学，2022.

[2]乔晶鑫.基于视频监控的发射台安防系统研究[J].数字传媒研究，2021，38(03):24-32.

[3]郭辉.2021年  智能视频安防发展新趋势[J].中国安防，2021(03):64-67.