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3 系统软件设计
整个系统软件开发采用模块化设计方案,具体可分为3个部分:ZigBee无线收发、彩信及短信收发和图像采集处理。
3.1 ZigBee无线网络的应用
无线通信的软件设计主要包括:系统异常报警信号的传输和接收、ARM处理器和ZigBee模块之间以及各ZigBee模块之间的数据传输控制等,ZigBee无线通信模块软件流程图如图3所示。其中,根据在网络中所处的层次,将ZigBee模块设定为3个运行模式:
模式1.与系统主板相连。用来接收其他ZigBee模块发送的报警信息和将主板给出的控制信息发送给其他ZigBee模块,是主板与外部设备进行无线通信的核心枢纽。
模式2.通过继电器与家用电器相连,置于接收状态。当接收到其他ZigBee模块发送过来的控制指令时,控制家电执行相应的开关动作。
模式3.通过继电器与传感器相连,置于发送状态。当ZigBee模块接收到传感器的报警信号时,将报警信号发送给其他ZigBee模块。
模块的模式可通过拨码开关进行设定。不同模式的模块负责各层间数据和指令的传输,构成了家庭安防局域网。
图3 无线通信模块的软件流程
3.2 彩信及短信的收发实现
彩信模块可实现SMS和MMS的收发功能,通过AT指令进行控制。首先要进行模块初始化配置,如设置接入点、IP设定、设置MMS通信模式、设置服务器网址等。
Xmodem协议的开始标志是文件接收方发出"NAK"字节,文件发送方在收到该信号后发送数据帧,双方开始正常通信过程。基于Xmodem协议上传图片的流程如图4所示。
图4 发送文件流程
3.3 异常状态检测
本系统能够通过图像方式,对外人入侵、火灾等室内异常情况进行自动判别。其智能性主要体现在:系统软件能够对环境状态进行自学,从而能适应背景环境的变化;对于临界状态,能够自动启动状态跟踪监控,通过多幅图片获得准确的判断结果。以背景差分法和帧间差分法为基础,采用了动静阈值结合法。整个目标的检测过程主要包括:图像预处理;量化函数运动检测(或小目标运动跟踪检测);异常情况判别及处理。
当系统接收到摄像机传送的新图像后,首先进行预处理和去噪,以得到可以量化物体运动或异常区域的二值图像;然后进行异常状态分析与判断。系统采用两种异常量化函数:基于全局的位图处理和抽查检测处理。然后,根据异常量化函数指标进行特定的后续操作。若需进入异常报警处理程序,则传送报警信号,发送MMS信息,并存储当前视频等;若需进入临界异常跟踪,则启动临界异常跟踪程序;否则进行背景更换判定并等待获取下一幅监控图像。
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