基于树莓派的监控系统 王君儒

基于树莓派的监控系统王君儒

发表时间：2019-07-19T09:59:07.023Z 来源：《新材料.新装饰》2019年1月下作者：王君儒1 臧其香2 张春3 姚新科4 周梦晓5 [导读] 基于Raspberry Pi的移动监控系统依赖于本地网络并通过WIFI连接到移动电话，因此可以交换有关图像和指令的信息。机器人由智能手机控制，并接收有关机器人图像的

（1南京工程学院计算机学院 211167；2南京工程学院建筑工程学院 211167；3南京工程学院经济与管理学院 211167；4南京工程学院自动化学院 211167；5江苏经贸学院智能工程技术学院 211100）摘要：基于Raspberry Pi的移动监控系统依赖于本地网络并通过WIFI连接到移动电话，因此可以交换有关图像和指令的信息。机器人由智能手机控制，并接收有关机器人图像的信息。该机器人可用于小规模家庭监控以及机器人行业。与传统的监控设备相比，没有必要铺设线路，设备安装简单，移动，可维修，灵活，并提供各种监控方法。关键词：物联网；图像回传；Android开发

引言

随着图像和网络采集技术的不断发展和成熟，网络视频监控系统在公共安全，家庭安全和远程监控中发挥着越来越重要的作用。大多数传统的视频监控系统使用有线网络，包括前端摄像头，传输电缆和视频监控平台，这导致复杂的布线和高成本，修改起来比较困难。监测的传统意义有以下缺点：必须赋予重要的人力物力，复杂的现场布线，设备灵活性低，工作效率低，行程频繁、员工返回，现场反馈不足，决策难度快，维护和维护成本高。直接下载到经理桌面的桌面是不切实际的，甚至不太可能下载到他们的手机上。本文设计的移动监控系统只需要配置一个局域网，避免了传统监控系统铺设线路的问题，降低了设备使用成本。机器人可以灵活移动，使我们的监控站点不仅可以监控位置，还可以大大扩展监控范围。今天的社交智能手机已经获得了基本的普及，几乎是智能手机，大部分手机市场仍然是由Android手机组成。我们的机器人由手机控制，易于理解，更适合消费者。

1、移动监控系统的系统方案以及组成结构

1.1系统方案

该项目使用Raspberry Pi（Raspberry Pi）板作为主控制器，通过开发过程和计算机网络中最常用的通信协议结构 - TCP传输协议，通过无线路由器访问视频流和驾驶。也就是说，图像信息被发送到实时支持wifi的主机终端，远程监控人员根据实时信息了解监控站点的实时信息。汽车收集的图像信息，可以通过应用程序掌握显示器想要获取的信息，进一步控制，前进，后退，汽车的方向。

1.2组成结构

硬件设计主要由四部分构成，电机驱动模块、树莓派3摄像头 Camera V2、DXW90舵机、树莓派主板。

树莓派主板控制了电机驱动模块、Camera V2摄像头、DXW90舵机三个模块。摄像头通过自身的小插片与树莓派表面上的插槽直接连接。舵机和电机驱动模块以及树莓派主板直接通过IO口连接。2、移动监控系统的硬件CPU选择树莓派是为学习计算机编程而设计的，其系统基于Linux。树莓派具有普通PC机的所有基本功能，能够满足项目的需求。树莓派三代带无线网卡，并且配置简单，传输速度快。树莓派内拥有集成的摄像头接口，便于与摄像头连接。考虑到整个系统的设计环境、设计所需时间和学习价值，最终选择树莓派主板作为本次设计的硬件CPU。

3、移动监控系统的软件设计

本文设计的移动监控系统是通过手机APP来控制机器人的，手机APP的通信原理是用网络传输中常见的Socket通信。手机与机器人连入一个局域网内，这时路由器会分配出IP地址给手机与机器人。IP地址是随机分配的，我们可以通过预先设置进行IP地址，将IP地址固定地分配给机器人与手机端。这样就为我们随后的通信创造了条件。机器人的主控树莓派先运行Socket监听端口的程序，监听来自8080端口的信息。随后CAPP发送指令，该信息通过路由器完成中转，使信息根据机器人的IP地址定向发送到机器人的8080端口，使机器人接收到信息，来完成指令的实现，该设计的系统网络图如图3所示。

4、基于MJPG-Streamer和Android的图像回传功能的实现原理

本文中的移动监控系统是利用MJPG-Streamer技术实现的。MJPG-Streamer是用于从摄像头采集图像，把它们以流的形式通过基于IP的网络传输到浏览器，这样就可以在电脑等其他拥有浏览器的移动端的平台上观看机器人捕获的视频。为了能使视频能够在手机端上进行观看，APP设计上采用了WebView控件。Android WebView在Android平台上是一个特殊的View，他能用来显示网页，这个类可以被用来在你的app中仅仅显示一张在线的网页，还可以用来开发浏览器。WebView内部实现是采用渲染引擎来展示View的内容，本文中的APP利用此空间来显示视频内容，更为方便快捷。

结语

本文档介绍了通过Socket和MJPG-Streamer技术实现的监控系统，并在集成平台上成功实现，从而可以检查设计的合理性。该项目采用了设计物联网的思想，物联网包含人和物以及物体和物体之间的通信，并且作为物联网发展的参考具有一定的重要性。项目的传输部分需要进一步改进，以提高数据传输的速度。甚至视频流也可以通过将视频流作为中继站传递到服务器来经由外部网络传输。由于持续改进，图像接收速度加快，使图像返回技术更加成熟。

参考文献

[1]李扬.WiFi技术原理及应用[J].科技信息，2010，24（2）：59-61.

[2]潘凯华，邹天思.PHP开发实战宝典[M].北京：清华大学出版社，2010.

[3]柯博文.树莓派实战指南[M].北京：清华大学出版社，2015.

[4]Matt Richardson / Shawn Wallace . 爱上Raspberry Pi 科学出版社

[5]余志龙 . Google Android SDK开发范例大全人民出版社.