基于TX2的嵌入式無(wú)人智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊宇 劉宇紅 張榮芬 彭燕 孫雨琛 趙明姣

摘? 要： 為解決諸如“空巢老人”遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的難題，改善現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的時(shí)效性及智能性等方面欠缺，提出一款基于TX2的嵌入式無(wú)人智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以圖像微型處理器為控制核心，實(shí)時(shí)處理 CMOS圖像傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像中被監(jiān)測(cè)人的體態(tài)及面部表情進(jìn)行識(shí)別，對(duì)跌倒、面部表情痛苦等危險(xiǎn)異常情況進(jìn)行報(bào)警。在嵌入式平臺(tái)上采用Tornado+WSGI+Apache技術(shù)搭建Web服務(wù)器，通過(guò)4G技術(shù)Android終端可以遠(yuǎn)程連接嵌入式平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取報(bào)警信息及監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)終端運(yùn)動(dòng)及攝像頭角度，以達(dá)到360°無(wú)盲區(qū)監(jiān)測(cè)。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、智能監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 智能監(jiān)測(cè); 系統(tǒng)設(shè)計(jì); TX2; 4G技術(shù); 人工智能; 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

中圖分類號(hào)： TN931+.3?34; TP399? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2020）08?0183?04

Design and implementation of embedded unmanned intelligent monitoring

system based on TX2

YANG Yu， LIU Yuhong， ZHANG Rongfen， PENG Yan， SUN Yuchen， ZHAO Mingjiao

（College of Big Data & Information Engineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China）

Abstract： An embedded unmanned intelligent monitoring system based on TX2 is proposed to solve the remote monitoring problem such as "empty?nest elderly"， and improve the timeliness and intellectuality in the current monitoring system. The image micro?processor is taken as the control core to process the image data in real time collected by the CMOS image sensor， identify the posture and facial expression of people monitored in the image， and give an alarm for the dangerous abnormalities such as fall down and painful facial expression. On the embedded platform， the Web server is constructed by the tornado+WSGI+Apache technology. By means of 4G technology， the Android terminal can remotely connect to the embedded platform to obtain alarm information and monitor video data in real time， and remotely adjust the monitor terminal movement and camera angle as required， so as to achieve 360 degree monitoring with no?blind area. The testing results show that the system has the characteristics of simple operation， reliable stability and intelligent monitoring.

Keywords： intelligent monitoring; system design; TX2; 4G technology; artificial intelligence; experiment test

0? 引? 言

隨著中國(guó)逐步步入老齡化社會(huì)，老年人群體日趨龐大，加之社會(huì)節(jié)奏加快，越來(lái)越多家庭子女把更多的時(shí)間都投入在工作上，以致“空巢老人”越來(lái)越多[1]?！翱粘怖先恕比狈εc家人的溝通，日常生活缺少照料，家中摔倒無(wú)人救援，犯病臥床無(wú)人知曉，甚至出現(xiàn)老年人在家中死亡多日才被發(fā)現(xiàn)的悲劇，因此“空巢老人”的監(jiān)測(cè)問(wèn)題變得迫在眉睫。

目前針對(duì)“空巢老人”的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在監(jiān)控的時(shí)效和智能方面有很大欠缺，只是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的視頻監(jiān)控。本文基于英偉達(dá)Jetson TX2平臺(tái)，結(jié)合深度學(xué)習(xí)、Web服務(wù)器及互聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)設(shè)計(jì)一款無(wú)人智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)“空巢老人”在家可能發(fā)生的跌倒、犯病等異常情況并及時(shí)報(bào)警，而且可以根據(jù)實(shí)際情況遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)終端的運(yùn)動(dòng)及攝像頭角度，以達(dá)到360°無(wú)盲區(qū)監(jiān)測(cè)。

1? 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1? 硬件組成

硬件部分包括TX2核心處理單元、視頻數(shù)據(jù)采集模塊、直流電機(jī)模塊、直流舵機(jī)模塊、4G模塊、超聲波避障模塊及電源管理模塊，如圖1所示。

面部表情痛苦測(cè)試結(jié)果如圖12所示。

跌倒或面部表情痛苦APP報(bào)警提示界面見圖13。

4? 結(jié)? 語(yǔ)

本文主要闡述無(wú)人智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，介紹系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、軟件設(shè)計(jì)及測(cè)試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“空巢老人”遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場(chǎng)推廣價(jià)值和社會(huì)意義。

注：本文通訊作者為劉宇紅。

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