基于zigbee網絡的智能視頻監控系統研究

任沁 王靜 李振鋒

摘 要：zigbee網絡已在工業、農業、商業、醫療、家居等領域廣泛應用。針對目前各單位中由于視頻監控點較多而出現需要大量顯示器和人力資源成本的情況，提出了基于zigbee網絡的智能視頻監控系統。通過實時對每個視頻監控點是否有人員靠近的情況檢測，利用zigbee網絡傳輸和串口通信將信息傳送至計算機將有人員靠近的視頻監控點畫面調到顯示器上顯示。此系統可大幅度減少顯示器數量以及人力資源成本，有效地節約開支，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：實時；監控；zigbee；智能

引言

目前視頻監控點較多的單位中普遍使用的視頻監控系統大概可分為二類：第一類，使用大量的顯示器將所有視頻監控點的畫面全部實時顯示出來，并且雇傭相對數量的工作人員進行監視；第二類，只使用一定數量的顯示器，并且雇傭少量的工作人員將所有視頻監控點的畫面進行定時輪流的滾動播放或人為有意識的進行切換。第一類視頻監控系統雖然有效，但成本較高。第二類視頻監控系統雖然成本不高，但不能做到實時全方位的有效監控。文章就基于zigbee網絡的智能視頻監控系統如何能有效做到視頻實時監控的同時減少成本的方法展開研究。

1 zigbee簡介

zigbee是基于IEEE802.15.4標準的個域網協議。其特點為：近距離傳輸、復雜度低、數據傳輸速率較低、自組織、功耗較低、節點容量大、性價比較高。zigbee協議分為物理層、媒體訪問控制層、傳輸層、網絡層、應用層等。一個zigbee網絡系統中有且只有一個協調器，負責分配各個節點的網絡地址。根據網狀形、樹狀形和星狀形網絡其組網方式更是千變萬化。現在市面上的zigbee模塊集成了處理器（如51單片機），可用于遠程控制和自動控制。

2 系統硬件結構

系統硬件結構分為信息采集，中繼路由，協調器串口通信，計算機處理響應四個部分。除計算機外，其它網絡點均使用帶有CC2530芯片的模塊，此芯片集成了增強型51單片機，可用C語言直接編程。模擬系統硬件結構分布如圖1所示。

2.1 信息采集部分

各視頻監控點上分布的Bodyscan1至Bodyscan8為系統硬件結構中的信息采集部分，其由zigbee模塊連接了一個人體紅外傳感器組成。利用人體紅外傳感器實時檢測是否有人員靠近的情況，如果有人員靠近，則將此視頻監控點的標號信息通過zigbee模塊中的無線收發部分發送至中繼路由部分。

2.2 中繼路由部分

Relayrouter1至Relayrouter4為系統硬件結構中的中繼路由部分。中繼路由部分的主要功能是通過對數據信號的重新發送或者轉發，相當于對信號進行再生或還原處理來延伸網絡傳輸的距離。此系統硬件結構中針對距離協調器較遠，信號傳輸不能直接到達協調器的節點設置了中繼路由部分，由中繼路由部分繼續將標號信息傳輸至協調器（Bodyscan3至Bodyscan8便是這種情況）；如果距離協調器距離較近，信息傳輸能夠直接到達協調器的節點則無需使用中繼路由部分（Bodyscan1和Bodyscan2便是這種情況）。

2.3 協調器串口通信部分

zigbee_contrl為系統硬件結構中的協調器串口通信部分，為無線網絡中的協調器。其通過zigbee模塊中無線收發部分接收中繼路由或距離較近節點發送來的標號信息，并由單片機串口通信將標號信息傳送至計算機。

2.4 計算機處理響應部分

PC機為系統硬件結構中的計算機處理響應部分，其作用是通過對串口端接收到的標號信息進行分析，并將對應視頻監控點實時的畫面調到顯示屏上顯示，方便工作人員監視。

3 zigbee網絡組網方式

如圖1所示，基于zigbee網絡的智能視頻監控系統采用的組網方式為樹狀形網絡組網。其中，zigbee_contrl為唯一的協調器，Bodyscan1至Bodyscan8為8個信息采集節點，Relayrouter1至Relayrouter4為4個中繼路由節點，共有12個節點。

4 系統軟件設計

整個系統的任務有組建網絡、信息采集、信息傳輸、信息分析處理、響應顯示等。其軟件功能設計實現思想為系統硬件開啟時組建網絡，隨后信息采集節點（Bodyscan1至Bodyscan8）中的人體傳感器實時檢測到人員靠近時，單片機則將此節點對應的視頻實時監控點標號信息通過zigbee模塊中的無線收發部分直接發送或經由中繼路由節點發送給協調器串口通信zigbee_contrl。協調器串口通信zigbee_contrl再將此信息通過串口通信直接發送至計算機，計算機經過對標號信息的分析后將其對應的視頻監控點實時的畫面調到顯示器上顯示。系統主要軟件功能實現程序流程圖如圖2所示。

此軟件的應用可以做到將有人員靠近的視頻監控點實時的畫面在顯示器上播放，工作人員無需將每個視頻實時監控點的畫面全部顯示出來監視，也無可避免因為顯示器屏幕顯示不完所有視頻實時監控點的畫面而進行當前顯示畫面的盲目切換。

5 結束語

文章提出了基于zigbee網絡的智能視頻監控系統，實時對各個視頻監控點有無人員靠近的情況進行檢測，并將有人員靠近的視頻監控點實時的畫面調到顯示器上顯示，從而減少人力資源成本和硬件資源成本。此系統性價比高、工作穩定，應用前景非常廣闊。