基于TX2的嵌入式無人智能監測系統設計與實現

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”遠程監測的難題，改善現有監測系統存在的時效性及智能性等方面欠缺，提出一款基于TX2的嵌入式無人智能監測系統。該系統以圖像微型處理器為控制核心，實時處理 CMOS圖像傳感器采集的圖像數據，對圖像中被監測人的體態及面部表情進行識別，對跌倒、面部表情痛苦等危險異常情況進行報警。在嵌入式平臺上采用Tornado+WSGI+Apache技術搭建Web服務器，通過4G技術Android終端可以遠程連接嵌入式平臺實時獲取報警信息及監控視頻數據，并根據需要遠程調節監測終端運動及攝像頭角度，以達到360°無盲區監測。經測試，該系統工作穩定，具有操作簡單、穩定可靠、智能監測等特點。

關鍵詞： 智能監測; 系統設計; TX2; 4G技術; 人工智能; 實驗測試

中圖分類號： TN931+.3?34; TP399? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 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

隨著中國逐步步入老齡化社會，老年人群體日趨龐大，加之社會節奏加快，越來越多家庭子女把更多的時間都投入在工作上，以致“空巢老人”越來越多[1]?！翱粘怖先恕比狈εc家人的溝通，日常生活缺少照料，家中摔倒無人救援，犯病臥床無人知曉，甚至出現老年人在家中死亡多日才被發現的悲劇，因此“空巢老人”的監測問題變得迫在眉睫。

目前針對“空巢老人”的監測系統在監控的時效和智能方面有很大欠缺，只是實現簡單的視頻監控。本文基于英偉達Jetson TX2平臺，結合深度學習、Web服務器及互聯網Android平臺設計一款無人智能監測系統，用于實時監測“空巢老人”在家可能發生的跌倒、犯病等異常情況并及時報警，而且可以根據實際情況遠程調節監測終端的運動及攝像頭角度，以達到360°無盲區監測。

1? 系統硬件設計

1.1? 硬件組成

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

面部表情痛苦測試結果如圖12所示。

跌倒或面部表情痛苦APP報警提示界面見圖13。

4? 結? 語

本文主要闡述無人智能監測系統的軟硬件設計過程，介紹系統的硬件結構、工作原理、軟件設計及測試結果，實現了對“空巢老人”遠程智能監測。測試結果表明，該系統結構簡單、穩定可靠，具有廣闊的市場推廣價值和社會意義。

注：本文通訊作者為劉宇紅。

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