基于zigbee网络的智能视频监控系统研究

任沁 王静 李振锋

摘 要：zigbee网络已在工业、农业、商业、医疗、家居等领域广泛应用。针对目前各单位中由于视频监控点较多而出现需要大量显示器和人力资源成本的情况，提出了基于zigbee网络的智能视频监控系统。通过实时对每个视频监控点是否有人员靠近的情况检测，利用zigbee网络传输和串口通信将信息传送至计算机将有人员靠近的视频监控点画面调到显示器上显示。此系统可大幅度减少显示器数量以及人力资源成本，有效地节约开支，具有广阔的应用前景。

关键词：实时；监控；zigbee；智能

引言

目前视频监控点较多的单位中普遍使用的视频监控系统大概可分为二类：第一类，使用大量的显示器将所有视频监控点的画面全部实时显示出来，并且雇佣相对数量的工作人员进行监视；第二类，只使用一定数量的显示器，并且雇佣少量的工作人员将所有视频监控点的画面进行定时轮流的滚动播放或人为有意识的进行切换。第一类视频监控系统虽然有效，但成本较高。第二类视频监控系统虽然成本不高，但不能做到实时全方位的有效监控。文章就基于zigbee網络的智能视频监控系统如何能有效做到视频实时监控的同时减少成本的方法展开研究。

1 zigbee简介

zigbee是基于IEEE802.15.4标准的个域网协议。其特点为：近距离传输、复杂度低、数据传输速率较低、自组织、功耗较低、节点容量大、性价比较高。zigbee协议分为物理层、媒体访问控制层、传输层、网络层、应用层等。一个zigbee网络系统中有且只有一个协调器，负责分配各个节点的网络地址。根据网状形、树状形和星状形网络其组网方式更是千变万化。现在市面上的zigbee模块集成了处理器（如51单片机），可用于远程控制和自动控制。

2 系统硬件结构

系统硬件结构分为信息采集，中继路由，协调器串口通信，计算机处理响应四个部分。除计算机外，其它网络点均使用带有CC2530芯片的模块，此芯片集成了增强型51单片机，可用C语言直接编程。模拟系统硬件结构分布如图1所示。

2.1 信息采集部分

各视频监控点上分布的Bodyscan1至Bodyscan8为系统硬件结构中的信息采集部分，其由zigbee模块连接了一个人体红外传感器组成。利用人体红外传感器实时检测是否有人员靠近的情况，如果有人员靠近，则将此视频监控点的标号信息通过zigbee模块中的无线收发部分发送至中继路由部分。

2.2 中继路由部分

Relayrouter1至Relayrouter4为系统硬件结构中的中继路由部分。中继路由部分的主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，相当于对信号进行再生或还原处理来延伸网络传输的距离。此系统硬件结构中针对距离协调器较远，信号传输不能直接到达协调器的节点设置了中继路由部分，由中继路由部分继续将标号信息传输至协调器（Bodyscan3至Bodyscan8便是这种情况）；如果距离协调器距离较近，信息传输能够直接到达协调器的节点则无需使用中继路由部分（Bodyscan1和Bodyscan2便是这种情况）。

2.3 协调器串口通信部分

zigbee_contrl为系统硬件结构中的协调器串口通信部分，为无线网络中的协调器。其通过zigbee模块中无线收发部分接收中继路由或距离较近节点发送来的标号信息，并由单片机串口通信将标号信息传送至计算机。

2.4 计算机处理响应部分

PC机为系统硬件结构中的计算机处理响应部分，其作用是通过对串口端接收到的标号信息进行分析，并将对应视频监控点实时的画面调到显示屏上显示，方便工作人员监视。

3 zigbee网络组网方式

如图1所示，基于zigbee网络的智能视频监控系统采用的组网方式为树状形网络组网。其中，zigbee_contrl为唯一的协调器，Bodyscan1至Bodyscan8为8个信息采集节点，Relayrouter1至Relayrouter4为4个中继路由节点，共有12个节点。

4 系统软件设计

整个系统的任务有组建网络、信息采集、信息传输、信息分析处理、响应显示等。其软件功能设计实现思想为系统硬件开启时组建网络，随后信息采集节点（Bodyscan1至Bodyscan8）中的人体传感器实时检测到人员靠近时，单片机则将此节点对应的视频实时监控点标号信息通过zigbee模块中的无线收发部分直接发送或经由中继路由节点发送给协调器串口通信zigbee_contrl。协调器串口通信zigbee_contrl再将此信息通过串口通信直接发送至计算机，计算机经过对标号信息的分析后将其对应的视频监控点实时的画面调到显示器上显示。系统主要软件功能实现程序流程图如图2所示。

此软件的应用可以做到将有人员靠近的视频监控点实时的画面在显示器上播放，工作人员无需将每个视频实时监控点的画面全部显示出来监视，也无可避免因为显示器屏幕显示不完所有视频实时监控点的画面而进行当前显示画面的盲目切换。

5 结束语

文章提出了基于zigbee网络的智能视频监控系统，实时对各个视频监控点有无人员靠近的情况进行检测，并将有人员靠近的视频监控点实时的画面调到显示器上显示，从而减少人力资源成本和硬件资源成本。此系统性价比高、工作稳定，应用前景非常广阔。