CN107277452A - 基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信道状态信息的安防摄像头智能开启与关闭装置及方法，适用于监控区域使用。其包括监测感应模块、服务器处理模块和摄像头录像模块，其中服务器处理模块还包括无延时开启模块与智能延时关闭模块；监测感应模块利用WIFI的信道状态信息来目标区域有无人员的出现或离开；监测感应模块将检测信号送入服务器处理模块，服务器处理模块把检测信息发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开启与关闭状态。实现全覆盖无设备人员检测，节省人力与资源。同时，利用数据学习计算等待关闭时间段T以实现摄像头的智能延时关闭，使摄像头避免频繁开关问题实现安防摄像头的智能开启与关闭。

Description

基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭装置及方法

技术领域

本发明涉及一种安防摄像头智能开启与关闭装置及方法，尤其是一种适用于监控区域使用的基于信道状态信息的安防摄像头智能开启与关闭装置及方法。

背景技术

随着安全技术防范的意识渗透到人类生产生活的方方面面，监控安防***受到越来越多研究者的关注，而摄像头是监控安防***的重要组成部分。摄像头是当前监控摄像领域使用最为普遍和频繁的产品之一，由于其具有高清视频采集的功能和特性并进行存储，实现事实的重现而备受推广。摄像头是监测区域成像的载体，其正确的开启与关闭状态是影响监控***能否有效且低能耗运行的决定性因素。

目前，摄像头的改进主要集中在拍摄区域、夜间摄像及其硬件设备等，对摄像头的智能自动开启与关闭以达到节能效果的研究较少。主要存在以下问题：第一，在摄像机及高清摄像机数量十分庞大的当今社会，由于摄像机无效开启时间(摄像机保持开启状态且监控区域无监测目标的时间段)过长，从而导致不必要的电能浪费；第二，由海量的摄像头构成的视联网的出现产生了洪水般的视频数据，然而其中的无效视频却占了相当大的比重，如今无效视频存储过多带来的成本浪费已经成为一个不可忽视的问题。因而实现安防摄像头的智能开启与关闭具有重要意义。

近年来，专利号为CN106454110A的声光控制摄像头，通过与摄像头串联的光敏电阻自动开启对准光亮处的摄像头进行摄像，当可见光消失后能够实现自动关闭，既能节约能耗，又能够准确的对发光移动物体进行摄像。专利号为CN204633907U的基于智能光敏电路的摄像头，通过自动检测环境光线的强弱，来启动或者关闭摄像头的光源，使得摄像头始终处于光线充足的成像环境中，无需全天为摄像头提供光源，节能环保。专利号为CN105516550A的自动摄像头的夜间模式运行方法，采用红外灯作为摄像头在光线较弱的环境或夜间拍摄的光源，且将其均匀分布在摄像镜头外部的电路板上，并组合成环状的红外线发射带，以保证拍摄的画面感光均匀。另外其采用光控开关控制红外灯的电源电路，使得红外灯只在光线较弱的环境才开启以节约电力成本。而针对安防摄像头的智能自动开启与关闭研究尚存在如下问题：第一，当前的摄像头控制开关多基于声控、压力与光感，其具有抗干扰性弱、精确度低等缺点，难以实现对监控区域的全面覆盖；第二，由于摄像头频繁开关易导致设备使用周期缩短、能耗增加等问题，且对摄像头的研究多遵循着检测到人则开启摄像头、无人则关闭的原则，导致在人流量多的时候摄像头开启与关闭过于频繁，造成不必要的能量消耗以及摄像头使用寿命减少，而且目前缺乏相应的研究。

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、控制效果好的兼具可靠性和实用性的基于信道状态信息的安防摄像头智能开启与关闭装置及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭控制装置，包括WIFI网络发射器、监测感应模块、服务器处理模块和摄像头录像模块，其中服务器处理模块还包括无延时开启模块与智能延时关闭模块；所述监测感应模块包含至少一个无线接入点，WIFI网络发射器在监控区域内广播WIFI网络，无线接入点设置于监控区域内；所述监测感应模块通过局域网，将获取检测信号传送至服务器处理模块，服务器处理模块将检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开闭状态。

所述服务器安装有Intel5300网卡，监测感应模块为无线路由器，服务器处理模块包括服务器和显示器，所述摄像头录像模块包含至少一个具备红外灯的摄像头。

本发明的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，监测感应模块利用接收到的监控区域WIFI网络的信道SCI状态信息通过人员检测方法来检测监控区域是否有人员的出现或离开，从而产生检测信号；监测感应模块通过局域网将获取的检测信号送入服务器处理模块，所述服务器处理模块把检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开启与关闭状态。

所述的人员检测方法：监测感应模块首先利用LOF离群值检测方法进行CSI预处理，以时间窗口k构建通道状态信息协方差矩阵；计算协方差矩阵奇异值作为矩阵特征；最后利用随机森林方法进行非类，从而获得静止状态和移动状态两种分类。

服务器处理模块检测信号判断为静止状态则表示被测区域有人员出现，则立刻将开启摄像头的控制信息传送给摄像头录像模块；若检测信号判断为移动状态则表示被测区域内无人员或人员已离开，则将该信息转发给智能延时关闭模块，所述智能延时关闭模块在接收到无延时开启模块传达的信息时，利用其智能延时关闭方法，智能分析当前时段的最佳等待关闭时间段T，随之将关闭摄像头的控制信号与等待关闭时间段T打包发送给摄像头录像模块的控制终端。

摄像头智能延时关闭方法包括以下步骤：

第一步、***初始化：在首次将所述方法应用到一个监控摄像头上时，将监控摄像头的等待关闭时间段T设置为5分钟；

第二步、收集历史数据：在摄像头工作10日后，会产生该10日内利用无线监测的各个时间段人流量历史数据且该历史数据已被储存在数据库中；将每日平均划分为24个时段，把该监控区域的人流量和对应时间段的数据做统计并将统计结果存入数据库；

第三步、建模：将监控区域的人流量等级分为少、中和多三个等级，具体对应的人流量为5人以下、5-10人以及10人以上；对于上述人流量的三个等级，对应建立少人模型、中等模型与多人模型并将步骤2中收集的人流量与对应时间段匹配到三个模型中，即可得到时间与人流量的一一映射关系；

第四步、计算摄像头的最佳等待关闭时间段T’：利用步骤3中的映射关系得到各个时间相应的最佳等待关闭时间段T’，并将等待延迟时间一天中的监控时间对应并存入数据库。

有益效果：本发明把基于无线信道状态信息的人员检测方法应用到控制摄像头的开关状态上，智能控制摄像头的开启与关闭。传统的摄像头长期开启或基于光敏的自动开启等方法比较固化且精确性差，易导致摄像头的无效开启时间过长以及无效视频存储过多，造成电能浪费与存储空间浪费问题，满足不了摄像头的智能开启与关闭工作。本发明利用无线信道状态信息来检测监控区域有无监测对象，实现全覆盖无设备人员检测，节省人力与资源。同时，利用数据学习计算等待关闭时间段T以实现摄像头的智能延时关闭，使摄像头避免频繁开关问题，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭装置的结构图；

图2是本发明基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明做进一步说明：

如图1和图2所示，本发明的基于信道状态信息的安防摄像头智能开启与关闭装置，包括WIFI网络发射器、监测感应模块、服务器处理模块和摄像头录像模块，其中服务器处理模块还包括无延时开启模块与智能延时关闭模块；所述监测感应模块包含至少一个无线接入点，WIFI网络发射器在监控区域内广播WIFI网络，无线接入点设置于监控区域内；所述监测感应模块通过局域网，将获取检测信号传送至服务器处理模块，服务器处理模块将检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开闭状态。所述服务器安装有Intel5300网卡，监测感应模块为无线路由器，服务器处理模块包括服务器和显示器，所述摄像头录像模块包含至少一个具备红外灯的摄像头。

本发明的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，监测感应模块利用接收到的监控区域WIFI网络的信道状态信息通过人员检测方法来检测监控区域是否有人员的出现或离开，人员检测方法为：监测感应模块首先利用LOF离群值检测方法进行CSI预处理，以时间窗口k构建通道状态信息协方差矩阵；计算协方差矩阵奇异值作为矩阵特征；最后利用随机森林方法进行非类，从而获得静止状态和移动状态两种分类；

利用产生的检测信号监测感应模块通过局域网将获取的检测信号送入服务器处理模块，所述服务器处理模块把检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开启与关闭状态，控制开闭的具体方法：服务器处理模块检测信号判断为静止状态则表示被测区域有人员出现，则立刻将开启摄像头的控制信息传送给摄像头录像模块；若检测信号判断为移动状态则表示被测区域内无人员或人员已离开，则将该信息转发给智能延时关闭模块，所述智能延时关闭模块在接收到无延时开启模块传达的信息时，利用其智能延时关闭方法，智能分析当前时段的最佳等待关闭时间段T，随之将关闭摄像头的控制信号与等待关闭时间段T打包发送给摄像头录像模块的控制终端。

所述摄像头智能延时关闭方法包括以下步骤：

第一步、***初始化：在首次将所述方法应用到一个监控摄像头上时，将监控摄像头的等待关闭时间段T设置为5分钟；

第二步、收集历史数据：在摄像头工作10日后，会产生该10日内利用无线监测的各个时间段人流量历史数据且该历史数据已被储存在数据库中；将每日平均划分为24个时段，把该监控区域的人流量和对应时间段的数据做统计并将统计结果存入数据库；

第三步、建模：将监控区域的人流量等级分为少、中和多三个等级，具体对应的人流量为5人以下、5-10人以及10人以上；对于上述人流量的三个等级，对应建立少人模型、中等模型与多人模型并将步骤2中收集的人流量与对应时间段匹配到三个模型中，即可得到时间段与人流量的一一映射关系；

第四步、计算摄像头的最佳等待关闭时间段T’：利用时间段与人流量的一一映射关系得到各个时间相应的最佳等待关闭时间段T’，并将等待延迟时间一天中的监控时间对应并存入数据库。

Claims (6)

1.一种基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭控制装置，其特征在于：它包括WIFI网络发射器、监测感应模块、服务器处理模块和摄像头录像模块，其中服务器处理模块还包括无延时开启模块与智能延时关闭模块；所述监测感应模块包含至少一个无线接入点，WIFI网络发射器在监控区域内广播WIFI网络，无线接入点设置于监控区域内；所述监测感应模块通过局域网，将获取检测信号传送至服务器处理模块，服务器处理模块将检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开闭状态。

2.根据权利要求1所述的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭装置，其特征在于：所述服务器安装有Intel5300网卡，监测感应模块为无线路由器，服务器处理模块包括服务器和显示器，所述摄像头录像模块包含至少一个具备红外灯的摄像头。

3.一种使用权利要求1所述的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭装置的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，其特征在于：监测感应模块利用接收到的监控区域WIFI网络的信道状态信息通过人员检测方法来检测监控区域是否有人员的出现或离开，从而产生检测信号；监测感应模块通过局域网将获取的检测信号送入服务器处理模块，所述服务器处理模块把检测信息转化为控制信息并将其发送给摄像头录像模块，以控制摄像头的开启与关闭状态。

4.根据权利要求3所述的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，其特征在于所述的人员检测方法：监测感应模块首先利用LOF离群值检测方法进行CSI预处理，以时间窗口k构建通道状态信息协方差矩阵；计算协方差矩阵奇异值作为矩阵特征；最后利用随机森林方法进行非类，从而获得静止状态和移动状态两种分类。

5.根据权利要求4所述的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，其特征在于：服务器处理模块检测信号判断为静止状态则表示被测区域有人员出现，则立刻将开启摄像头的控制信息传送给摄像头录像模块；若检测信号判断为移动状态则表示被测区域内无人员或人员已离开，则将该信息转发给智能延时关闭模块，所述智能延时关闭模块在接收到无延时开启模块传达的信息时，利用其智能延时关闭方法，智能分析当前时段的最佳等待关闭时间段T，随之将关闭摄像头的控制信号与等待关闭时间段T打包发送给摄像头录像模块的控制终端。

6.根据权利要求5所述的基于信道状态信息的安防摄像头智能开闭方法，其特征在于摄像头智能延时关闭方法包括以下步骤：

第一步、***初始化：在首次将所述方法应用到一个监控摄像头上时，将监控摄像头的等待关闭时间段T设置为5分钟；

第二步、收集历史数据：在摄像头工作10日后，会产生该10日内利用无线监测的各个时间段人流量历史数据且该历史数据已被储存在数据库中；将每日平均划分为24个时段，把该监控区域的人流量和对应时间段的数据做统计并将统计结果存入数据库；

第三步、建模：将监控区域的人流量等级分为少、中和多三个等级，具体对应的人流量为5人以下、5-10人以及10人以上；对于上述人流量的三个等级，对应建立少人模型、中等模型与多人模型并将步骤2中收集的人流量与对应时间段匹配到三个模型中，即可得到时间与人流量的一一映射关系；

第四步、计算摄像头的最佳等待关闭时间段T’：利用步骤3中的映射关系得到各个时间相应的最佳等待关闭时间段T’，并将等待延迟时间一天中的监控时间对应并存入数据库。