張亞楠

摘要：實現(xiàn)了一個基于kinect及Android系統(tǒng)的家庭防盜系統(tǒng)，通過kinect的視頻捕捉及人體匹配算法，對進入家庭人員進行身份識別，對非法闖入者進行視頻捕捉并對持有android設備的家庭成員或管理人員報警。

關鍵詞：kinect；android；防盜系統(tǒng)；通信系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）22-0057-02

1 kinect及android介紹

Kinect是微軟公司推出的可編程動態(tài)編程設備，在人體動態(tài)捕捉領域處于前沿水平。其可編程性使得軟件工程師可以定制基于kinect的信息系統(tǒng)，通過對人體信息的獲取和分析，完成特定的功能。

Android是當前的主流智能設備操作系統(tǒng)平臺，在當前的智能設備市場占有率在70%左右。由于其秉持系統(tǒng)開放等特點，廣受軟件開發(fā)人員歡迎，基于該系統(tǒng)平臺所開發(fā)的軟件呈暴發(fā)性增長。對移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及起到了一定的推動作用。在技術上，android系統(tǒng)包含activity，server， BroadcastReceive， Content Provider四個組件，其中activity用來生成用戶交互界面，完成用戶操作server生成系統(tǒng)及用戶守護進程，在后臺保持服務。

基于kinect及android平臺的家庭防盜系統(tǒng)，通過kinect識別進入室內(nèi)物體是否為人體，進而捕捉人體信息，匹配行為數(shù)據(jù)庫中的人體動態(tài)數(shù)據(jù)，識別進入人體是否為非法闖入者，通過通信模塊向android平臺向管理人員報警，從而避免損失及對家庭環(huán)境達到及時掌握的目的。

2 基于kinect及android平臺的家庭防盜系統(tǒng)模型

本系統(tǒng)分為kinect動態(tài)捕捉模塊，系統(tǒng)通信模塊，android客戶端模塊三個邏輯模塊。Kinect動態(tài)捕捉模塊通過動態(tài)捕捉算法，將實時動態(tài)畫面轉(zhuǎn)化為灰度圖，在灰度圖中，挖掘出人體，然后將人體挖掘出18個關節(jié)點，在數(shù)軸中標記出18個關節(jié)點的坐標，在人體發(fā)生動態(tài)變化時，通過坐標的改變，分析出人體的移動軌跡，捕獲相關數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)挖掘分析，對于不匹配人員進行及時報警干預。

具體流程如下：（1）防盜系統(tǒng)管理人員或家庭用戶向kinect輸入人體運動軌跡數(shù)據(jù)，存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。（2）kinect捕捉進入室內(nèi)人員畫面，通過算法分析人員信息與之前存儲運動軌跡數(shù)據(jù)是否匹配。（3）如果不匹配，通過通信模塊向android設備發(fā)送報警信息。（4）通信模塊啟動通信進程，向android平臺推送報警信息（5）android設備啟動通信進程，與系統(tǒng)通信模塊建立通信連接，接收通信模塊發(fā)送的報警信號及報警數(shù)據(jù)圖片。（6）用戶通過android智能設備查看報警信息及入侵者圖像并根據(jù)具體情況進行處理。

捕捉分析人體動態(tài)數(shù)據(jù)流程：

Kinect通過體感攝像頭錄入包含人體數(shù)據(jù)的圖像，分離圖像前景背景，將圖像分離成灰度圖，對灰度圖進行分析計算，生成深度圖，通過人體識別算法，將人體圖像和其他圖像分離，摳出人體。分離人體圖像后，將人體數(shù)據(jù)進行分析計算，將人體18個關節(jié)節(jié)點定位捕捉，在坐標系中對18個節(jié)點進行定位計算。在人體活動過程中，通過關節(jié)節(jié)點的移動產(chǎn)生坐標數(shù)據(jù)改變，通過坐標數(shù)據(jù)之間的方位差，得出人體移動數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)存儲和計算匹配。

通信模塊與android智能平臺通信流程：

在kinect分析出進入室內(nèi)的人體為入侵者后，通過串口，啟動系統(tǒng)通信模塊，通信模塊引導線程生成通信線程，通信線程啟動搜索熱點函數(shù)，對周邊無線網(wǎng)熱點進行搜索，通過事前輸入的ssid信息，匹配可以登錄的無線網(wǎng)，連接互聯(lián)網(wǎng)。在接收到聯(lián)網(wǎng)函數(shù)返回成功信號后，通信線程建立socket server并查詢android智能設備通信列表，對實現(xiàn)存儲的android列表內(nèi)的智能客戶端進行信息推送，如果出現(xiàn)android智能設備無法連接的情況，根據(jù)列表中的存儲順序，依次聯(lián)系次優(yōu)先級的智能設備，循環(huán)連接，直至連接成功。在連接函數(shù)返回成功信號后，通信模塊將捕獲到的人體彩色圖像作為jpg圖形文件向android智能設備推送，同時發(fā)送報警信息。

Android智能平臺在非報警狀態(tài)時，僅啟動后臺server作為較低優(yōu)先級應用服務在后臺以低占用資源方式運行。在系統(tǒng)通信模塊服務端向Android智能平臺推送報警信息后，后臺server啟動應用，調(diào)用初始activity，即startActivity，startActivity通過定義的layout xml文件對布局頁面進行初始化，生成應用的交互頁面，并啟動通信線程，建立socket client端，與系統(tǒng)server段建立通信連接，接收系統(tǒng)server端發(fā)送的警報信息及入侵者圖像，使用戶及時掌握家庭室內(nèi)信息，及時處理。

3 實驗驗證

本文提出的基于kinect及android平臺的家庭防盜系統(tǒng)模型，在家庭環(huán)境，以微軟kinect，家庭無線網(wǎng)環(huán)境為網(wǎng)絡環(huán)境，個人電腦為服務器，普通低端安卓手機為客戶端，與傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)進行了對比測試試驗。

從數(shù)據(jù)對比可以看出，本系統(tǒng)在成本，功能，性能等方面比照傳統(tǒng)民用防盜系統(tǒng)均有比較明顯優(yōu)勢，雖然現(xiàn)在其在穩(wěn)定性和商業(yè)性還存在一定的缺點，但未來的發(fā)展存在空間。

4 結束語

本文介紹了基于kinect及android平臺的防盜系統(tǒng)，其通過動態(tài)捕捉入室者的動作，分析來者是否為入侵者，并通過移動互聯(lián)網(wǎng)通知管理者及用戶，起到實時防盜的作用。由于android系統(tǒng)智能客戶端的普遍性及成本低廉性，對系統(tǒng)的推廣有一定積極作用，在預警種類方面，本系統(tǒng)現(xiàn)在智能對非法闖入的人體進行識別和報警，存在一定的局限性，今后可以考慮增加熱識別，濕度識別等傳感器，從而增加系統(tǒng)的預警種類和功能。

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