设计计划书
一、题目（小四黑体）
基于ARM的无线电子监控报警系统
二、背景介绍
目前，小区使用监控报警器是物业管理环节中必不可少的保障小区安全的措施。小区监控，
就是根据预定的标准，对小区进出人员活动进行监测和控制，确保小区的居民安全，达到预期
的目标，使居民的需要得到满足。监控是一个多要素、多环节组成的复杂系统。因此，对小区
的安全监控要全面、科学、合理的进行。
目前只有一些高档的小区采用了防盗监控系统，而且多数都是红外线的防盗报警系统。红
外线的防盗报警系统有着自身的局限性，探测半径较小，列坐于学生当中，当场进行观摩与记
录，这不但可能会对上课的教师产生干扰，对听课的学生造成影响，还可能因为时间空间的限
制使教学质量评估带有局限性。
而现在市场上的网络视频监控系统多为长线控制，布线成本高，很多场合还受到布线的限
制。 我们要设计开发的这套无线电子监控系统是可以作为一般的家用防盗报警器，也可以用于
生活小区内的角落监控，或者用于学校教学研究、需求的终端应用子系统，是音、视频技术及
音、视频无线传输技术、计算机网络技术与现代教学管理思想完美结合的产物。作为一套电教
系统，它在技术上充分发挥了开发与系统集成的技术优势；在应用上它集电化教学和教学管理
于一身，在教学研究与评估无干扰听课、教学素材采集、自习课堂管理、电子监考等方面均有
着不可替代的作用，它使课堂教学过程对教研教务管理部门实现实时、无干扰、立体化的反馈
成为可能，从而能够充分协调学校、教师、学生三者的教学管理关系，优化教研、教学、教务
管理等业务流程，有效地提高学校的教学水平。
三、设计目标
系统分别采用ARM和单片机作为发送接收两部分的控制核心。该系统集音、视频同步采集、
音、视频无线收发、和集中监控为一体，投资小、成本低、应用较为方便。无线传输是本系统
的特色与创新之处，不但可以大大节省布线成本，而且很大程度上简化了通讯故障的诊断与维
护。系统有着十分广泛的用途。
如图1所示,该无线电子监控系统包括房屋单元、监控服务器及远程评估系统。房屋单元主
要功能是在户主不在时采集图像和声音,如必要可增加入侵报警设备，并进行相应的数字化处理。
监控服务器作为房屋中，实现对前端设备的控制，图像的资料的查询，可根据户主的需要进行
监控的光盘的制作等；小区内可建立多个监控子系统，通过外网来接收监控服务器的监控信息。
如果连接到Internet，将可以实现远程监控系统，可以监控到其它整个小区的人员活动情况，以
检测整个小区的异常情况。
图1 无线电子监控系统总体结构
该设计主要目标是开发一种基于ARM控制的无线电子监控系统。其主要功能如下：
音、视频信号无线传输
本系统采用的是无线传输技术，避免了传统监控系统的布线成本高、工程实现复杂、故
障率高、维护困难等问题。
电子巡查、
可利用本评估系统在监控房屋外的状况进行监听和监看。并通过分控系统随时调用各
居住楼的画面、声音，在不干扰正常小区的生活秩序。
定时录像功能
主控系统可根据需要设置在指定时间段对指定的区域进行录像，留存资料，以备监控
或核查。
远程图像调用
可通过Internet对授权的图像进行远程调用，并可进行控制，也可镶嵌到小区的网络上，
作为学校宣传的有力手段。
四、系统原理及框图
系统工作原理如下：
1. 音、视频同步采集
为了增加采集信息，生活小区内采用双图像采集模块同时工作，一个以讲台和黑板这一
区域作为主要对象，另一个监控讲台下学生的情况。所采集到的图像信息直接传输给ARM
微处理器系统，在该系统中，进行图像压缩等相关处理。在采集图像信息的同时，采集教师
的音频信号，并进行JPEG2000音频压缩处理，压缩后音频信息与经处理的图像信息暂时存
储在ARM微处理系统中。
2. 音、视频无线收发
在ARM的控制下，存储在ARM中的音、视频信息将通过无线发送模块发送出去，接收
端放置在监控室内，所接收到的信息被上传到监控服务器上，由监控系统播放出来。
3. 集中监控
目前大多数居民小区的监控室放有多个监视屏，不但成本高而且占用了一定的空间资源。
本次计划设计的系统将用一台PC机代替这些监视屏作为监控服务器，不同方位的信息可以
通过界面的切换来监控。
如图2所示，整个系统分为音、视频便携采集处理子系统和音、视频接收监控子系统两
部分。
图2 系统硬件框图
1.音、视频便携采集处理子系统部分主要构成如下：
音频压缩模块ET Audio实现音频信号采集和压缩
该模块具有Audio input，可输入Audio信号，由ET83X432压缩为 JPEG2000 Audio
文件，传输给ARM微处理器。该模块充分发挥了ET83X432的特色，包括可调整取样率
(Sampling Rate)，可调整音质(压缩比)等。
影像传感器ET21X130D实现视频信号的采集
该传感器具有 160X120 点像素、单色 8 位数据信号输出，内含 SRAM、I2C
接口，可方便地与 ARM 进行图像数据传输。
无线发送模块ET13X221实现音、视频信号的无线发送
该发送模块为 27MHz 无线通信,通信距离分别为 20 米。在此主要用于音、视频信
号的无线传输。
ST通用ARM核心模块主要实现子系统高级控制处理功能
对采集到的图像和音频信息进行实时的采集、处理、高速传输等操作是一般单片机
难以实现的。因此本子系统采用了成熟的ARM核心模块，不仅提高了开发效率，同时
也能更好地实现该系统的各项功能。
2. 音、视频接收监控子系统部分主要构成如下：
音、视频无线接收转发模块
该模块由无线接收模块ET13X221和ET44M210微系统组成，主要实现了音、视频
图像采集
音频采集
压缩
ARM
存储与处理
无线发送
无线接收微控制器PC服务器
无线传输
USB传输
ET21X130D
ET83X432
ET13X221
ET44M210
ET13X221
音视频便携采集处理子系统
音视频接收监控子系统
MiniARM2200
信号的无线接收和与监控服务器通信功能。其中，ET44M210微系统作为该部分控制核
心。ET44M210上带有USB接口，可以方便地与监控服务器进行高速数据传输。
居民小区监控服务器
该部分主要实现实时监控小区各个角落的人员活动情况，达到保护小区居民生命财
产。同时，音、视频信息可通过网络实时发送到其它监控计算机。良好的人机界面的建
立不仅可以展示小区的居民生活情况，方便物业管理。
五、软件流程
如图3和图4所示，系统的软件设计主要包括基于ARM系统的音、视频信号综合处理软
件、ET44M210微系统无线接收和高速转发软件、监控服务器的教学评估监控软件。
基于ARM系统的音、视频信号综合处理软件，一方面将采集到的音、视频信息实时存
储；另一方面将采集到的音、视频信息进行压缩等信号处理；其次，音、视频信息经无线发
送模块实时传输。
ET44M210微系统无线接收和高速转发软件，将接收到的音、视频信息通过USB接口上
传到监控服务器，并通过监控服务器的监控软件显示和播放出来。
监控服务器的监控软件，不仅建立良好的人机界面，实时监控小区的各个情况，而且采
用UDP协议，利用小区的局域网，实时的把监控信息发送到其它监控计算机。
当然，这只是初步的设计，在将来具体实现中可能还会发生变化。
图3 音、视频信号综合处理软件流程 图4 无线接收与监控软件流程
六、应用前景
本次计划设计的无线教电子监控系统的创新性在于不但可以实现音、视频的无线传输，
开始
初始化
视频采集 音频采集
处理与存储
准备发送?
无线发送
处理与存储
Y
N
收到信息?
上传服务器
传送完毕?
教学评估监控软件
开始
初始化
N
Y
N
Y
而且能够以低成本有效地完成监控功能。如对该系统进行一些改进或增加个别硬件设备，便
可实现：
多点无干扰小区居民生活
经授权的小区角落、住宅通过本室的电脑收看指定小区中的某个场所，自如地进行
活动观察和异常检测。 还可允许同时进行录像，而无需主控室操作的功能。
报警
可应用于小区电视保安及红外报警，通过生活小区及小区重点保安防范区安装的电
视摄像机和红外报警探头，可对生活小区进行全天候监视；在布防区域及布防时间内如
有外人侵入，即可联动报警、自动录像。
其它的安全监控场合。
七、器材清单
ARM－ARM通用模块STR系列 ×2
影像传感器模块 ×2
音频压缩/解压缩模块 ×2
27MHz以上的RF模块 ×2
OLED彩色显示屏模块 ×1
ST 系列单片机
