基于kinect及android平台的家庭防盗系统
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摘要：实现了一个基于kinect及android系统的家庭防盗系统，通过kinect的视频捕捉及人体匹配算法，对进入家庭人员进行身份识别，对非法闯入者进行视频捕捉并对持有android设备的家庭成员或管理人员报警。
关键词：kinect；android；防盗系统；通信系统
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）22-0057-02
1 kinect及android介绍
Kinect是微软公司推出的可编程动态编程设备，在人体动态捕捉领域处于前沿水平。其可编程性使得软件工程师可以定制基于kinect的信息系统，通过对人体信息的获取和分析，完成特定的功能。
Android是当前的主流智能设备操作系统平台，在当前的智能设备市场占有率在70%左右。由于其秉持系统开放等特点，广受软件开发人员欢迎，基于该系统平台所开发的软件呈暴发性增长。对移动互联网的迅速普及起到了一定的推动作用。在技术上，android系统包含activity，server， BroadcastReceive， Content Provider四个组件，其中activity用来生成用户交互界面，完成用户操作server生成系统及用户守护进程，在后台保持服务。
基于kinect及android平台的家庭防盗系统，通过kinect识别进入室内物体是否为人体，进而捕捉人体信息，匹配行为数据库中的人体动态数据，识别进入人体是否为非法闯入者，通过通信模块向android平台向管理人员报警，从而避免损失及对家庭环境达到及时掌握的目的。
2 基于kinect及android平台的家庭防盗系统模型
本系统分为kinect动态捕捉模块，系统通信模块，android客户端模块三个逻辑模块。Kinect动态捕捉模块通过动态捕捉算法，将实时动态画面转化为灰度图，在灰度图中，挖掘出人体，然后将人体挖掘出18个关节点，在数轴中标记出18个关节点的坐标，在人体发生动态变化时，通过坐标的改变，分析出人体的移动轨迹，捕获相关数据信息，进行数据挖掘分析，对于不匹配人员进行及时报警干预。
具体流程如下：（1）防盗系统管理人员或家庭用户向kinect输入人体运动轨迹数据，存入系统数据库中。（2）kinect捕捉进入室内人员画面，通过算法分析人员信息与之前存储运动轨迹数据是否匹配。（3）如果不匹配，通过通信模块向android设备发送报警信息。（4）通信模块启动通信进程，向android平台推送报警信息（5）android设备启动通信进程，与系统通信模块建立通信连接，接收通信模块发送的报警信号及报警数据图片。（6）用户通过android智能设备查看报警信息及入侵者图像并根据具体情况进行处理。
捕捉分析人体动态数据流程：
Kinect通过体感摄像头录入包含人体数据的图像，分离图像前景背景，将图像分离成灰度图，对灰度图进行分析计算，生成深度图，通过人体识别算法，将人体图像和其他图像分离，抠出人体。分离人体图像后，将人体数据进行分析计算，将人体18个关节节点定位捕捉，在坐标系中对18个节点进行定位计算。在人体活动过程中，通过关节节点的移动产生坐标数据改变，通过坐标数据之间的方位差，得出人体移动数据并进行数据存储和计算匹配。
通信模块与android智能平台通信流程：
在kinect分析出进入室内的人体为入侵者后，通过串口，启动系统通信模块，通信模块引导线程生成通信线程，通信线程启动搜索热点函数，对周边无线网热点进行搜索，通过事前输入的ssid信息，匹配可以登录的无线网，连接互联网。在接收到联网函数返回成功信号后，通信线程建立socket server并查询android智能设备通信列表，对实现存储的android列表内的智能客户端进行信息推送，如果出现android智能设备无法连接的情况，根据列表中的存储顺序，依次联系次优先级的智能设备，循环连接，直至连接成功。在连接函数返回成功信号后，通信模块将捕获到的人体彩色图像作为jpg图形文件向android智能设备推送，同时发送报警信息。
Android智能平台在非报警状态时，仅启动后台server作为较低优先级应用服务在后台以低占用资源方式运行。在系统通信模块服务端向Android智能平台推送报警信息后，后台server启动应用，调用初始activity，即startActivity，startActivity通过定义的layout xml文件对布局页面进行初始化，生成应用的交互页面，并启动通信线程，建立socket client端，与系统server段建立通信连接，接收系统server端发送的警报信息及入侵者图像，使用户及时掌握家庭室内信息，及时处理。
3 实验验证
本文提出的基于kinect及android平台的家庭防盗系统模型，在家庭环境，以微软kinect，家庭无线网环境为网络环境，个人电脑为服务器，普通低端安卓手机为客户端，与传统防盗系统进行了对比测试试验。
从数据对比可以看出，本系统在成本，功能，性能等方面比照传统民用防盗系统均有比较明显优势，虽然现在其在稳定性和商业性还存在一定的缺点，但未来的发展存在空间。
4 结束语
本文介绍了基于kinect及android平台的防盗系统，其通过动态捕捉入室者的动作，分析来者是否为入侵者，并通过移动互联网通知管理者及用户，起到实时防盗的作用。由于android系统智能客户端的普遍性及成本低廉性，对系统的推广有一定积极作用，在预警种类方面，本系统现在智能对非法闯入的人体进行识别和报警，存在一定的局限性，今后可以考虑增加热识别，湿度识别等传感器，从而增加系统的预警种类和功能。
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