2020年1期花炮科技与市场
科技论坛4
Technology Forum
李述宇，刘富康，杨 玥
（沈阳工学院信息与控制学院，辽宁 沈阳 113122）
【摘要】随着计算机技术的迅猛发展，人类的生活方式发生了巨大变化，更追求智能化的设备，在工业和农业领域，远程控制和监控系统的应用十分广泛。随着5G 技术的发布，互联网的传输速率飞快上升，对远程控制技术和视频监控技术的需求越来越大。文章以树莓派Raspbian 系统自带的Python 为工具构建了基于Web 的远程监控系统。【关键词】树莓派；Flask 框架；环境监控系统中图分类号：TP277 文献标志码：A 文章编号：2096-5699（2020）01-0004-01
作者简介：李述宇，男，辽宁丹东人，本科，研究方向：物联网系统集成；刘富康，男，河北廊坊人，本科，研究方向：软件开发。
通讯作者：杨玥，女，辽宁沈阳人，教授，研究方向：教学管理，物联网系统集成。
文章提出了一种基于嵌入式技术的通用高性能嵌入式视频监控系统。通过前端收集数据，网络将其传输到后端服务器，实现远程监控。系统整体选用Flask 框架作为系统框架，采用TCP/IP 协议技术完成网络通信，在ARM Linux 为核心开发平台的基础上，使用Python 语言进行程序设计，构建Web 服务器和视频服务器，通过使用嵌入式数据库SQLite 对数据进行存储，利用摄像头采集视频数据，传感器采集室内温湿度发送给主控模块，通过解析数据，使用网络传输到后台服务器，最终可通过浏览器实现实时监控。1 系统总体设计 系统主要分为主控模块和功能模块两大模块。主控模块作为系统的核心，由网络服务器和嵌入式数据库组成。功能模块包括温湿度、视频监控模块和OLED 显示模块三部分。系统总体框图如图1所示。
图1 系统总体框图
2 硬件模块
硬件主要划分为主控模块、温湿度传感器模块、云台驱动模块和OLED 显示模块。该系统采用树莓派作为中控模块，树莓派作为微型计算机具有较高的运算处理能力，嵌入式Linux 系统作为开发平台，兼容各种传感器。通过温湿度传感器和树莓派专用摄像头收集数据发送给树莓派，依托Flask 框架建
立网络服务器，树莓派作为服务器端，存储视频流和传感器数据，客户端通过浏览器即可实现收发数据和远程控制。3 客户端模块
该系统客户端分为可视化数据监测页面和实时监控页面，通过后台从数据库中取出数据，显示在仪表盘中，同时可以显示历史数据。实时监控页面通过视频流的形式传输数据，并可以按照上下左右180°控制摄像头转动，实现无死角监控。
系统通过给定的API 进行绘制图像，主程序通过两个函数来实现，getDHT 方法用于从引脚获取温湿度数据，drawDHT 方法用于绘制OLED 图像，数据库选择嵌入式数据库Sqlite3，数据库名为sensorsData，用于存储温湿度数据，创建数据库，并建立DHT_data 表。使用Python 库matplotlib 显示效果图，Y 轴表示温湿度数据，X 轴表示样本数，系统写入数据的频率为10次/s，查询历史数据单位为min，在历史数据中输入1，代表查询1min 的历史数据，可以更直观地体现环境变化情况。数据效果图如图2所示。
图2 数据效果图
4 视频流模块
视频流利用到服务器推送技术，实现服务器发送一批数据，浏览器显示这些数据的功能，同时保证与
服务器的连接。当服务器需要再次发送一批数据时，浏览器显示数据并保持连接，服务器仍然可以发送批量数据，浏览器继续显示数据。通常一个HTTP 响应只能包含一个数据块，但MIME 有一种机制可用一个报文表示将多个数据块。multipart/x-mixed-replace 报文没有结尾，服务器可以永远保持连接，并发送数据。如果用户关闭浏览器，或者与服务器间的连接中断，服务器就会停止推送。5 结束语
该系统使用Flask 框架在Linux 操作系统下可以快速搭建Web 服务器。在系统开发前期需要完成服务器环境配置，配置成功后，启动服务器，用户使用浏览器输入固定的IP 的地址，访问服务器，通过服务器解析传感器数据。通过Html 语言构建前端页面，将Html 文件放到服务器根目录，通过浏览器访问Web 服务器，服务器返回相应的页面，使用温湿度传感器、舵机、摄像头等一系列硬件获取数据后，在客户端实时显示，最终实现了基于树莓派的Flask 环境监控系统。
参考文献：
[1]杨玥，冯暖.基于CC2530的智能大棚控制系统的构建[J].工业设
计,2017(7):151-152.[2]张鑫，华泽铎，杨玥.基于CC2530的智能教室控制系统的构建[J].
工业设计
,
2017(7):183-184.
