1. 研究目的与意义

背景：科技改变了世界。几乎与每个领域相关的技术都出现了巨大的增长。进步的速度和多样性非常迅速。因此，新技术和新技术正在出现，并根据需要投入使用。在这样的高级场景下，为家庭提供安全保障也成为人们关注的重点。随着科学技术的快速发展，监控系统对工作、城市运行、日常生活的帮助越来越大，便携智能监控系统已经具有广泛需求:孩子和老人需要安全的监控和防护，家庭里需要具有特定功能、价格便宜的监控设备，城市运行需要时时监控公共区域的景象。传统监控系统需要昂贵的专业设备，具有安装复杂、价格高、不便携等缺点。针对便携智能监控系统的设计、开发、实现已经成为相关企业技术研发重点，且产品拥有市场需求。2020年，Raju A Nadaf , S.M. Hatture , Vasudha M Bonal , Susen P Naik等人在Elsevier发表的一篇论文展示了树莓派的惊人用处，他们用了一块单面玻璃加树莓派，制成了一面智能镜子，镜子中包含一枚家庭安全防范的摄像头，这样入侵者就不会发现这个监控，并在镜子上可以显示天气、时间、位置等信息。因此，本文致力于设计一个使用Raspberry Pi的简易版家庭安全系统。系统需要超声波传感器，树莓派、摄像头等。一旦检测到入侵，警报消息以及入侵者的可识别和清晰照片（面部视图）将发送到所有者|管理员的手机。

目的：普通的监控系统首先只能够起到录制视频的功能，需要一个昂贵的大容量存储器来保存录像，其次是使用监控的人无法在第一时间得到自己空间的入侵信息，无法真正地保证用户的财产安全。基于这种情况，我结合树莓派的硬件特点，以及掌握的计算机视觉方面的知识，设计了一个简单有效的家庭智能监控系统。该系统可以在第一时间通知用户，并将内容上传到云端，以免数据的丢失。同时该系统有着很好的交互性和可延展性，用户可以自己DIY配置不同的软硬件来适应不同的监测环境。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容：本课题主要研究基于树莓派的智能监控设备，通过超声波传感器的距离判别，然后调用摄像头对画面实时进行判断，若进去的不是家庭内部成员，则发送邮件向管理人员报警。

预期目标：用python实现超声波距离判断，人脸识别，发送邮件等操作，并使之能够连贯运行

3. 研究方法与步骤

研究方法：在研究课题之前，先网上查阅有关树莓派的使用及相关应用，找到符合自己课题的相关论文，仔细研读那篇论文，找到设计方法。前期负责相关资料的查询和树莓派4B的资料的学习，并准备好完成毕设监控系统的相关设备的筹备。设备到齐后，调试设备，安装适合树莓派运行的镜像，将其他外界设备通过杜邦线与树莓派进行连接，来实现树莓派相关的外部功能。

步骤：参考主要文献并对树莓派进行了解分析，明白其原理和实现过程。安装树莓派系统，学习树莓派的相关知识，完成基本的操作等。之后连接超声波传感器和摄像头，通过代码调试，使之配合运行。最后在树莓派终端放入图片，摄像头识别到人以后判断是不是与图片一致，若一致则通过，不一致则发邮件向管理人员报警。

4. 参考文献

[1]李国诚，黄明，崔进宝，曹旭峰，徐泽琨.基于树莓派的智能监控系统设计与实现[j].工业技术创新,2019,06(02):42-47.[2]顾山翔，孟小艳，蔡欲扬，蔡亚平，康政辉，魏诗燚. 基于树莓派的实时入侵检测系统的设计与实现[j]. 长江信息通信,2021，04:134-136. [3]欧阳晨星. 基于 python 的智能安防系统[j]. 计算机产品与流通, 2019, (03):128-128.[4]杨峰,唐华,毛昀,袁勇,刘文.基于opencv的人脸识别设计 与实现[j].信息与电脑(理论版),2020,32(16):108-110.

[5]俞文静, 莫健彬, 黄嘉锵. 基于树莓派与opencv的智能监控跟踪机器人系统设计与实现[j]. 现代计算机: 专业版, 2018(17):80-84.

[6]somansh kumar,ashish jasuja.air quality monitoring system based on iot using raspberry pi.international conference on computing, communication and automation (iccca2017)[7]c. v. joshi, m. s. sutaone, ashish yadav, monal bhoyar amp; aniruddha barve.a review of the challenges in the implementation of next-generation zigbee networking.iete technical review

5. 工作计划

1.10-2.18 接收任务，熟悉课题，查阅相关资料，完成英文翻译初稿；2.21-3.31 广泛查阅课题相关资料及文献，进一步熟悉课题所需的软硬件环境，设计合理的课题方案，完成开题报告。4.1-4.20 根据设计方案初步完成系统软硬件设计；4.21-5.15 对系统进行调试，完善设计方案；5.16-5.30 撰写并修改论文；6.1-6.10 提交论文终稿，准备答辩。