本发明一种基于CS理论的无人值守区域的监测系统，包括若干图像传感器节点、若干簇头节点、汇聚节点和终端监控中心；其中，所述若干图像传感器节点和若干簇头节点组成多个簇型网络，每个簇型网络包括若干图像传感器采集节点和一个簇头节点，所述图像传感器采集节点用于对目标图像信息进行压缩感知采集，并把采集到的图像数据发送给所属簇的簇头节点。所述簇头节点按照规定好的路径以多跳传输的形式，将图像数据传输到汇聚节点。所述汇聚节点用于根据图像数据进行目标图像信息的融合与重构，并将融合后的图像数据发送到终端监控中心进行显示。本发明能够直观的长久实现对闯入无人区域的目标监测。