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摘 要：随着科学技术的飞速发展,监控系统在人们的日常生活与生产中都得到了越来越广泛的应用,本文结合本人的工作实践,主要就基于多传感器的高性能监控系统设计展开相关论述.
关 键 词 ：ARM；通用分组无线业务；多传感器；监控系统设计
中图分类号：TP212.9
改革开放以来,我国社会经济得到了比较迅速的发展,于是科学技术也得到了一定发展,远程监控技术作为一种现代化的先进的科学技术,其把通信技术、自动化控制技术、网络技术以及传感器技术进行有效结合,目前,在社会各领域中都得到了越来越广泛的应用,为了使人们对此技术有更进一步的认识,本文主要就基于多传感器的高性能监控系统设计作以下分析.
1.基于多传感器的高性能监控系统简介
此系统在实现嵌入式服务器的基础上结合CGI、AJAX以及applet技术对网页的监控功能进行不断完善,其利用多种传感器对视频数据、环境数据进行采集,并进行人体入侵检测,通过GPRS模块,可实现短信交互、彩信报警等功能,此外,其通过添加相应的图像处理技术,还可使模糊图像实现有效复原[1].
2.系统设计分析
2.1 硬件系统的设计
基于多传感器的高性能监控系统中硬件结构的设计主要包括嵌入式服务器（上位机）和采集控制告警模块（下位机）两部分.
2.1.1 上位机硬件设计.嵌入式服务器是系统中核心部分,利用飞凌嵌入式技术有限公司设计生产的FL2440开发板,使用韩国三星公司所研究的基于ARM920T内核的16/32位RISC作为系统的处理器,支持的操作系统包括Linux和WinCE等,在系统中负责数据及视频的收集、传输以及存储.图像传感模块应用星微ZC301,此模块的接口形式为USB接口,像素为30W,可对近距离图片进行精确拍摄,而且还能对JPEG图片数据进行直接输出,可实现彩信发送及网络传输.
2.1.2 下位机硬件设计.此部分使用STCl2CSA60S2单片机作为核心处理器,利用继电器对电器控制模块中的各类电器进行控制,以下为各功能模块的具体情况：
（1）GPRS模块.可实现短信交互和告警,使用择广州谱泰公司所生产的PTMl01,内部置有彩信协议和IP/TCP协议,使用邮票孔对其硬件接口进行封装,把之贴在应用板上,可使应用板的体积得到有效缩小；
（2）红外模块.可对人体进行入侵感应,应用HR―SRS01人体红外感应模块,使用德国LHl778探头进行设计,可靠性及灵敏度都较好；静态电流在50uA以下；具备自主添加温度补偿、光敏控制的能力[2]；
（3）温湿度传感器.其利用温湿度模块对温湿度数据进行采集,为了使硬件面积得到有效减少,系统使用SENSIRION公司的SHTll模块,支持CRC校验；对通信进行测量后就会以自动方式转入低功耗模式；可对集成温湿度进行有效测量,测量湿度范围为0～100%RH,精度为±3%RH；温度范围为-40～100℃,精度为±0.4℃.
2.2 软件系统的设计
在整个系统中,软件设计是最重要的组成部分,基于多传感器的高性能监控系统使用嵌入式Linux系统作为ARM处理器,下位机模块是和硬件相融合的自主开发的C语言程序代码.
2.2.1 温湿度采集.SHTll主要通过DATA数据线、SCK时钟线以及单片机实现通信,上电后,单片机就会对“启动传输”时序进行启动,刚开始的时候,DATA为高电平,接着在相邻的2个SCK高电平之间使DATA处于低电平状态.控制器会在初始化成功发出测量任务命令,SHTll接收到命令后就会产生相应的响应,发出“数据备妥”信号后,就可对数据进行有效读取[3].
2.2.2 短信交互.此系统使用PDU中文短信模式,按照PDU格式对对信息内容进行发送,发送时,要加上被叫、数据编码方案、服务中心以及协议标识等内容,这样就能使一条信息的打包得以完成,接着就可按照AT指令“AT+CMGS”进行发送.
2.2.3 视频采集传输.主要通过Vide041inux接口函数对视频进行采集,对镜头进行初始化后再建立图像采集线程,接着通过mmap内存映射方式对图像数据进行获取,对于视频的传输,则使用TCP协议的流式套接字技术,接收到客户端所发送的服务请求后,视频发送线程就会立刻启动,如果推出请求,套接字就会自动关闭.
2.2.4 彩信报警及感应.当HR-SR501人体红外传感模块感应到人体后,其就会逐渐输出高电平,当触发到单片机外部出现中断时,就会向ARM处理器发送命令,并获取相应的图像,接着就会通过彩信把相关信息发送到用户手机.
（1）图像处理.应用ZC301图像传感,其性能比较低,当目标出现运动时,拍摄过程中,图像就会出现模糊现象,此时,需结合具体情况,利用背景法对目标进行有效提取,对于目标的运动函数,则主要利用差分法来获取,然后借助已经过改进的LR算法实现图像复原；
（2）彩信发送.PTMl01模块已把彩信发送协议进行有效集成,因此,利用串口就可把jpg图片数据和相关的AT指令发送到模块中,从而就可对彩信进行有效发送[4].
2.2.5 网页动态交互.系统需利用B/S架构进行远程监控,因此,要具备Web服务器的相关功能.以单任务HTTP服务器作为Boa服务器,此服务器所占用的空间较小,其具有源码开放以及处理速度快等优点,而且对cgi技术有一定的支持作用.应用Dreamweer软件对系统中的网页框架进行设计,系统中主要包括数据显示、视频监视以及操作控制三个方面的内容.应用Ja中的小应用程序applet对数据曲线绘制、时间日历显示以及视频显示进行编写,其中,数据采集和操作控制,通过ajax以异步交互方式和服务器cgi之间实现通信,视频显示利用Swing Worker图像的相关线程进行创建,然后建立相应的套接字连接[5].向网页提交相关的请求时,要先利用ajax技术中的XMLHttp Request对象建立相应的异步机制,接着再通过gel形式把页面中的请求信息提交给服务器cgi函数并让其进行相应处理,然后结合具体情况建立相应的回调处理函数,以用于各数据及信息之间的有效响应.
3.结束语
基于多传感器高性能监控系统是一种先进的现代化控制技术,其设计过程比较复杂,难度也较大,本文主要从硬件系统和软件系统两方面的设计作了相关分析,以此为相关设计提供参考.