張錚

摘要：當前，各個領域為了確保生產生活安全，采取了安裝監(jiān)控的方式，但是由于受到時間與空間的限制，現有的監(jiān)控系統(tǒng)制約了管理者的有效管理，監(jiān)控結果受到質疑。在這樣的背景下，人們提出以嵌入式技術與Web技術相結合的方式，通過Internet與Web瀏覽器實現對遠程設備的訪問、監(jiān)控等。為了進一步探究該技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的設計與實現，提高管理水平，該文概述了設計形式，將系統(tǒng)軟件的實現予以闡述，并分析了應用實例，以期達到研究的實效性。

關鍵詞：嵌入式技術；Web技術；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）19-0038-02

隨著經濟的發(fā)展，互聯網技術的普及，科學技術的提升，嵌入式技術的迅猛發(fā)展，進而使技術領域得到不斷發(fā)展。在這樣的背景下，使得Web技術不斷發(fā)展，現已被推廣到嵌入式系統(tǒng)的整體開發(fā)與應用過程中，結束了以計算機設備為基本網絡節(jié)點的時代。在現階段的研究中，怎樣利用嵌入式技術與Web技術實現有效管理，訪問以及信息交互成為人們關注的焦點，并采取了一系列的研究。在這樣的大背景下，本文的研究工作勢在必行，對當前室內監(jiān)控與管理具有一定的現實意義。

1監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計形式概述

1.1整體結構設計

對監(jiān)控系統(tǒng)進行整體設計過程中，可以將室內設備的監(jiān)控系統(tǒng)進行總的設計，將其看成是信息處理系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，各個單元呈現的作用較大，是連接網絡各個節(jié)點的關鍵。與此同時，系統(tǒng)具有多種功能，比如，其具備輔助功能，在輔助的過程中，令其實現信息化功能，也就是說，其具有提供信息處理的能力。不僅如此，還具備信息交換接口的能力，進而實現統(tǒng)一形式，具備控制規(guī)則的能力，能夠依據控制規(guī)則進行有效的控制，進而實現從內部家庭網絡到Internet的有效互通。家庭室內網絡控制對于幫助了解室內環(huán)境具有一定的幫助，而監(jiān)控系統(tǒng)是其控制核心，能夠充分展現其控制能力，通過該核心監(jiān)控整個網絡。所以，該系統(tǒng)在設計過程中，需要滿足一定的要求，具體包括：能夠連接多種設備，其中包括多種不同通信協議，而對設備的連接正是對這些不同的通信協議予以處理的過程，處理完成后，連接到家庭網絡，對設備進行管理，體現其管理功能；具有自動轉換的功能，在該系統(tǒng)設計過程中，對于不同通信協議進行專門的管理，同時提供統(tǒng)一的服務，最終實現自動轉換。比如，網絡中常見的TCP/IP協議，其在連接過程中與設備控制協議之間可以自行轉換、數據自行轉發(fā)等，進而提升了功能價值；具有Internet準入功能，通過準入允許，將其自動連接，進而為用戶提供一系列的Web服務。

1.2監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件設計

為了有效滿足系統(tǒng)功能所提出的要求，硬件設計極為關鍵，系統(tǒng)設計中處理器的選擇至關重要，其可以作為整個系統(tǒng)的核心部分存在。通過監(jiān)控將采集到圖像通過顯示器顯現出來。而對于與Internet以及無線局域網設備的連接，要采取DM9000外擴以太網接口形式，進而形成有效的連接，實現室內監(jiān)控。為了能夠構建家庭網絡，采取了一定的設計方案，在系統(tǒng)中采用了無線收發(fā)模塊，即RF401，其在工作的過程中處于433MHz頻段，為了確保在工作時頻率的穩(wěn)定性以及可靠性，采取SPI接口的方式。通過該方式的應用，還能使外圍的元件減少，有利于設計生產，同時其功耗較低，適合便捷式以及手持式監(jiān)控設備的設計。

2嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)軟件的實現

2.1嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現的主要思路

在現階段嵌入式技術發(fā)展過程中，應用其中的操作系統(tǒng)較多，比如，Linux、Windows等，這些操作系統(tǒng)以各自的優(yōu)勢存在，并為用戶提供了相應的服務。不同的操作系統(tǒng)體現的功能不同，應用程度不同，其中，Linux系統(tǒng)以最佳優(yōu)勢被廣泛使用，其具備源碼公開、使用免費等特點。在用戶使用過程中，提供了諸多的便捷性，本系統(tǒng)不具備實時性能的要求，無法為用戶提供滿意服務。所以，監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。在采用Linux操作系統(tǒng)的基礎上，實現以下具體模塊：嵌入Web服務器，能夠實現對遠程用戶提供訪問接口的功能，進而為用戶提供優(yōu)質的瀏覽服務；嵌入式網關設計。這一設計形式所包含的內容較為廣泛，比如，用戶通信管理、設備的有效管理等等，該設計具有一定的優(yōu)勢，能夠實現與設備交互，進而形成一定的交互接口，通過設計與實現完成對設備的有效控制，提高管理水平；視頻服務器。通過安裝該服務器，可以有效地將室內環(huán)境進行監(jiān)測，通過顯示器將監(jiān)視的圖像傳輸出來，令用戶能夠更好的掌握室內環(huán)境信息；嵌入式數據庫。該數據庫的主要職責是信息的管理，比如，管理設備信息、用戶信息等等，進而呈現出系統(tǒng)的整體性能。

2.2嵌入式Web服務器和用戶接口之間的設計

受嵌入式環(huán)境影響，服務器內存相對較少，進而造成可用資源相對缺乏的現象，一些通用的Web服務器無法直接用于嵌入式系統(tǒng)中，只能在經過剪裁、改造以后應用，比如，Apache。在本系統(tǒng)中，應用了GoAhead WebServer，該形式是基于先進的模塊式架構設計而成的，在具體應用過程中，支持多種主機平臺以及處理器，對于內存的要求相對較小，最小為60KB，并且支持許多主流的圖形化顯示界面，能夠令用戶采取簡單的操作。不僅如此，嵌入式Web服務器還提供網頁服務，需要與用戶進行動態(tài)數據交互過程，而這些交互過程是在網頁中實施的，從某種意義上來說，網頁是動態(tài)的。對于動態(tài)網絡而言，若要實現主要采用公共網關接口的方式以及APS等等，值得一提的是，這些開發(fā)工具存在一些缺點，主要的缺點在于運行處于服務器端。所以，對服務器的要求比較高，進而增加了服務器的負擔。但是，對于內存以及存儲空間相對較小的嵌入式環(huán)境來說，由于其具有一定的空間限制性，具體實現起來較為困難，因此，必須增加系統(tǒng)負擔。

2.3網關設計

雙向通信形式是網關設計的關鍵，受Internet與嵌入式設備中的兩種協議差異的影響，連接不具有直接性，應在兩種不同的協議間架構一座“橋梁”，即建立網關服務，通過該方式的詮釋進而提供協議的有效轉換，有效的轉換可以實現設備信息對遠程用戶透明的功能。本文基于嵌入式Web技術的監(jiān)控系統(tǒng)中設備網關軟件主要組成部分為：通信模塊、設備管理模塊以及人機接口模塊。首先，通信模塊。該模塊具有兩項功能，一是可以實現與用戶的有效連接，通過連接能夠保障用戶的使用功能，同時負責命令與數據的接收，將接收的數據第一時間反饋給用戶，二是能夠有效完成用戶協議，實現對設備的有效控制；其次，設備管理模塊。其最大的功能在于設備統(tǒng)一管理；最后，人機接口模塊。該模塊用于本地管理員的管理工作，管理員可以直接對設備進行操作，同時能夠將系統(tǒng)信息予以提示。為提供良好的支持效果，本系統(tǒng)采用了miniGUI，其具有占用資源小，界面簡潔的優(yōu)勢。

2.4嵌入式視頻服務設計

為了實現對室內設備的全方位監(jiān)控，應對室內環(huán)境信息予以有效獲取。本系統(tǒng)主要是通過外接USB攝像頭對室內圖像進行采集，進而實現視頻服務器的具體功能，通過功能實現，完后對環(huán)境的有效監(jiān)測。本文中基于嵌入式Web技術的監(jiān)控系統(tǒng)采用的是星微USB攝像頭，通過該攝像頭獲取高效的圖像質量，而Linux內核本身對這種攝像頭不予提供任何的驅動程序。所以，系統(tǒng)實現中主要依據的是針對嵌入式平臺的驅動程序，與此同時，將使用的內核版本予以修改升級，為用戶使用提供方便，當其成功以后方可移植到系統(tǒng)中。視頻圖像的采集工作需要進行以下幾個操作：將視頻設備打開，比如，DV設備、Video設備等等；將設備信息與圖像信息予以有效的讀取，完成讀取工作以后方可進行下一步的操作；將設備當前的參數予以設置；對圖像予以采集，為后續(xù)工作奠定基礎；將采集的視頻圖像數據予以處理；將視頻設備予以關閉。依據上述操作步驟對圖像數據進行采集，從而解決其在傳輸過程中出現的圖像受損的現象。

3應用實例分析

本文中基于嵌入式Web技術的監(jiān)控系統(tǒng)成功地運用到室內移動機器人的控制方面，并將監(jiān)控成像通過顯示器顯現出來，顯示為Web界面。通過對Web界面的觀察可以得出，界面中將采集的圖像與機器人自帶攝像頭的圖像顯示出來，并進行了有效的區(qū)分，左上角為室內固定的USB攝像頭采集到的圖像內容，而左下角則為機器人自帶攝像頭采集的圖像。通過兩個不同攝像頭對圖像的采集，能夠有效得出室內的具體畫面，進而通過一個嵌入式Web服務器將采集的圖像予以壓縮，將壓縮完成后的圖像進行傳輸，傳輸給遠程用戶端。不僅如此，還可以在Java Applet控制界面對機器人的位置信息進行獲取，從而為有效控制提供幫助，此時的交互按鈕的操作具有一定的控制作用，能夠顯現出其具體優(yōu)勢，可以實現對機器人本身以及機器人身上的裝置的遠程控制，完善監(jiān)控活動，展現優(yōu)異的應用效果。

4結束語

通過本文的研究可知，文中將嵌入式技術形式與Web技術進行了有機的結合，從而設計并實現了一種基于嵌入式Web技術的室內監(jiān)控系統(tǒng)，通過該技術的應用，能夠有效解決網絡接入問題，在資源條件有限的情況下，使問題解決力度最大化。而運用這種技術形式不僅可以解決網絡連接等技術性問題，還可以令管理者不受任何時空限制，實施遠程監(jiān)控。與此同時，該技術屬于無線方式監(jiān)控，降低了系統(tǒng)的維護成本，提高了運行的效率，具有一定的應用價值。