雷檳嶸

摘 要：文章首先對基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安防監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計進(jìn)行了分析；其次對其系統(tǒng)當(dāng)中的無線通信功能的實現(xiàn)做出了分析；最后對各個功能的實現(xiàn)做出了研究和探討。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；應(yīng)用基礎(chǔ)；安防監(jiān)控；系統(tǒng)構(gòu)建

隨著現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)以及各種現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居在市場中也出現(xiàn)了很大程度的廣泛應(yīng)用，與此同時，在現(xiàn)代智能家居的構(gòu)成范圍中，家具安防市場占據(jù)著很大的一部分，在近些年來發(fā)展十分迅速。在現(xiàn)代智能家居市場的存在與運行中，需要充分地依托人們的住宅作為主要的研究對象，來對其安防監(jiān)控系統(tǒng)的各方面實施，比如精湛的布線技術(shù)、發(fā)達(dá)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、高科技的自動化控制技術(shù)以及過硬的安全防范技術(shù)等，這種集多方面技術(shù)于一體的綜合性設(shè)施集成設(shè)備，最終組成一個便捷高效的現(xiàn)代化住宅設(shè)備兼具家庭事務(wù)的新型管理系統(tǒng)，在滿足人們的基本生活需求的同時，還可以提供更加舒適安全的信息交換空間，有效地實現(xiàn)內(nèi)外通信、遠(yuǎn)程控制的現(xiàn)象。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

就本文的研究而言，主要將嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代無線通信技術(shù)以及新型的嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)充分結(jié)合起來，從而綜合考慮安防監(jiān)控系統(tǒng)所具備的實際性，組建成一種后裝式、能夠?qū)熿F以及室內(nèi)溫度等各個環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實時檢測，最終能夠以遠(yuǎn)程監(jiān)控為基礎(chǔ)，精確遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)代無線網(wǎng)安裝的安防監(jiān)控系統(tǒng)，圖1所示的就是整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。

通過圖1所示，我們能夠輕易探知本監(jiān)控系統(tǒng)主要是把ARMS3C6410型號的處理器當(dāng)作一個總控制器，同時也可以將它看作一個能夠進(jìn)控制的總節(jié)點，通過這個總節(jié)點能夠有效搜集多種信息，比如各個分節(jié)點的傳來溫度、入侵情況以及它們的煙霧濃度等等，在之后的處理過程當(dāng)中還可以充分對其信息作出相關(guān)的處理，最終實現(xiàn)對室內(nèi)溫度、煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)的有效監(jiān)控。在該系統(tǒng)中充當(dāng)分節(jié)點的微處理器一般都選擇采用市場價格低廉的 STC89C52型號單片機(jī)，它能夠?qū)硬煌膫鞲衅鳎_采集不同的數(shù)據(jù)，然后傳遞給微處理器，最后微處理器再把RS232串口連接到RM04WiFi模塊，這樣數(shù)據(jù)在經(jīng)過了一系列的傳輸和處理之后就會到達(dá)總控制器內(nèi)，這樣就創(chuàng)建了一個全新的總分結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)代安防監(jiān)控系統(tǒng)。

2 有效實現(xiàn)系統(tǒng)中的現(xiàn)代無線通信功能

就該系統(tǒng)中的現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)通信而言，它主要依托于WiFi組網(wǎng)通信和socket技術(shù)進(jìn)行相結(jié)合的方式來對其進(jìn)行實現(xiàn)，對總控制器以及分節(jié)點之間的通信實現(xiàn)了最大程度的通信，還對其數(shù)據(jù)的傳輸過程進(jìn)行了完成。在該系統(tǒng)的通信過程當(dāng)中，本文主要可以分為以下幾個方面進(jìn)行了分析：

首先在socket通信功能的實現(xiàn)方面，需要對其原理進(jìn)行充分的掌握和了解。它主要是利用一種十分特殊的I/O，也可以將其當(dāng)作一個獨立的通信鏈句柄，來描述IP地址以及端口。在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，集中體現(xiàn)在客服端/服務(wù)器通信模式中，在其模式的發(fā)展過程當(dāng)中，主要利用其中的socket為主要核心部件的操作單元來作為通信數(shù)據(jù)的傳輸端口，其中的每一個操作單元當(dāng)中都具有協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口來實現(xiàn)描述。在進(jìn)行通信連接的過程當(dāng)中，主要是利用套接字的方式進(jìn)行連接，一般來說，在兩端中所存在的socket都需要對各自一方的通信程序作出描述。因此在此種情況下，就如同一個文件函數(shù)產(chǎn)生調(diào)用現(xiàn)象，以socket為基礎(chǔ)，建立連接，從而最大化地傳輸數(shù)據(jù)，保證其網(wǎng)絡(luò)的通信過程的有效通暢。在一般情況下，對于socket的編程方法是很多的，都是在對兩種進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行實際的應(yīng)用。其中可以采用面向連接的現(xiàn)代TCP協(xié)議方法，或者無連接的現(xiàn)代UDP協(xié)議方法。在實施運行環(huán)節(jié)時，TCP 是一種基于連接的通信協(xié)議，需要3次握手才可以對數(shù)據(jù)段當(dāng)中所存儲的消息以及信息進(jìn)行及時有效的發(fā)送，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過程當(dāng)中需要依靠一個具有穩(wěn)定性與可靠性的虛連接來實現(xiàn)；但是因為UDP協(xié)議本身不具有連接性，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)發(fā)送端與數(shù)據(jù)接收端二者之間的連接狀態(tài)就無法保持，從而致使傳輸數(shù)據(jù)的可靠性得不到有效保障。

其次在WiFi 通信功能的實現(xiàn)方面，主要是利用無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上所進(jìn)行擴(kuò)展的一種通信方式，其中具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)簡單、擴(kuò)展性好、性價比高的優(yōu)勢，在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中其中數(shù)據(jù)的通訊距離在開放區(qū)域能夠高達(dá)305米，封閉區(qū)域內(nèi)可保持在76～122米的范圍，可以說已經(jīng)成為目前應(yīng)用十分普遍的短程現(xiàn)代無線通信傳遞運輸技術(shù)之一。

另外，在對總控制器與分節(jié)點之間無線通信的實現(xiàn)方面，主要是對分節(jié)點的無線模塊進(jìn)行分析，在進(jìn)行分析的時候，我們以HLK-RM04模塊為主要的研究對象，可以說是一種成本較低的無線通信模塊，可以在通用串行接口的基礎(chǔ)上對嵌入式模塊實施。在該模塊的內(nèi)部當(dāng)中，存在著TCP/IP 協(xié)議，可以最大限度地實現(xiàn)其串口、以太網(wǎng)以及無線網(wǎng)三者之間的良好轉(zhuǎn)換，它的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

最后還要對其通信過程的實現(xiàn)進(jìn)行研究，在通信的具體實施過程當(dāng)中，主要是對總控制器與分節(jié)點之間數(shù)據(jù)的無線傳輸。在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，主要利用WiFi和socket結(jié)合來實現(xiàn)。如果在服務(wù)器端和客戶端也就是總控制器和分節(jié)點兩端當(dāng)中對數(shù)據(jù)做出匯總和處理，來起到一個總控制器的核心作用。在此種情況下，實際應(yīng)用過程當(dāng)中會出現(xiàn)一個服務(wù)器端與多個客戶端相對應(yīng)的情況，因此不宜選擇類似于recv，send這樣具有阻塞性的函數(shù)。需要選擇select 函數(shù)，因為它不但可以有效完成非阻塞 I/O以及信號驅(qū)動 I/O，還能夠設(shè)置時間。

3 各個功能的實現(xiàn)

在對于各種功能節(jié)點的實現(xiàn)方面，在本文當(dāng)中，主要對其溫度節(jié)點和熱釋電紅外節(jié)點進(jìn)行分析和研究。

在溫度節(jié)點的研究過程當(dāng)中，主要利用DALLAS 半導(dǎo)體公司的 DS18B20 溫度傳感器進(jìn)行分析。在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，如果利用此種傳感器實施的話，是不需要進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換的，在進(jìn)行應(yīng)用的過程當(dāng)中，可以使其中環(huán)境的溫度進(jìn)行直接顯示，在測量的過程當(dāng)中，可以測量的溫度顯示范圍一般都在-55℃～125℃的范圍之內(nèi)。一般在應(yīng)用的過程當(dāng)中，需要依靠一根線來有效測量雙向通信。其中一般具有9～12位的可編程分辨率，0.062 5℃的最高精度值。

在熱釋電紅外節(jié)點當(dāng)中，主要是利用熱釋電紅外傳感器當(dāng)中所具有的一種或者兩種探測性元件，從而充分地將探測性元部件以及它們接收到紅外輻射有效轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栂蛲鈧鬏?。在一般情況下，為了增大其探測距離，都會將一個菲涅爾透鏡放置在其前方，在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，主要利用的是該透鏡的特殊光學(xué)原理，在傳感器過程中的前方交替時會產(chǎn)生不同的區(qū)域，可以被稱之為“高靈敏區(qū)”，也可以叫作“盲區(qū)”。如果在這個運行環(huán)節(jié)中，有人體經(jīng)過，其中的紅外線就會再以交替的狀態(tài)出現(xiàn)在兩個區(qū)域中，在經(jīng)過交替的狀態(tài)之后，就會利用一個忽強忽弱的脈沖信號來進(jìn)行輸出，從而產(chǎn)生了能量不斷增強的現(xiàn)象。與此同時，在對傳感器進(jìn)行監(jiān)控的時候，傳感器自身是不會傳播的，并且自身的輻射現(xiàn)象也是不大的，其中的功耗也相對較低，并且其中的隱蔽性是相對較小的，集中體現(xiàn)小動物、電磁以及燈光方面，以此來增強其干擾性能。

4 結(jié)語

綜上所述，在無線網(wǎng)絡(luò)的安防監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，主要依據(jù)我國的室內(nèi)安防監(jiān)控實踐中出現(xiàn)的各種具體情況，制定出了以現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)為運行基礎(chǔ)的安防監(jiān)控系統(tǒng)方案。并且依據(jù)其實施的實際狀況建立起了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，根據(jù)不同的設(shè)備要求以及不同通信方式的特點，對嵌入式的系統(tǒng)實施安裝，從而有效處理了其交叉編譯，依據(jù)其系統(tǒng)的具體需要裁剪和移植其內(nèi)核。在對于分節(jié)點的功能實現(xiàn)方面，需要對溫度、煙霧以及門禁這3個節(jié)點作出分析，保證各功能節(jié)點之間的正常運行。