楊東　宋璇

摘 要：本系統(tǒng)結(jié)合嵌入式web服務(wù)器，GPRS技術(shù)以及嵌入式相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶通過網(wǎng)絡(luò)對家中情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及老年人緊急求救的處理。

關(guān)鍵詞：嵌入式 GPRS ARM9

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）03-0-01

一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，使用S3C2410開發(fā)板和GPRS模塊和USB攝像頭，完成對現(xiàn)場的監(jiān)控功能，控制器選用ARM9系列的S3C2410控制器，溫濕度傳感器，煙霧報(bào)警器，紅外傳感器以及老年人緊急報(bào)警器采集信號(hào)傳輸給控制器。如果溫度傳感器特測溫度高于一定的溫度或者紅外傳感器探測到有不法分子闖入，那么相應(yīng)的報(bào)警功能，滅火功能被開啟，并通過GPRS模塊通知用戶現(xiàn)場情況，用戶根據(jù)具體情況采取不同的措施給系統(tǒng)。完成一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要功能。

二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

1.溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)

溫度信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)選用的AD620元件是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本、低功耗、高精度的單芯片儀用放大器，特別適合做小信號(hào)的前置放大級，經(jīng)AD620放大后的小信號(hào)失真度很小，可以把系統(tǒng)誤差控制在系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。用戶使用一只外部電阻器可以設(shè)置從1 到1000 任何要求的增益，最大誤差在±0.3%之內(nèi)。

2.GPRS模塊設(shè)計(jì)

智能家居監(jiān)控系統(tǒng)通信模塊采用晨訊科技公司開發(fā)的GSM/GPRS模塊，針對短信發(fā)送功能的開發(fā)，本系統(tǒng)利用GSM/GPRS模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)RS-232串行接口，通過AT指令的開發(fā)控制模塊進(jìn)行短信數(shù)據(jù)等傳輸。

GPRS模塊通過串口線連接到S3C2410的串口，掛載完成后，GPRS相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備文件，可以通過系統(tǒng)函數(shù)open（），read（），write（），close（）對/dev/s3c2410/ttyS0進(jìn)行讀寫操作。以下是程序里面涉及的AT指令：

AT+CMGC 發(fā)出一條短信息命令。

AT+CMGD= 刪除短信息。Index為所要?jiǎng)h除短信的記錄號(hào)。

AT+CMGF= 選擇短信息格式。mode=0為PDU模式，1為文本模式。

AT+CMGR= 讀短信息。Index為所要讀取短信息的記錄號(hào)。

AT+CMGS=xxxxxxxx 發(fā)送短信息。Xxxxxxxx為對方手機(jī)號(hào)碼，回車后接著輸入短信內(nèi)容

‘CRText‘CTRL+Z 然后接著按CTRL+Z發(fā)送短信。CTRL+Z的ASCII碼是26。

3.家電控制電路設(shè)計(jì)

基于GPRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)控制電路采用具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力的達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803，配合繼電器完成驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，繼電器本設(shè)計(jì)經(jīng)過多次測試最終選定型號(hào)為G6B-2114P，該繼電器采用24V供電，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和穩(wěn)定性，同時(shí)電路設(shè)計(jì)我們考慮到干擾問題存在，在驅(qū)動(dòng)電路上添加使用了光耦設(shè)計(jì)，防止干擾利用電源線進(jìn)入控制電路中，影響系統(tǒng)控制穩(wěn)定性。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.web服務(wù)器移植

基于GPRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)利用遠(yuǎn)程web網(wǎng)頁控制的方式實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的操作，因此嵌入式系統(tǒng)需要我們移植一款嵌入式web服務(wù)器，根據(jù)多方查閱及研究，目前嵌入式系統(tǒng)常用的服務(wù)器有三種分別是THTTPD、Web Server：HTTPD和BOA。BOA屬于單任務(wù)小型HTTP服務(wù)器，其源代碼開放使用、穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)秀，比較適用于在嵌入式系統(tǒng)中移植開發(fā)；HTTPD也是可以考慮使用的服務(wù)器，但是因?yàn)槠鋵儆谧詈唵蔚囊粋€(gè)Web Server，其功能較簡單，認(rèn)證缺失，也不支持CGI。

基于GPRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)最終選用BOA+CGI的程序設(shè)計(jì)方案，CGI和www的工作原理HTTP協(xié)議是‘www的基礎(chǔ)，它是基于‘客戶/服務(wù)器模型，服務(wù)器可以同時(shí)為分布于網(wǎng)絡(luò)中的客戶端提供服務(wù)，建立在TCP/IP協(xié)議之上的“無連接”協(xié)議，其每次連接只能回應(yīng)單個(gè)請求。服務(wù)器運(yùn)行機(jī)制為，始終有一個(gè)守護(hù)進(jìn)程正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)時(shí)監(jiān)聽端口，等待來自客戶的申請。當(dāng)一個(gè)申請來到時(shí)，將及時(shí)分配一個(gè)子進(jìn)程為申請連接服務(wù)。系統(tǒng)通過分析請求身份，服務(wù)器利用CGI調(diào)用外部應(yīng)用程序或返回HTML文件，同時(shí)將處理結(jié)果返回。系統(tǒng)腳本程序利用CGI進(jìn)行交互，根據(jù)客戶端提出請求時(shí)采取的方法，服務(wù)器將客戶所提供的信息進(jìn)行收集，并把信息及時(shí)發(fā)送至指定的CGI程序。

系統(tǒng)利用環(huán)境變量、命令行參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)輸入，外部CGI程序與www服務(wù)器進(jìn)行通信、傳遞有關(guān)參數(shù)。系統(tǒng)服務(wù)器提供了客戶端與CGI擴(kuò)展程序之間的信息交換的通道?？蛻舻恼埱笸ㄟ^服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)輸出傳送給CGI的標(biāo)準(zhǔn)輸入，CGI對信息進(jìn)行處理后，將結(jié)果發(fā)送到它的標(biāo)準(zhǔn)輸入，然后由服務(wù)器將處理結(jié)果發(fā)送給客戶端。

2.網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器移植

對于內(nèi)核linux-2.6.35，不能再使用servfox，如果要使用的需要修改大量的代碼，在此選用新的方法來移植。需要兩個(gè)文件jpeg，mjpg-stream.移植如下：首先jpeg庫的移植，jpeg源碼下載后，解壓源碼包tar xvf jpegsrc.v8b.tar.gz，配置源碼，用make命令編譯源碼，執(zhí)行make install命令進(jìn)行安裝，使用cp命令將libjpeg.so.8拷貝庫到文件系統(tǒng)/source/rootfs/lib下。完成了對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的移植。

四、功能實(shí)現(xiàn)

基于GPRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)方便進(jìn)行擴(kuò)展，控制系統(tǒng)采用嵌入式S3C2410開發(fā)板，便于開發(fā)設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行定制開發(fā)，利用手機(jī)接收報(bào)警信息，及時(shí)獲取險(xiǎn)情報(bào)警?；贕PRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攝像頭遠(yuǎn)程對家中環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果有險(xiǎn)情發(fā)生，可以利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制功能進(jìn)行操作，及時(shí)處理險(xiǎn)情?；贕PRS的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的Web服務(wù)器可以通過Internet 方式提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)，利用GSM短信息功能通知用戶家中險(xiǎn)情，同時(shí)用戶可使用系統(tǒng)的GPRS上網(wǎng)功能提供擴(kuò)展功能。

參考文獻(xiàn)

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