基于PXA270的智能小區防盜報警系統設計

郭金所

（河南省總工會，河南 鄭州450003）

0 概述

1）防盜系統的發展

傳統防盜通常采用防盜鎖來達到防盜的目的，隨著科技的進步和社會的發展，傳統的防盜鎖已經不能滿足防盜的需要，于是出現了密碼防盜鎖、指紋防盜鎖、聲控防盜鎖等。雖然這些防盜設備要比傳統的防盜鎖有所進步，但隨著計算機技術的飛速發展，防盜設備呈現出越來越系統化、越來越智能化、越來越網絡化，上述防盜設備已經不能滿足時代的要求，取而代之的將是智能化的防盜設備。

2）研究目的

現在市場上的一些防盜系統大多采用有線連接，一般采用串口通信，這就給布線帶來了很大困難，由于采用有線布線，這也勢必造成系統的安裝成本較高，并且缺乏靈活性。除此之外，大多防盜系統設計簡單、功能單一、聯網困難，屬于單兵作戰，聯動防護能力差。

針對上述一些問題， 本文提出了一種全新的智能防盜系統設計，本系統采用C/S 設計模式，增強了總控中心和業主的信息交互，增強了小區內保安系統的防范能力， 使得整個小區聯動防護成為可能。 本系統采用多線程并行處理， 提高了系統的實時性能， 采用無線傳輸， 減少了布線成本。 本系統具有安裝成本低， 維護方便并且具備安全可靠等優點。

1 系統概要

1.1 設計原則

防盜系統的要求是既要處于技術的尖端， 又能符合實際需要。因此，本系統的設計遵循下列原則：

（1） 系統實用性；（2）系統實時性；（3）系統完整性；（4）系統安全性；（5）系統可擴展性；（6）系統易維護性。

本系統的設計結合目前國內外的實際應用水平， 系統采用合理的投資從而達到最佳效果。 這體現在三個方面：一是，在滿足功能性和可靠性的前提下，初期的總投資不高；二是，系統運行后的管理和維護費用少；三是，系統在未來進行更改或搬遷以及改造升級時只需少量資金即可。

1.2 整體架構設計

本系統由總控中心服務器、保安室報警終端、業主防盜終端及總控中心組成。本系統采用星型網絡拓撲結構來實現總控中心服務器和業主防盜終端的信息交互，網絡拓撲結構見圖1。 本系統采用非接觸式IC 卡進行刷卡，并可配合鍵盤一起使用，從而提高防盜的可靠性和安全性，系統整體設計見圖2。

圖1 網絡拓撲結構

圖2 系統整體設計

2 系統設計

2.1 系統終端硬件設計

本系統終端采用PXA270 處理器， 主要功能模塊包括備用電源、電控門鎖、紅外攝像頭、IC 感應卡讀卡設備、密碼鍵盤、壓力傳感器、蜂鳴報警裝置以及存儲設備，硬件體系結構見圖3。

2.1.1 備用電源：作為電源備用，主要應對突發事件，例如：斷電以及人為破壞電源供電等，若發現不能正常供電，備用電源可立即啟動以保證系統的正常工作；

圖3 硬件體系結構

2.1.2 電控門鎖：主要負責門的開關，當身份合法并經過系統驗證無誤后將門開啟，若經過一定時間還無人進入，電控門鎖將門重新鎖起；

2.1.3 紅外攝像頭：主要負責對非法入侵者進行拍照和錄像，當系統確認非法入侵時，紅外攝像頭便立即進行拍照和錄像，處理器會將此信息傳遞給總控中心服務器；

2.1.4 IC 感應卡讀卡設備：主要負責讀取IC 卡數據，采用非接觸式設計，最大讀卡次數設定為三次，并可以和密碼鍵盤聯合使用以提高安全性；

2.1.5 密碼鍵盤：主要負責密碼輸入，最大輸入次數也設定為三次，與非接觸式IC 卡聯合使用以提高安全性；

2.1.6 壓力傳感器：主要負責對非可抗力的檢測，例如：破門而入、破壞電門鎖、撞擊等；

2.1.7 蜂鳴報警裝置：主要負責非法入侵時的蜂鳴報警達到威懾作用；

2.1.8 存儲設備：用作終端采集數據的存儲，以供業主查詢。

2.2 系統終端軟件設計

2.2.1 系統終端軟件體系結構

本系統終端操作系統采用Linux 2.6 內核，各模塊采用多線程并行處理，保證了系統的高實時性，系統軟件體系結構見圖4。

圖4 系統軟件體系結構

1）系統初始化模塊：主要負責系統的上電初始化，配置系統正常運行時的各項參數；

2）身份驗證模塊：主要負責對進入人員的身份認證，保證進入的合法性；

3）圖像采集模塊：主要負責攝像頭的數據采集，并負責數據的存儲；

4）網絡通信模塊：主要負責將防盜信息（包括業主居住位置信息，采集的圖像信息）傳遞到總控中心服務器；

5）電源管理模塊：主要負責對電源的檢測，當沒有正常供電或正常供電被破壞時，立即啟用備用電源，以保證系統的正常工作。

2.2.2 系統終端軟件模塊設計

圖5 系統初始化程序流程

1）系統初始化模塊：系統上電后配置系統正常運行的各項參數，并對各模塊接口進行檢測，如果正常則進入工作模式， 如果不正常將發出報警提示，程序流程見圖5。

2）身份驗證模塊：該模塊設計有三種模式，第一種模式：感應卡模式，程序流程見圖6；第二種模式：鍵盤模式，程序流程見圖7；第三種模式：感應卡和鍵盤聯合模式，程序流程見圖8。

3）其他模塊：圖像采集模塊負責對非法入侵的圖像捕捉，首先進入的是拍照模式，連續性拍攝三張照片，網絡通信模塊把所拍攝到的三張照片及業主居住位置信息一并傳遞到總控中心服務器，同時將此信息存入終端存儲設備中，以供業主查詢。 這時，圖像采集模塊轉入錄像模式并將所得數據同時傳遞到總控中心服務器和終端存儲設備，采用多線程控制保證程序的并行執行。

圖6 感應卡模式程序流程

圖7 鍵盤模式程序流程

圖8 感應卡和鍵盤聯合模式程序流程

2.3 系統服務器端設計

界面采用VC++6.0 設計，數據庫采用Oracle 設計，當服務器收到防盜信息后馬上將信息存入數據庫同時將入侵者照片及業主居住位置信息傳遞到保安室，并啟動保安室蜂鳴報警裝置通知保安，保安根據服務器提供的業主居住位置信息和入侵者的照片信息采取進一步行動。 如果業主已經開通智能小區防盜短信告知服務， 系統將通過GPRS 網絡發送短信告知業主。

3 結語

本文討論了一種基于PXA270 的新型的智能小區防盜報警系統的設計，操作系統采用Linux 操作系統，多線程處理，具有高實時性的優點，在無線傳輸模塊采用先進的壓縮算法進行壓縮后再傳輸，使得傳輸速度更快。 本系統滿足了對安全性要求較高的智能小區。 本系統在各種形式的智能小區中都有廣闊的應用前景。

［1］馬鴻雁，李昇.智能住宅小區[J].北京：機械工業出版社，2003：89-101.

［2］韓江洪.智能家居系統與技術[J].合肥：合肥工業大學出版社, 2005：41-48.

［3］Jonatatan Corbet, Alessandro Rubini Greg Kroab-Hartman. LINUX 設備驅 動程序[M].北京：中國電力出版社，2006：492-528.

［4］馬克剛，韓江洪，魏振春，等.智能小區中安防系統的研究和設計[J].合肥工業大學學報：自然科學版，2005，28(12)：1519－1522.

［5］康萍，宋小杉，王洛，等.智能家居網絡的串口通訊實現方案[J].西北大學學報：自然科學版，2005，35(4)：388-391.

［6］向軍，謝贊福.基于嵌入式Internet／Intranet 的智能家居系統模型及實現[J].計算機工程與設計，2005，26(9)：2425－2427.