基于GPRS遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉佳　陳全青

摘 要：介紹了一種高效、快速、方便、易于使用、功能強(qiáng)大的基于GPRS遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合了嵌入式web服務(wù)器、GPRS技術(shù)和嵌入式相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用戶通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)家中情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)可以進(jìn)行方便的擴(kuò)展，結(jié)合用戶自身需求定制，使用戶通過手機(jī)就可獲得家中異常報(bào)警，并通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)家中情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程操作來降低異常情況帶來的損失。在系統(tǒng)中，Web服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)，并通過GSM短信息通知用戶異常情況，用戶通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)異常情況進(jìn)行相應(yīng)的指令操作，并且還可以使用系統(tǒng)的GPRS上網(wǎng)功能向客戶提供擴(kuò)展功能。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程；安防監(jiān)控；GPRS；Web服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP277.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0141-02

1 系統(tǒng)概述

隨著電子信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)诩揖又惺褂玫碾娖髟絹碓蕉?，由此帶來的安全隱患也明顯增多。這些電器一旦出現(xiàn)異常情況，會(huì)給人們帶來很大的損失。為了降低電器不合理使用帶來的損失，就需要在異常發(fā)生時(shí)用戶能夠及時(shí)得到信息，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)控采取一定的操作排除異常。因此，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的作用是非常大的。

以嵌入式視頻Web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像頭采集到的圖片信息經(jīng)過壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器，用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上由攝像頭采集的圖像。由于把圖片采集和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，所以，用戶無需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。

2 基本設(shè)計(jì)概念及結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)是基于設(shè)計(jì)一個(gè)安全、實(shí)用、穩(wěn)定的遠(yuǎn)程嵌入式監(jiān)控設(shè)備的理念而來的，要實(shí)現(xiàn)的主要功能有：①對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，例如溫度、紅外探測(cè)數(shù)據(jù)等；②用攝像頭采集圖片，使用存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)；③構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)利用PC機(jī)進(jìn)行監(jiān)控；④在Web頁面上設(shè)置控制按鈕，監(jiān)控設(shè)備識(shí)別用戶指令并進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；⑤監(jiān)控設(shè)備通過GSM短信息功能向用戶報(bào)警，并通過PPP（Point to Point Protocol）撥號(hào)方式接入互聯(lián)網(wǎng)，提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。

該系統(tǒng)主要適用于家庭防盜、火災(zāi)等異常情況的預(yù)防——用戶能夠及時(shí)得到報(bào)警并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)操作，以此來降低損失。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制。

如圖1所示，系統(tǒng)由多個(gè)嵌入式子系統(tǒng)、單片機(jī)、傳感器和控制終端共同構(gòu)成。

3 新舊安防監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比

3.1 原系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)有的安防監(jiān)控系統(tǒng)一般采用的是攝像機(jī)傳送視頻信號(hào)，經(jīng)過高效壓縮芯片壓縮后，通過內(nèi)部總線傳送到內(nèi)置的Web服務(wù)器。用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)視頻圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方法所需要的設(shè)備成本比較高，并且所需的帶寬比較多，適合在小區(qū)或?qū)W校等公共場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。但是，家居安防監(jiān)控設(shè)備不需要連續(xù)的監(jiān)控，并且也不需要將監(jiān)控情況實(shí)時(shí)傳入服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，另一方面，家居設(shè)備對(duì)成本的要求比較高，所以，之前的視頻監(jiān)控設(shè)備不適合應(yīng)用于家居環(huán)境中。

監(jiān)控端對(duì)設(shè)備也有一定的要求，不能在任何場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)控，限制了使用范圍；監(jiān)控界面比較簡(jiǎn)單，沒有統(tǒng)一的用戶界面，操作也比較復(fù)雜；監(jiān)控?cái)z像機(jī)的維護(hù)費(fèi)用較高，當(dāng)監(jiān)控地點(diǎn)變動(dòng)時(shí)，操作非常復(fù)雜；監(jiān)控時(shí)，需要有人全職守候，浪費(fèi)了人力和物力；安裝比較麻煩，所需設(shè)備較多。

新的系統(tǒng)對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行了完善，它適用于家居環(huán)境，降低了成本，改變了原先不間斷監(jiān)控的模式，并需要為用戶提供友好的交互界面，使用戶在不同的場(chǎng)所都可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、操作，可通過遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、診斷服務(wù)，快速響應(yīng)用戶的服務(wù)請(qǐng)求。

3.2 新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

在工作模式上，新的系統(tǒng)采用觸發(fā)式監(jiān)控模式，這種模式改變了以往不間斷監(jiān)控的模式，能夠智能感知異常，并在異常發(fā)生時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)狀況，自動(dòng)報(bào)警并短信通知用戶。在擴(kuò)充性上，采用分布式動(dòng)態(tài)管理，可靈活擴(kuò)充系統(tǒng)物理資源來擴(kuò)大用戶的業(yè)務(wù)。在用戶監(jiān)控的便捷性上，用戶可以在工作或其他場(chǎng)所進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)

控操作——用戶只需要一臺(tái)接入Internet的PC機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)操作。在操作性上，用戶接口采用通用瀏覽器，不限制特定的硬件設(shè)備和軟件，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控。如圖2所示，該系統(tǒng)的界面簡(jiǎn)潔、美觀、直觀、易操作、友好、富于人性化。在系統(tǒng)的成本上，設(shè)備成本和維護(hù)成本都有了大幅度降低，更加適用于家居環(huán)境。

以嵌入式視頻Web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①布控區(qū)域廣闊。嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)是將Web服務(wù)器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長(zhǎng)度和信號(hào)衰減的限制，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)是沒有距離的，徹底拋棄了地域的限制，擴(kuò)展布控的區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴(kuò)展能力。所以，設(shè)備都以IP地址進(jìn)行標(biāo)示，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。②性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理。嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上是基于嵌入式微處理器技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，對(duì)用戶來講，上網(wǎng)登錄便可對(duì)家中情況進(jìn)行監(jiān)控。

現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代，前端一體化、視頻十字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化成為了視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認(rèn)的發(fā)展方向。它以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存放和播放為核心，以智能實(shí)用的圖像分析為特點(diǎn)，將報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)完美地整合到一個(gè)使用平臺(tái)上，它帶領(lǐng)視頻控制行業(yè)進(jìn)行了一次技術(shù)革命。

4 結(jié)論

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是由多個(gè)嵌入式子系統(tǒng)組成，它是一個(gè)高度智能化、自動(dòng)化的綜合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展性、高度模塊化、裁剪方便、組態(tài)靈活，可靠性高、維護(hù)率低、界面友好、操作方便、易于使用，適用于不同場(chǎng)合和環(huán)境中。

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是基于現(xiàn)有的“家庭安防系統(tǒng)”提出的，結(jié)合美國前總統(tǒng)布什提出的“智慧地球”概念和我國政府提出的下一代“物聯(lián)網(wǎng)”（亦稱“傳感網(wǎng)”）戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃這一新趨勢(shì)與最新的技術(shù)成果，站在新的視角，將原有項(xiàng)目的功能進(jìn)行擴(kuò)展、提升，以適應(yīng)不同用戶、不同場(chǎng)合對(duì)安防系統(tǒng)的要求。

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〔編輯：白潔〕