基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

雷檳嶸

摘 要：文章首先對(duì)基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安防監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析；其次對(duì)其系統(tǒng)當(dāng)中的無(wú)線通信功能的實(shí)現(xiàn)做出了分析；最后對(duì)各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)做出了研究和探討。

關(guān)鍵詞：無(wú)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(chǎng)中也出現(xiàn)了很大程度的廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，在現(xiàn)代智能家居的構(gòu)成范圍中，家具安防市場(chǎng)占據(jù)著很大的一部分，在近些年來(lái)發(fā)展十分迅速。在現(xiàn)代智能家居市場(chǎng)的存在與運(yùn)行中，需要充分地依托人們的住宅作為主要的研究對(duì)象，來(lái)對(duì)其安防監(jiān)控系統(tǒng)的各方面實(shí)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(dòng)化控制技術(shù)以及過(guò)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(gè)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(shí)，還可以提供更加舒適安全的信息交換空間，有效地實(shí)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(jì)

就本文的研究而言，主要將嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代無(wú)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(lái)，從而綜合考慮安防監(jiān)控系統(tǒng)所具備的實(shí)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(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(wú)線網(wǎng)安裝的安防監(jiān)控系統(tǒng)，圖1所示的就是整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。

通過(guò)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(hào)的處理器當(dāng)作一個(gè)總控制器，同時(shí)也可以將它看作一個(gè)能夠進(jìn)控制的總節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)總節(jié)點(diǎn)能夠有效搜集多種信息，比如各個(gè)分節(jié)點(diǎn)的傳來(lái)溫度、入侵情況以及它們的煙霧濃度等等，在之后的處理過(guò)程當(dāng)中還可以充分對(duì)其信息作出相關(guān)的處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)的微處理器一般都選擇采用市場(chǎng)價(jià)格低廉的 STC89C52型號(hào)單片機(jī)，它能夠?qū)硬煌膫鞲衅?，精確采集不同的數(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(guò)了一系列的傳輸和處理之后就會(huì)到達(dá)總控制器內(nèi)，這樣就創(chuàng)建了一個(gè)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的現(xiàn)代無(wú)線通信功能

就該系統(tǒng)中的現(xiàn)代無(wú)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(lái)對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，對(duì)總控制器以及分節(jié)點(diǎn)之間的通信實(shí)現(xiàn)了最大程度的通信，還對(duì)其數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程進(jìn)行了完成。在該系統(tǒng)的通信過(guò)程當(dāng)中，本文主要可以分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行了分析：

首先在socket通信功能的實(shí)現(xiàn)方面，需要對(duì)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(gè)獨(dú)立的通信鏈句柄，來(lái)描述IP地址以及端口。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)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(guò)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(lái)作為通信數(shù)據(jù)的傳輸端口，其中的每一個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn)描述。在進(jìn)行通信連接的過(guò)程當(dāng)中，主要是利用套接字的方式進(jìn)行連接，一般來(lái)說(shuō)，在兩端中所存在的socket都需要對(duì)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(gè)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(guò)程的有效通暢。在一般情況下，對(duì)于socket的編程方法是很多的，都是在對(duì)兩種進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)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(wú)連接的現(xiàn)代UDP協(xié)議方法。在實(shí)施運(yùn)行環(huán)節(jié)時(shí)，TCP 是一種基于連接的通信協(xié)議，需要3次握手才可以對(duì)數(shù)據(jù)段當(dāng)中所存儲(chǔ)的消息以及信息進(jìn)行及時(shí)有效的發(fā)送，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程當(dāng)中需要依靠一個(gè)具有穩(wěn)定性與可靠性的虛連接來(lái)實(shí)現(xiàn)；但是因?yàn)閁DP協(xié)議本身不具有連接性，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，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(wú)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(shí)現(xiàn)方面，主要是利用無(wú)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(jiǎn)單、擴(kuò)展性好、性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中其中數(shù)據(jù)的通訊距離在開(kāi)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(shuō)已經(jīng)成為目前應(yīng)用十分普遍的短程現(xiàn)代無(wú)線通信傳遞運(yùn)輸技術(shù)之一。

另外，在對(duì)總控制器與分節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線通信的實(shí)現(xiàn)方面，主要是對(duì)分節(jié)點(diǎn)的無(wú)線模塊進(jìn)行分析，在進(jìn)行分析的時(shí)候，我們以HLK-RM04模塊為主要的研究對(duì)象，可以說(shuō)是一種成本較低的無(wú)線通信模塊，可以在通用串行接口的基礎(chǔ)上對(duì)嵌入式模塊實(shí)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(shí)現(xiàn)其串口、以太網(wǎng)以及無(wú)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(duì)其通信過(guò)程的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，在通信的具體實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，主要是對(duì)總控制器與分節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。在傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，主要利用WiFi和socket結(jié)合來(lái)實(shí)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(diǎn)兩端當(dāng)中對(duì)數(shù)據(jù)做出匯總和處理，來(lái)起到一個(gè)總控制器的核心作用。在此種情況下，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)服務(wù)器端與多個(gè)客戶端相對(duì)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?yàn)樗坏梢杂行瓿煞亲枞?I/O以及信號(hào)驅(qū)動(dòng) I/O，還能夠設(shè)置時(shí)間。

3 各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)

在對(duì)于各種功能節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方面，在本文當(dāng)中，主要對(duì)其溫度節(jié)點(diǎn)和熱釋電紅外節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析和研究。

在溫度節(jié)點(diǎn)的研究過(guò)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(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，如果利用此種傳感器實(shí)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(guò)程當(dāng)中，可以使其中環(huán)境的溫度進(jìn)行直接顯示，在測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中，可以測(cè)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(guò)程當(dāng)中，需要依靠一根線來(lái)有效測(cè)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(diǎn)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(cè)性元件，從而充分地將探測(cè)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?hào)向外傳輸。在一般情況下，為了增大其探測(cè)距離，都會(huì)將一個(gè)菲涅爾透鏡放置在其前方，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)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(guò)程中的前方交替時(shí)會(huì)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(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，有人體經(jīng)過(guò)，其中的紅外線就會(huì)再以交替的狀態(tài)出現(xiàn)在兩個(gè)區(qū)域中，在經(jīng)過(guò)交替的狀態(tài)之后，就會(huì)利用一個(gè)忽強(qiáng)忽弱的脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行輸出，從而產(chǎn)生了能量不斷增強(qiáng)的現(xiàn)象。與此同時(shí)，在對(duì)傳感器進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候，傳感器自身是不會(huì)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(duì)較低，并且其中的隱蔽性是相對(duì)較小的，集中體現(xiàn)小動(dòng)物、電磁以及燈光方面，以此來(lái)增強(qiáng)其干擾性能。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安防監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，主要依據(jù)我國(guó)的室內(nèi)安防監(jiān)控實(shí)踐中出現(xiàn)的各種具體情況，制定出了以現(xiàn)代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為運(yùn)行基礎(chǔ)的安防監(jiān)控系統(tǒng)方案。并且依據(jù)其實(shí)施的實(shí)際狀況建立起了系統(tǒng)的開(kāi)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(diǎn)，對(duì)嵌入式的系統(tǒng)實(shí)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(duì)于分節(jié)點(diǎn)的功能實(shí)現(xiàn)方面，需要對(duì)溫度、煙霧以及門(mén)禁這3個(gè)節(jié)點(diǎn)作出分析，保證各功能節(jié)點(diǎn)之間的正常運(yùn)行。