系统解决方案 囊 基于￥３Ｃ２４４０的无线网络机器人安防系统设计 魏雄冬 （广东省机械高级技工学校，广州５０４５０） 摘 要：基于￥３Ｃ２４４０开发平台，采用嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统和无线ＷｉＦｉ及Ｗｅｂ网页技术相结合的方式，设计一种 安全、实用、稳定的嵌入式无线网络远程监控安防系统。 关键词：Ｓ３Ｃ２４４０；嵌入式Ｌｉｎｕｘ：视频监控；Ｗｅｂ网页技术 中图分类号：ＴＮ ９９ 文献标识码：Ｂ 电子技术和互联网技术的快速发展，使得嵌入式 设备的数字处理成为可能。嵌入式设备具有功耗低、 体积小、安装方便、数字化和价格便宜等优点。嵌入式 视频监控和采集安防系统成为当前热门的一个课题。 与传统的视频采集监控系统相比，嵌入式安防系统具 有组网方便、可靠性高、可远程控制等优点，更适用于 工业控制、家庭、银行、公司企业、政府部门、学校等场 所的安防系统中。 对无线网络视频监控技术进行研究，包括嵌入式 技术、图像采集、视频监控、无线传输和环境检测等， 设计一种适用于学校、个人家庭等应用场合的嵌入式 无线网络安防系统。 ｌ系统的总体设计 该系统在总体布局上分为网页视频显示界面、现 场环境数据采集和远程控制三个部分。 远程监控端运行于控制中心，它实时采集和显 示视频图像数据，主要采能用连入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的普通 ＰＣ机。 现场视频采集采用巾星微ｚｅ３０１摄像头，处理 器采用基于三星￥３Ｃ２４４０处理器的ＡＲＭ开发系统， 在这个开发系统外围连接一个ＵＳＢ摄像头。系统通 过ＵＳＢ摄像头采集视频图像数据，再将视频数据通 过无线网络传输到Ｗｅｂ客户端。该系统硬件结构如图 １所示。 用户通过ＰＣ机打开浏览器，在浏览器中输入机 器人连入的网络ＩＰ地址和端口号，即可进入视频流 监控界面和机器人控制界面，通过网页界面可实时监 控家中的一切，并可通过网页界面控制机器人的行 作者简介：魏雄冬（１９８８．），研究方向为机电一体化技术、 工业机器人技术。 收稿日期：２０１６．０５—３１ １ ｗｗｗ．ａｕｔｏ—ａｐｐｌｙ．ｃｏｍ 自动化应用 图１ 系统硬件结构 动．观看家中环境参数。 ２系统硬件设计 ２．１入侵探测模块 系统采用的入侵探测模块是热释电红外传感器， 其工作原理：当人体靠近热释电红外传感器的时候， 它能检测到人体散发出来的红外线，从而改变热释电 红外传感器的电阻值；系统探测电路根据这些电阻值 的变化产生电信号，当感应区内有检测到红外信号变 化时。系统探测电路就会发出报警信号。主动式红外 探测器包含发射端和接收端，发射端主要用来发射红 外信号，接收端主要是来接收发射端发来的信号。 ２．２火灾探测模块 系统采用的火灾探测模块是奥松电子生产的 ＡＭ２３０１温湿度传感器。它的主要作用是检测环境的温 度和湿度。当发生火灾时，往往会产生大量的浓烟和热 量．这时温湿度传感器对温度和湿度进行双重检测，以 此来检测火灾的严重程度，为火灾探测提供实际可靠 的信息。当火灾实际温度或者湿度超过设定的上限值 时，系统将发出报警，还将给主人发送报警短信。 ２．３ ＧＳＭ通信模块 整个系统主要是通过ＧＳＭ短信息业务进行通 信．ＧＳＭ模块采用ＴＣ３５。ＴＣ３５模块提供了ＲＳ一２３２接 Ｈ．很多模块处理器都支持该接口，方便了ＴＣ３５和其 它十Ｉｌ块的通信． ．Ｉ’Ｃ３５内部电路原理如 ２所爪。 学 图２ ＴＣ３５电路原理 ２．４ Ｉ冬｛像采集模块 嵌入式］ｉｆ ｒＩ｜ＩＸ系统 像采集『１１，常用的足ＣＣＤ 像他感器或ＣＭ（）Ｓ数字ｌ鬈ｌ像传感器。与ＣＣＤ Ｉ皋ｌ１像 传感 申¨Ｉ匕，ＣＭ（）Ｓ『皋ｌ像传感器具有体积小、功耗低、 成小小等优 ｔ ＂埘安防视频临控系统需求，系统采 川 …ｌ 微的ＵＳＢ搬像 ．该ＵＳＢ摄像头集成ｒ ＣＭＯＳ 像他感器．具仃视倾『冬１像信号处理、视频 像压缩 及 顿数据传输等功能 ２．５尼线ｗｉＦｉ通信模块 ｗ 今已成为／ｌＩ二线网络接入的主流标准．随着 ＿尢线 ｉ ｆ 号 盖池 越来越大，尢线ＷｉＦｉ通信技 术 符种便携 产ｒ”ＩＩｔｆ｝１的应川也变得越来越广泛 目 Ｉｊｉｆ … 一ｒ具街尢线ＷｉＦｉ迎接功能的智能 机和 小，它们除＿ｒ ｒｉ『以通过ＣＳＭ／ＣＤＭＡ移动电信网络 通｝Ｉ 以外，还可 无线ＷｉＦｉ局域网信号覆盖 内接人 ｌｎｔ Ｃｑ－ＩＩ１ ｌ或背进行Ｖｏｌｌ 通活．．随着通信技术的进一步 发 ， 符样的ｌＨ）Ａ、ＰＳＰ、数码棚机、投影仪和电视 机等Ｉ ｒ终端都将 现尤线Ｗｉ｝．１ｉ接收连接功能 、 ３系统软件设计 埘ｊ Ｌｉｎｕｘ操作系统，嵌入式设备驱动足必不町 少的，埘ｌ，ｉｎｕｘ操ｆ１ １系统的设箭 动操作就是对系统 底 殳什的州川 １ ｉｎｕｘ操作系统鄙足把设备 作文 件术行，通过操作史件来访问设备 动 序只 Ｊ、 用层提供【ｌ伴一的硬件访问接口， 使褂１ ｕｘ系统下的艇件操作变 简 ，就像调用普 通殳什・佯，可以川标准的系统 数来进行读写操 作 ！弧功 的作川就足川米实现这些接口闲数的 用 撕一种碰 ：，它们所埘应的驱动足不同的 Ｈ ・进程ｌ１Ｉ叶ｊ‘，ｆ：义件描述符 Ｉ 已经¨开史件 的 。 构中Ｉ ’砬，刈ｒ ｆ 迎史件的操作主要需要两层映 射， 、 常的没箭操作 ・Ｊ 映射 ． 系统内核采Ｊ｛Ｊ １ ｉｎｕｘ ２．６．３ｌ版 ，应州 采 系统解决方案 Ｙａｆｆｓ文件系统，搭载ＭＪＰＧ—ｓｔｒｅａｍｅｒ视频流服务器。 网络视频采集系统软件流程如图３所示。 图３ 网络视频采集系统软件流程 网络视频监控界面是基于Ｗｅｂ网页技术设计的 ｗｅＩ】的主要功能是信息发布 网络视频监控界面如图 ４所示、 ● ｜ｌ毒 ≥ 曼曼 ｌ ｌ黪ｊ ０洲州 舳 嘛№ ｗ黔 ｍ 图４网络视频监控界面 ４结语 随着新时代的不断发展， 互：联网已经进入家家户 户，安防监控已经是人们生活巾必不可少的安全设 备 ｌ该系统基于ＡＩ｛Ｍ９高速处理器，在开源系统Ｌｉｎｕｘ 操作系统平台下．搭载ＭＪＰＧ—ｓｔｒｅａｍｅｒ视频流服务器． 利 ｝｝ｊ尤线网络，通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网页实现实时网络视频 监控，达到远程控制的效果，使家庭安防］ 作更加方 便 更加实用 参考文献 ［１］李珂珂．基于ＡＲＭ的数字家庭安防系统设计与实现 ［Ｄ］．杭州：浙江理工大学，２０１５ ［２］李立新，李艳文，蔡刚毅，等．基于物联网技术的智能 家居安防系统的研究与开发［Ｊ１．控制工程，２０１５（５、 ［３］杨志友．基于ＵＭＬ的嵌入式视频监控系统设计与实 现［Ｊ］．现代电子技术，２０１６，３９（１） ［４］虎春辉．嵌入式视频监控系统的设计与实现［Ｊ】．电子制 作．２０１５（５１ ［５］周红丽．浅析基于ＡＲＭ的嵌入式视频监控系统［Ｊ］．信 息通信 ２０１５ｆ９１ 自动化应用 ２０１６ １０期 ２