無線通信下的檔案館智能預警系統(tǒng)設計

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摘要：由于人們對安全需求的不斷提高，傳統(tǒng)檔案館安全預警系統(tǒng)已不能滿足人們的需求。基于此，提出基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計。其硬件設計包括電源部分、處理器、傳感器設計；軟件設計包括嵌入式Boa服務器移植和視頻監(jiān)控軟件。實驗結果表明，設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)與傳統(tǒng)檔案館預警系統(tǒng)相比，能夠對檔案館的異常事故進行有效預警，其精準度在90%以上。

關鍵詞：無線通信；嵌入式檔案館；智能；預警系統(tǒng)

引言

由于目前國內國民經濟的快速發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對自身財產安全的保護意識也隨之強化，加以重視，視頻監(jiān)控引起了人們的重視。尤其是對于銀行、圖書館、檔案館、超市、地下停車庫、軍事訓練基地等一些特殊場所，必須采用一些比較特殊的方法去對其加以監(jiān)視、預警，及時地對目標區(qū)域內發(fā)生的異常事故做出反應，以便完成這些特殊場所的安全需求[1]。嵌入式處理器早就開始從最早的8位處理器，擴大到目前社會主流的64位處理器，甚至有可能會發(fā)展為更高端的128位處理器，已經完全可以滿足社會對復雜龐大信息處理的一系列需求[2]。檔案館用于安防保險的系統(tǒng)存在監(jiān)控區(qū)域與實際區(qū)域之間差別較大的缺陷，應該怎么有力地實現(xiàn)遠距離、全方位的監(jiān)控預警對于研發(fā)公司而言就成為一個巨大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在最有效的解決手段就是通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術與嵌入式技術相結合來完成，這是由于互聯(lián)網(wǎng)通信技術具備了信息傳輸能力較強、應用速度較快的特點。

1系統(tǒng)硬件設計

1.1電源部分設計

基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)之中，電源作為其非常重要的構成部分，不單單可以為其提供運行動力，而且還可以實現(xiàn)全局總控的作用[3]。本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)內的電源部分總共有兩種供電手段，分別是單一式聚集供電與離散式分布供電。單一式聚集供電指的是借助于一個標準模板為其供電，這種供電方法可以將系統(tǒng)內的所有電荷全部集中在一起，增加供電量。需要注意的是在供電過程中標準模板絕對不可以分割，只有這樣才會提高工作效率，但是它唯一的缺陷就是靈活性較低；離散式分布供電方式則是由多個標準模板一起構成的，這就導致其供電能力比較差，工作效率不高，然而與之相對應的就是其靈活性較高，分割能力比較強。將這兩種供電方法精妙地聯(lián)系在一起，就能夠既實現(xiàn)拆分供電，又實現(xiàn)供電效率提高的目標。

1.2處理器

本文系統(tǒng)設計所用處理器采取的OMAP-3931Mini版開發(fā)板，它具備ARMCortextA9和CPU雙核處理器，性能運行速度比較快。主頻為800MHz，儲存器是10GbDDRSDRAM，并具有三個以上的標準接口，調試接口、串行通信接口、高速USB3.0HOST、SD/MMC接口等等，能夠機動靈活地擴展鏈接到PC標準儀器上。

1.3傳感器

為實現(xiàn)檔案館智能化安全預警的目標，本文設計的系統(tǒng)需要完成數(shù)據(jù)搜集、設備控制等多項功能，這就要求必須選取適宜穩(wěn)定的傳感器以及繼電器等相關硬件設備，并把這些設備投入到組網(wǎng)鏈接上[4]。其中傳感器的作用就是完成對一系列數(shù)據(jù)信息的搜集，考慮到系統(tǒng)功能的實際設置，這個部分就需要選取精準、合適的溫/濕度傳感器、氣體感知傳感器。溫/濕度是一項工作環(huán)境的重要參考因素，系統(tǒng)能夠按照傳感器搜集到的溫/濕度進而利用空調、加濕器等館內相關調節(jié)設備對檔案館的溫/濕度進行智能預警并加以調節(jié)，保護檔案館儲存的紙質資料，改善寄存環(huán)境，以便達到對館內環(huán)境的智能控制[5]。選擇DHT20作為無線通信嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)內溫/濕度信息的傳感器設備。這種傳感器的安全性比較高，數(shù)字信號轉化速度較快且較為標準，精確度高，在投入應用的時候需要把標準的溫/濕度信號利用鏈接引腳輸入采集終端，設置較為便捷。本系統(tǒng)在傳感器在搜集到館內發(fā)生異常氣體泄漏以后，會設定預警事件并告知館內管理者，以便讓管理者隨時掌握檔案館內的環(huán)境安全，這也是本文基于無線通信設計的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)的重要構成部分。為了確保這一部分監(jiān)測有害氣體泄漏的穩(wěn)定性與可靠性，本文選擇MQ-9、MQ-11分別監(jiān)測可燃性氣體和一氧化碳的存在，這兩種傳感器分別鏈接到CC2030開發(fā)板（終端節(jié)點）的P0_7與P0_9引腳。

2系統(tǒng)軟件設計

2.1嵌入式

Boa服務器移植在嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計中接觸到的無線通信服務器有很多種，比較普遍的有Boa、Thtpd、apache三種[6]。因為嵌入式Boa智能服務器具備功能較多、體積較小、開放源代碼齊全等一系列優(yōu)勢，在嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計中可以很好地投入應用。而且Boa還可以支持無限通信CGI程序，所以本系統(tǒng)選擇的就是Boa服務器。當系統(tǒng)提交預警信號信息的時候，嵌入式Boa服務器就會立即建構HTTP響應來處理預警信息，也會根據(jù)有關的標準要求創(chuàng)建CGI上傳進程，節(jié)省資源。同時它的處理速度與效率相對來說比較高。只有在現(xiàn)行系統(tǒng)上移植Boa服務器成功之后，管理者才可以使用網(wǎng)關服務器的一系列功能。經過相關源代碼的刪改、匹配和編譯等流程，Boa服務器才可以繼續(xù)兼容現(xiàn)行系統(tǒng)穩(wěn)定的操作。移植Boa服務器的具體過程如下：首先，對Boa的源代碼進行必要的刪改，很多源代碼并不適合用于當前系統(tǒng)研究中，因此就需要對其進行合理的刪改，避免在上傳或運行的時候出現(xiàn)錯誤。其次，利用輸入匹配命令自動生成相應Makefile文件并完成補充，使其在默認狀況下進行交叉編譯。之后，對Boa源碼進行編譯，生成能夠在S5PV810開發(fā)板上智能運行的Boa文件。最后，借助于arm-linux-strip指令減少Boa文件內的多余信息，減小信息占用空間，使其可以很好地兼容嵌入式系統(tǒng)內。

2.2視頻監(jiān)控軟件

由系統(tǒng)功能解析可知，基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)需要完成視頻安防監(jiān)控子系統(tǒng)去確保檔案館的財產安全。本文圖像搜集使用的是V9L1接口，為信息檢測模塊以及H189編碼模塊提供警示幀信息。首先，為提升檔案館環(huán)境的安全保護功能，本設計還需要對館內目標區(qū)域檢測進行研究。視頻監(jiān)控模塊在檢測到危險信息數(shù)據(jù)的時候，會開啟視頻儲存，把視頻信息集合為視頻文件，其次，同時考慮到網(wǎng)絡傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，系統(tǒng)采取壓縮比例比較高的H761編碼方法，按照本系統(tǒng)的設計結構，在完成實時視頻監(jiān)控時，管理者能夠根據(jù)館內環(huán)境的變化，人為地轉換預警模式，為檔案館安防提供保障。

3實驗與效果分析

為了更加清楚、具體的看出本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)的實際效果，特與傳統(tǒng)嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)進行對比，對檔案館的異常事故進行預警對比。

3.1實驗準備

為保證實驗的準確性，將兩種嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計置于相同的實驗環(huán)境之中，進行異常事故預警實驗。實驗環(huán)境設置內容見下表。

3.2實驗結果分析

試驗過程中，通過兩種不同的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計同時在相同環(huán)境下進行工作，分析其異常事故的預警能力變化。實驗效果對比圖見圖1所示。根據(jù)實驗結果可知，本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)與傳統(tǒng)檔案館預警系統(tǒng)相比，能夠對檔案館異常事故進行有效預警，其精確度高達90%。

4結語

本文對基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計進行分析，依托無線通信計算機結合機制，根據(jù)嵌入式技術的分析，對檔案館預警系統(tǒng)進行調整，實現(xiàn)本文設計。實驗論證表明，本文設計的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統(tǒng)設計的方法提供理論依據(jù)。

參考文獻：

[1]白杰,孟令軍,張慧慧.基于ARM的實驗室智能無線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].實驗室研究與探索,2017,36(2):121-124.

[2]熊海青.基于RFID的嵌入式智能宿舍考勤系統(tǒng)的設計[J].電子技術與軟件工程,2017(16):192-193.

[3]楊宗衡.基于嵌入式系統(tǒng)的智能視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)設計應用[J].無線互聯(lián)科技,2017(4):4-5.

[4]朱航江,潘振福,朱永利.互聯(lián)網(wǎng)+智能門禁控制系統(tǒng)[J].電子技術應用,2017,43(3):124-131.

[5]史鵬坤,許江淳,李玉惠,等.基于MEMS的車輛預警系統(tǒng)及其姿態(tài)算法設計[J].電子器件,2018,v.41(3):255-259.

[6]胡東,黃辰,朱文杰.基于H264的智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術,2016，(2):25-26.

作者：賈必江 單位：大同煤炭職業(yè)技術學院