基于嵌入式Linux智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設計

摘要：針對傳統(tǒng)家居監(jiān)控系統(tǒng)布線復雜的問題，提出了一種嵌入式智能家居無線監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以S3C2440為硬件平臺，以Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺，系統(tǒng)內移植Web 服務器，并采用了GPRS無線網(wǎng)絡通信傳輸技術，用戶可通過測覽器查詢家居信息。實現(xiàn)了對家居的遠程監(jiān)控、狀態(tài)查詢等功能，可滿足人們對家居高品質生活的追求。
關鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；Linux；Web；GPRS

隨著嵌入式技術、網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們開始更加注重家居環(huán)境的安全，伴髓人們需求的提高，基于嵌入式的實時監(jiān)控系統(tǒng)應運面生。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控和網(wǎng)絡監(jiān)控3個階段。雖然視頻監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀90年代末就在中國市場興起，有很多公司推出了自己的智能家居系統(tǒng)，但是現(xiàn)在仍來得到普及，而且目前智能家居的國際標準尚未成熱，因此智能家居監(jiān)控系統(tǒng)存在廣闊的發(fā)展空間。
筆者提出的智能監(jiān)控系統(tǒng)有煤氣傳感器、紅外探頭傳感器、攝像頭等數(shù)據(jù)采集模塊。當監(jiān)控終端探測到室內發(fā)生異常時，攝像頭拍照并將到的圖片信息經(jīng)過壓縮，通過內部總線發(fā)送到Web服務器，并將相關數(shù)據(jù)通過GPRS無線模塊發(fā)送到用戶手機上。用戶可以通過瀏覽器進行訪問，以查看Web服務器上的監(jiān)控圖片，并做出相應處理。

1 總體設計
本系統(tǒng)由室內監(jiān)控終端和遠程監(jiān)控中心兩部分組成。監(jiān)控終端采用嵌入式系統(tǒng)，分為硬件平臺和軟件平臺兩部分，其中硬件平臺由處理器和外圍設備組成，而軟件平臺由嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件組成。當檢測模塊檢測到異常時，攝像頭采集監(jiān)控畫面，并進行壓縮編碼處理，GPRS通過撥號的方式連入互聯(lián)網(wǎng)，將壓縮的碼流經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，整個系統(tǒng)是基于B／S架構設計的，用戶不需要安裝任何專用的軟件就可以查看室內監(jiān)控系統(tǒng)的畫面，總體設計框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設計
2. 1 主控模塊
采用S3C2440處理器芯片作為智能家居控制系統(tǒng)的控制核心，CPU工作頻率最高可達533MHz，擁有可進行乘累加單元(MAC)、指令和數(shù)據(jù)存儲器管理單元(MMU)、16 kB的指令和數(shù)據(jù)緩存、16字深的寫緩沖，為程序的高速運行提供了有力保證。S3C2440提供了外設有存儲控制器、NANDFlash控制器、攝像頭接口、USB控制器等。
2．2 GPRS無線傳輸模塊
GPBS無線移動通信網(wǎng)絡覆蓋面廣、網(wǎng)絡能力強、系統(tǒng)性能穩(wěn)定、價格低廉、易于安裝使用。它基于IP的網(wǎng)絡，傳輸速率理論上可達171．2 kb／s，且傳輸時延小。本文采用GF-5000 WGPRS模塊，它是一個單面高集成度精巧結構設計，擁有GPRSClass10多時隙功能，支持GSM900／DCS1800雙頻，支持電路交換語音和短消息業(yè)務，擁有GSM07．07和增強型AT命令集。
2．3 圖片采集模塊
圖像采集的設備有很多種，OV9650傳感器具有130萬像素，分辨率可達1 280x1024，具有標準的SSCB接口和10bit數(shù)據(jù)接口。由于S3C24 40片內有攝像頭接口外設，所以將OV9650攝像頭芯片直接與處理器攝像頭接口引腳相連，圖像并行傳輸，圖像數(shù)據(jù)速度明顯提高。