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基于GPRS远程安防监控系统设计.doc

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.62M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘 要
    Abstract
    第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 课题来源
    1.3 国内外研究现状
    1.4 课题的主要内容
    1.5 论文结构
    第2章 系统分析及总体方案
    2.1 系统功能分析
    2.1.1 功能服务全局分析
    2.1.2 功能模块需求分析
    2.1.3 硬件平台功能需求分析
    2.2 性能需求分析
    2.2.1 系统稳定性
    2.2.2 支持用户远程登录
    2.2.3 警报准确性高
    2.3 系统总体方案选择
    2.3.1 远程安防监控方案
    2.3.2 无线传输方案
    第3章 开发环境搭建及硬件设计
    3.1 嵌入式系统简介
    3.2 Linux 操作系统简介
    3.3 开发平台搭建
    3.3.1 ARM 处理器选型
    3.3.2 GSM/GPRS通讯模块选型
    3.4 主要仪器设备设计概述
    3.4.1 FS2410开发板简介
    3.4.2 三星S3C2410X详细概述
    3.4.3 摄像头传感器
    3.4.4 温湿度传感器DHT11
    3.4.5 光照传感器ISL29003
    3.5 系统设计方案总体框架
    3.5.1 系统设计方案
    3.5.2 系统设计框架
    第4章 系统软件设计
    4.1总程序设计结构图
    4.2 视频采集模块
    4.2.1 移植摄像头驱动说明
    4.2.2 视频采集流程及程序实现
    4.3 GPRS通讯模块设计
    4.3.1 GPRS 模块说明
    4.3.2 短消息 AT 指令
    4.3.3 GPRS 发送接收程序设计
    4.4 WEB 服务器的搭建
    4.4.1 Boa服务器功能设计
    4.4.2 Boa程序的移植
    4.4.3 Boa的配置与执行
    4.4.4 Cgi代码设计
    4.5 主程序流程
    4.5.1 主程序流程图
    4.5.2 有人闯入时子程序处理流程
    4.5.3 火灾发生时子程序处理流程
    4.5.4 守候线程处理流程
    第5章 测试结果与总结
    5.1 功能测试
    5.2 功能说明
    5.3 总结
    参考文献
    致 谢
    基于GPRS远程安防监控系统设计 摘 要 伴随着数字化和网络化的进程，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成 为一种势不可挡的历史化大趋势。面对当前犯罪分子作案手段日趋技能化、智能 化、团伙化和暴力化的势态，单靠传统的“人防”一种途径已远不能适应新形式 下斗争的需要 。随着网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发 展，使得家庭能够采用最新的通讯和图像处理技术，通过网络传输数字图像，可 为实现家庭监控系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。本设计所制作的基 于GPRS的远程安防监控系统,目的在于使得人们在可以繁忙工作的同时，在远程 就了解自己家庭概况，及时作出分析与判断。 本设计主要实现了以SAMSUNG ARM9（S3C2410）和嵌入式 Linux 为平台的， 基于SIEMENS M35 GPRS模块的无线远程监控系统的硬件和软件方面的设计。主要 内容包括：S3C2410内部芯片的详细分析；ARM9的外围与内部硬件电路的设计分 析；GPRS AT 指令的收发等等。该设计实现了以下功能：实时远程监控；拍照储 存；短信服务；入侵报警；火灾报警。 本文重点介绍了在实际研究开发过程中采用的一些技术手段和具体的实现 过程，并简要介绍了一些嵌入式相关理论基础，同时指出了该系统开发有待于 进一步完善发展的方向。 关键词： ARM，GPRS，嵌入式，安防，s3c2410，远程监控 I
    Design of Remote Security Monitoring System Based on GPRS Abstract With the development of digitization and networking's process, the intelligent's wave swept every corner of the world, and to be an unstoppable history of trend. Face to the increasing of the criminals committing crimes skills, intelligence, gangs and violent of the trend to rely solely on the traditional "Human Defense" a way to far can not meet the needs of the new form of struggle. With the network communication technology and image compression technology and transmission technology's rapid development. Allows families to use the latest communications and image processing technology, digital images through network transmission, home monitoring systems can provide efficient realization of a viable and affordable solution program. his paper which is GPRS-based remote security monitoring system designed to enable people who is busy to work, to know family situation in the distance, and timely to analyze and judge to do something. This paper introduces to SAMSUNG ARM9 (S3C2410) and embedded Linux as the platform. SIEMENS M35 GPRS module based wireless remote monitoring system hardware and software design. The main contents include: S3C2410 detailed analysis of the internal chip; ARM9 external and internal hardware circuit design and analysis; AT command of the transceiver so. This system has the following features: real-time remote monitoring; photo storage; SMS; intrusion alarm; fire alarm and fire fighting. This paper focuses on the practical research in the development process used in II
    a number of technical means and specific steps. Briefly introduces of the embedded-related theories. Also pointed out that the system had to be further improved development. Key words: Embedded，GPRS，ARM，Security，s3c2410，Remote monitoring III
    目 录 摘 要 ................................................................ I Abstract ............................................................. II 第 1 章 绪论 ........................................................... 1 1.1 课题背景 ...................................................... 1 1.2 课题来源 ...................................................... 2 1.3 国内外研究现状 ................................................ 2 1.4 课题的主要内容 ................................................ 4 1.5 论文结构 ...................................................... 5 第 2 章 系统分析及总体方案 ............................................. 6 2.1 系统功能分析 .................................................. 6 2.1.1 功能服务全局分析 ........................................ 7 2.1.2 功能模块需求分析 ........................................ 7 2.1.3 硬件平台功能需求分析 .................................... 7 2.2 性能需求分析 .................................................. 8 2.2.1 系统稳定性 .............................................. 9 2.2.2 支持用户远程登录 ........................................ 9 2.2.3 警报准确性高 ............................................ 9 2.3 系统总体方案选择 .............................................. 9 2.3.1 远程安防监控方案 ....................................... 10 2.3.2 无线传输方案 ........................................... 11 第 3 章 开发环境搭建及硬件设计 ........................................ 14 3.1 嵌入式系统简介 ............................................... 14 3.2 Linux 操作系统简介 ........................................... 15 3.3 开发平台搭建 ................................................. 17 3.3.1 ARM 处理器选型 ......................................... 17 3.3.2 GSM/GPRS 通讯模块选型 ................................... 18 3.4 主要仪器设备设计概述 ......................................... 18 3.4.1 FS2410 开发板简介 ....................................... 19 3.4.2 三星 S3C2410X 详细概述 .................................. 21 3.4.3 摄像头传感器 ........................................... 22 IV
    3.4.4 温湿度传感器 DHT11 ...................................... 23 3.4.5 光照传感器 ISL29003 ..................................... 24 3.5 系统设计方案总体框架 ........................................24 3.5.1 系统设计方案 ........................................... 25 3.5.2 系统设计框架 ........................................... 25 第 4 章 系统软件设计 .................................................. 26 4.1 总程序设计结构图 .............................................. 26 4.2 视频采集模块 ................................................. 26 4.2.1 移植摄像头驱动说明 ..................................... 26 4.2.2 视频采集流程及程序实现 ................................. 27 4.3 GPRS 通讯模块设计 ............................................. 29 4.3.1 GPRS 模块说明 .......................................... 29 4.3.2 短消息 AT 指令 ......................................... 29 4.3.3 GPRS 发送接收程序设计 .................................. 30 4.4 WEB 服务器的搭建 ............................................. 31 4.4.1 Boa 服务器功能设计 ...................................... 32 4.4.2 Boa 程序的移植 .......................................... 33 4.4.3 Boa 的配置与执行 ........................................ 33 4.4.4 Cgi 代码设计 ............................................ 35 4.5 主程序流程 ................................................... 36 4.5.1 主程序流程图 ........................................... 36 4.5.2 有人闯入时子程序处理流程 ............................... 37 4.5.3 火灾发生时子程序处理流程 ............................... 38 4.5.4 守候线程处理流程 ....................................... 39 第 5 章 测试结果与总结 ................................................ 41 5.1 功能测试 ..................................................... 41 5.2 功能说明 ..................................................... 41 5.3 总结 ......................................................... 42 参考文献 ............................................................. 44 致 谢 ............................................................... 45 V
    第 1 章 绪论 高速发展的现代社会，让人们对信息的获取提出了越来越高的要求。监控 系统的出现，满足了人们掌握生产各环节信息的需求，对确保人民生命财产的 安全，保障生产过程自动化的安全运行等方面起到了巨大的作用，而且对生产 管理也有重要意义。 1.1 课题背景 远程监控技术随着 Internet 网络的不断发展而得到广泛应用，如远程网络 教学、Internet 网络的家电接入、远程故障诊断、网上考试等，利用 Internet 网络可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。 远程监控系统己广泛应用于邮电、电力、通讯、银行等系统及设施。对于 许多监控现场，由于需要监控的区域广、监控的对象种类繁多，因而需要花费 大量的人力、物力和财力进行设备的维护。而且还存在着某些容易发生突发性 事件的领域，如容易发生火灾和洪灾的场所，由于这些事件发生的概率相对较 小，且具有随机性和不确定性，如果在现场实施人员值守是不现实的。同时， 在许多条件恶劣、人们不易到达或不能时刻停留的地方偶尔采集一些现场数据， 这时如果进行大量的布线工作则是不经济、不合理的[1]。随着移动数据通讯业 务的发展，GPRS 网络通信以其更加低廉的价格和永远在线的性能有着不可估量 的发展前景。 这一切的最终目的为人们提供一个以人为本的舒适、便捷、高效、安全的 生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一 个热点问题。信息化程度的不断提高，人们对智能家居的功能也提出了更高层 次的要求。 正是基于以上考虑，本文提出并设计了一种基于 GPRS 网络通信的远程视频 1
    监控系统。利用市场上比较通用的 GPRS 模块收发信息，利用 linux 内核中的 PPP 拨号上网的方式，并在 Linux 系统中搭建 web 服务器来实现远程监控的目 的。此类远程监控系统对于电子消费各个领域都有着重要的意义。 1.2 课题来源 本系统是定义为以个人家庭为目标客户的远程安防监控系统，从功能设计 到产品的实现模式都立足于满足人们能远程对家庭实施远程监控的目的。 本设计主要来源于本人在实习期间，所在公司正处研发阶段的一个项目。 本项目主要立足以互联网、宽带 ADSL 应用方案，采用网络摄像机采集影像，并 进行数字压缩，转换成数字信号，最后通过路由器或交换机或 ADSL 将视频传 输到局域网或互联网，远端用户可以通过 IE 浏览器或手机上网直接观看家中 情况。利用市场上比较通用的 GPRS 模块收发信息，利用 linux 内核中的 PPP 拨号上网的方式，并在 Linux 系统中搭建 web 服务器来实现远程监控的目的[2]。 1.3 国内外研究现状 在现代工业企业的生产和管理中，大量的物理量、工艺数据、特性参数需 要进行实时检测、监督管理和自动控制。这是现代化工业生产必不可少的基本 手段。从单台计算机直接监测控制到多级计算机监测控制系统，以及分布式、 网络化、智能化的系统，在各种企业中都有应用。 计算机监控系统，是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构， 与被监测控制的对象(生产过程)共同构成的整体。在该系统中，计算机实现了 生产过程的检测、监督和控制功能。 (1)采集和处理功能 主要是对生产过程的各种模拟和数字量进行检测、采 样和必要的预处理，并且以一定的形式输出，如打印报表、显示屏和电视等。 为生产人员提供详实的数据，帮助他们进行分析，以便了解生产情况。 2
    (2)监督功能 将检测到的实时数据、还有生产人员在生产过程中发出的指 令和输入的数据进行分析、归纳、整理、计算等二次加工，并分别作为实时数 据和历史数据加以储存。 (3)管理功能 利用己有的有效的数据、图像、报表等对工作情况进行分析、 故障诊断、险情预测。并以声光电的形式对故障和突发事件报警。 (4)控制功能在检测的基础上进行信息加工，根据事先决定的控制策略形成 控制输出，直接作用于生产过程。 一般情况下，计算机监控系统都是在生产现场或附近进行管理的，这样便 于生产技术人员及时到达现场指导生产，在发生故障时能够尽快解决问题以便 恢复生产。但是如果生产或采集现场地理位置比较偏僻、气候和其它一些条件 比较恶劣时就无法在生产现场或数据采集现场建立计算机监控系统，这时就需 要建立远程监控系统，另外，对于有许多地理位置分散的分厂或者分部的企业 集团，总公司为了能够统一和全面管理各个分厂的生产，也需要建立一个计算 机远程监控系统。 目前远程监控主要有以下几种方式：短距离长线监控；通过市话网；通过 Internet 网络；通过自组网络(CDPD 网)；通过数传电台方式。 短距离长线监控和通过自组网络(CDPD 网)首先要自行建设通信网络，建网 初期投资巨大，运营期间自主维护耗费人力物力较大，信号质量得以保证，效 果好，相对运营费用高；通过市话网和 Intemet 方式以现有的网络为依托，无 需自行建设通信网络，但是由于市话网和 Internet 难以达到工业现场覆盖面， 接入网络受到限制，局限性很大，网络运行效果取决于网络运营商，线路安全 不能得到保证，其通信效果好，信号量大，运营费用相对低廉；数传电台出现 较早，应用很广泛，是一种不错的无线数传方式，但是建网初期投资巨大，数 3
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