基于PXA270的智能小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭金所

（河南省總工會(huì)，河南 鄭州450003）

0 概述

1）防盜系統(tǒng)的發(fā)展

傳統(tǒng)防盜通常采用防盜鎖來達(dá)到防盜的目的，隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的防盜鎖已經(jīng)不能滿足防盜的需要，于是出現(xiàn)了密碼防盜鎖、指紋防盜鎖、聲控防盜鎖等。雖然這些防盜設(shè)備要比傳統(tǒng)的防盜鎖有所進(jìn)步，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，防盜設(shè)備呈現(xiàn)出越來越系統(tǒng)化、越來越智能化、越來越網(wǎng)絡(luò)化，上述防盜設(shè)備已經(jīng)不能滿足時(shí)代的要求，取而代之的將是智能化的防盜設(shè)備。

2）研究目的

現(xiàn)在市場上的一些防盜系統(tǒng)大多采用有線連接，一般采用串口通信，這就給布線帶來了很大困難，由于采用有線布線，這也勢必造成系統(tǒng)的安裝成本較高，并且缺乏靈活性。除此之外，大多防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、功能單一、聯(lián)網(wǎng)困難，屬于單兵作戰(zhàn)，聯(lián)動(dòng)防護(hù)能力差。

針對上述一些問題， 本文提出了一種全新的智能防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)采用C/S 設(shè)計(jì)模式，增強(qiáng)了總控中心和業(yè)主的信息交互，增強(qiáng)了小區(qū)內(nèi)保安系統(tǒng)的防范能力， 使得整個(gè)小區(qū)聯(lián)動(dòng)防護(hù)成為可能。 本系統(tǒng)采用多線程并行處理， 提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能， 采用無線傳輸， 減少了布線成本。 本系統(tǒng)具有安裝成本低， 維護(hù)方便并且具備安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)概要

1.1 設(shè)計(jì)原則

防盜系統(tǒng)的要求是既要處于技術(shù)的尖端， 又能符合實(shí)際需要。因此，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循下列原則：

（1） 系統(tǒng)實(shí)用性；（2）系統(tǒng)實(shí)時(shí)性；（3）系統(tǒng)完整性；（4）系統(tǒng)安全性；（5）系統(tǒng)可擴(kuò)展性；（6）系統(tǒng)易維護(hù)性。

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合目前國內(nèi)外的實(shí)際應(yīng)用水平， 系統(tǒng)采用合理的投資從而達(dá)到最佳效果。 這體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是，在滿足功能性和可靠性的前提下，初期的總投資不高；二是，系統(tǒng)運(yùn)行后的管理和維護(hù)費(fèi)用少；三是，系統(tǒng)在未來進(jìn)行更改或搬遷以及改造升級時(shí)只需少量資金即可。

1.2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由總控中心服務(wù)器、保安室報(bào)警終端、業(yè)主防盜終端及總控中心組成。本系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)總控中心服務(wù)器和業(yè)主防盜終端的信息交互，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖1。 本系統(tǒng)采用非接觸式IC 卡進(jìn)行刷卡，并可配合鍵盤一起使用，從而提高防盜的可靠性和安全性，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)見圖2。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)終端硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)終端采用PXA270 處理器， 主要功能模塊包括備用電源、電控門鎖、紅外攝像頭、IC 感應(yīng)卡讀卡設(shè)備、密碼鍵盤、壓力傳感器、蜂鳴報(bào)警裝置以及存儲(chǔ)設(shè)備，硬件體系結(jié)構(gòu)見圖3。

2.1.1 備用電源：作為電源備用，主要應(yīng)對突發(fā)事件，例如：斷電以及人為破壞電源供電等，若發(fā)現(xiàn)不能正常供電，備用電源可立即啟動(dòng)以保證系統(tǒng)的正常工作；

圖3 硬件體系結(jié)構(gòu)

2.1.2 電控門鎖：主要負(fù)責(zé)門的開關(guān)，當(dāng)身份合法并經(jīng)過系統(tǒng)驗(yàn)證無誤后將門開啟，若經(jīng)過一定時(shí)間還無人進(jìn)入，電控門鎖將門重新鎖起；

2.1.3 紅外攝像頭：主要負(fù)責(zé)對非法入侵者進(jìn)行拍照和錄像，當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)非法入侵時(shí)，紅外攝像頭便立即進(jìn)行拍照和錄像，處理器會(huì)將此信息傳遞給總控中心服務(wù)器；

2.1.4 IC 感應(yīng)卡讀卡設(shè)備：主要負(fù)責(zé)讀取IC 卡數(shù)據(jù)，采用非接觸式設(shè)計(jì)，最大讀卡次數(shù)設(shè)定為三次，并可以和密碼鍵盤聯(lián)合使用以提高安全性；

2.1.5 密碼鍵盤：主要負(fù)責(zé)密碼輸入，最大輸入次數(shù)也設(shè)定為三次，與非接觸式IC 卡聯(lián)合使用以提高安全性；

2.1.6 壓力傳感器：主要負(fù)責(zé)對非可抗力的檢測，例如：破門而入、破壞電門鎖、撞擊等；

2.1.7 蜂鳴報(bào)警裝置：主要負(fù)責(zé)非法入侵時(shí)的蜂鳴報(bào)警達(dá)到威懾作用；

2.1.8 存儲(chǔ)設(shè)備：用作終端采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，以供業(yè)主查詢。

2.2 系統(tǒng)終端軟件設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)終端軟件體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)終端操作系統(tǒng)采用Linux 2.6 內(nèi)核，各模塊采用多線程并行處理，保證了系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)

1）系統(tǒng)初始化模塊：主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的上電初始化，配置系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)；

2）身份驗(yàn)證模塊：主要負(fù)責(zé)對進(jìn)入人員的身份認(rèn)證，保證進(jìn)入的合法性；

3）圖像采集模塊：主要負(fù)責(zé)攝像頭的數(shù)據(jù)采集，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；

4）網(wǎng)絡(luò)通信模塊：主要負(fù)責(zé)將防盜信息（包括業(yè)主居住位置信息，采集的圖像信息）傳遞到總控中心服務(wù)器；

5）電源管理模塊：主要負(fù)責(zé)對電源的檢測，當(dāng)沒有正常供電或正常供電被破壞時(shí)，立即啟用備用電源，以保證系統(tǒng)的正常工作。

2.2.2 系統(tǒng)終端軟件模塊設(shè)計(jì)

圖5 系統(tǒng)初始化程序流程

1）系統(tǒng)初始化模塊：系統(tǒng)上電后配置系統(tǒng)正常運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，并對各模塊接口進(jìn)行檢測，如果正常則進(jìn)入工作模式， 如果不正常將發(fā)出報(bào)警提示，程序流程見圖5。

2）身份驗(yàn)證模塊：該模塊設(shè)計(jì)有三種模式，第一種模式：感應(yīng)卡模式，程序流程見圖6；第二種模式：鍵盤模式，程序流程見圖7；第三種模式：感應(yīng)卡和鍵盤聯(lián)合模式，程序流程見圖8。

3）其他模塊：圖像采集模塊負(fù)責(zé)對非法入侵的圖像捕捉，首先進(jìn)入的是拍照模式，連續(xù)性拍攝三張照片，網(wǎng)絡(luò)通信模塊把所拍攝到的三張照片及業(yè)主居住位置信息一并傳遞到總控中心服務(wù)器，同時(shí)將此信息存入終端存儲(chǔ)設(shè)備中，以供業(yè)主查詢。 這時(shí)，圖像采集模塊轉(zhuǎn)入錄像模式并將所得數(shù)據(jù)同時(shí)傳遞到總控中心服務(wù)器和終端存儲(chǔ)設(shè)備，采用多線程控制保證程序的并行執(zhí)行。

圖6 感應(yīng)卡模式程序流程

圖7 鍵盤模式程序流程

圖8 感應(yīng)卡和鍵盤聯(lián)合模式程序流程

2.3 系統(tǒng)服務(wù)器端設(shè)計(jì)

界面采用VC++6.0 設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫采用Oracle 設(shè)計(jì)，當(dāng)服務(wù)器收到防盜信息后馬上將信息存入數(shù)據(jù)庫同時(shí)將入侵者照片及業(yè)主居住位置信息傳遞到保安室，并啟動(dòng)保安室蜂鳴報(bào)警裝置通知保安，保安根據(jù)服務(wù)器提供的業(yè)主居住位置信息和入侵者的照片信息采取進(jìn)一步行動(dòng)。 如果業(yè)主已經(jīng)開通智能小區(qū)防盜短信告知服務(wù)， 系統(tǒng)將通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信告知業(yè)主。

3 結(jié)語

本文討論了一種基于PXA270 的新型的智能小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)采用Linux 操作系統(tǒng)，多線程處理，具有高實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，在無線傳輸模塊采用先進(jìn)的壓縮算法進(jìn)行壓縮后再傳輸，使得傳輸速度更快。 本系統(tǒng)滿足了對安全性要求較高的智能小區(qū)。 本系統(tǒng)在各種形式的智能小區(qū)中都有廣闊的應(yīng)用前景。

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