基于GPRS遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計

劉佳　陳全青

摘 要：介紹了一種高效、快速、方便、易于使用、功能強大的基于GPRS遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)的設計結合了嵌入式web服務器、GPRS技術和嵌入式相關技術，實現了用戶通過網絡對家中情況的實時監(jiān)控。該系統(tǒng)可以進行方便的擴展，結合用戶自身需求定制，使用戶通過手機就可獲得家中異常報警，并通過網絡對家中情況進行實時監(jiān)控，通過遠程操作來降低異常情況帶來的損失。在系統(tǒng)中，Web服務器通過互聯網提供遠程訪問服務，并通過GSM短信息通知用戶異常情況，用戶通過網絡對異常情況進行相應的指令操作，并且還可以使用系統(tǒng)的GPRS上網功能向客戶提供擴展功能。

關鍵詞：遠程；安防監(jiān)控；GPRS；Web服務器

中圖分類號：TP277.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0141-02

1 系統(tǒng)概述

隨著電子信息化技術的不斷發(fā)展，人們在家居中使用的電器越來越多，由此帶來的安全隱患也明顯增多。這些電器一旦出現異常情況，會給人們帶來很大的損失。為了降低電器不合理使用帶來的損失，就需要在異常發(fā)生時用戶能夠及時得到信息，并通過實時監(jiān)控采取一定的操作排除異常。因此，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的作用是非常大的。

以嵌入式視頻Web服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)。攝像頭采集到的圖片信息經過壓縮，通過內部總線送到內置的Web服務器，用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務器上由攝像頭采集的圖像。由于把圖片采集和Web功能集中到一個體積很小的設備內，可以直接連入局域網，所以，用戶無需安裝任何硬件設備，僅用瀏覽器即可觀看。

2 基本設計概念及結構

該系統(tǒng)是基于設計一個安全、實用、穩(wěn)定的遠程嵌入式監(jiān)控設備的理念而來的，要實現的主要功能有：①對設備現場數據的實時采集，例如溫度、紅外探測數據等；②用攝像頭采集圖片，使用存儲設備進行存儲；③構建嵌入式Web服務器，使用戶通過網絡利用PC機進行監(jiān)控；④在Web頁面上設置控制按鈕，監(jiān)控設備識別用戶指令并進行相應動作；⑤監(jiān)控設備通過GSM短信息功能向用戶報警，并通過PPP（Point to Point Protocol）撥號方式接入互聯網，提供遠程訪問服務。

該系統(tǒng)主要適用于家庭防盜、火災等異常情況的預防——用戶能夠及時得到報警并通過網絡進行相應操作，以此來降低損失。對該系統(tǒng)進行相應的處理，就可以實現對家用電器的遠程控制。

如圖1所示，系統(tǒng)由多個嵌入式子系統(tǒng)、單片機、傳感器和控制終端共同構成。

3 新舊安防監(jiān)控系統(tǒng)對比

3.1 原系統(tǒng)存在的問題

現有的安防監(jiān)控系統(tǒng)一般采用的是攝像機傳送視頻信號，經過高效壓縮芯片壓縮后，通過內部總線傳送到內置的Web服務器。用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機視頻圖像，授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭轉動。這種方法所需要的設備成本比較高，并且所需的帶寬比較多，適合在小區(qū)或學校等公共場所進行實時監(jiān)控。但是，家居安防監(jiān)控設備不需要連續(xù)的監(jiān)控，并且也不需要將監(jiān)控情況實時傳入服務器進行監(jiān)控，另一方面，家居設備對成本的要求比較高，所以，之前的視頻監(jiān)控設備不適合應用于家居環(huán)境中。

監(jiān)控端對設備也有一定的要求，不能在任何場所進行監(jiān)控，限制了使用范圍；監(jiān)控界面比較簡單，沒有統(tǒng)一的用戶界面，操作也比較復雜；監(jiān)控攝像機的維護費用較高，當監(jiān)控地點變動時，操作非常復雜；監(jiān)控時，需要有人全職守候，浪費了人力和物力；安裝比較麻煩，所需設備較多。

新的系統(tǒng)對上述內容進行了完善，它適用于家居環(huán)境，降低了成本，改變了原先不間斷監(jiān)控的模式，并需要為用戶提供友好的交互界面，使用戶在不同的場所都可以對設備進行監(jiān)控、操作，可通過遠程監(jiān)測、診斷服務，快速響應用戶的服務請求。

3.2 新系統(tǒng)的設計目標

在工作模式上，新的系統(tǒng)采用觸發(fā)式監(jiān)控模式，這種模式改變了以往不間斷監(jiān)控的模式，能夠智能感知異常，并在異常發(fā)生時記錄現場狀況，自動報警并短信通知用戶。在擴充性上，采用分布式動態(tài)管理，可靈活擴充系統(tǒng)物理資源來擴大用戶的業(yè)務。在用戶監(jiān)控的便捷性上，用戶可以在工作或其他場所進行遠程監(jiān)

控操作——用戶只需要一臺接入Internet的PC機便可以實現操作。在操作性上，用戶接口采用通用瀏覽器，不限制特定的硬件設備和軟件，真正實現隨時隨地監(jiān)控。如圖2所示，該系統(tǒng)的界面簡潔、美觀、直觀、易操作、友好、富于人性化。在系統(tǒng)的成本上，設備成本和維護成本都有了大幅度降低，更加適用于家居環(huán)境。

以嵌入式視頻Web服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：①布控區(qū)域廣闊。嵌入式視頻Web服務器監(jiān)控系統(tǒng)是將Web服務器直接連入網絡，沒有線纜長度和信號衰減的限制，同時，網絡是沒有距離的，徹底拋棄了地域的限制，擴展布控的區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力。所以，設備都以IP地址進行標示，增加設備只是意味著IP地址的擴充。②性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理。嵌入式Web服務器實際上是基于嵌入式微處理器技術，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，對用戶來講，上網登錄便可對家中情況進行監(jiān)控。

現在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代，前端一體化、視頻十字化、監(jiān)控網絡化、系統(tǒng)集成化成為了視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方向。它以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存放和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特點，將報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)完美地整合到一個使用平臺上，它帶領視頻控制行業(yè)進行了一次技術革命。

4 結論

該系統(tǒng)的設計是由多個嵌入式子系統(tǒng)組成，它是一個高度智能化、自動化的綜合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有高度的可擴展性、高度模塊化、裁剪方便、組態(tài)靈活，可靠性高、維護率低、界面友好、操作方便、易于使用，適用于不同場合和環(huán)境中。

該系統(tǒng)的設計理念是基于現有的“家庭安防系統(tǒng)”提出的，結合美國前總統(tǒng)布什提出的“智慧地球”概念和我國政府提出的下一代“物聯網”（亦稱“傳感網”）戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃這一新趨勢與最新的技術成果，站在新的視角，將原有項目的功能進行擴展、提升，以適應不同用戶、不同場合對安防系統(tǒng)的要求。

參考文獻

[1]孫德明，何正嘉.快速構建基于Web的遠程測控系統(tǒng)[J].計算機工程與應用，2003（23）：l60-162.

[2]朱文凱，陶波，何嶺松.基于Internet的嵌入式e-維護裝置[J].測控技術，2002，21（6）：17-21.

[3]夏應高，朱秀昌.用于監(jiān)控視頻的滯留與搬移物體的檢測算法[J].視頻應用于工程，2008，32（12）：86-88.

〔編輯：白潔〕