当前位置:首页 > 物联网 > 《物联网技术》杂志
[导读]摘 要 :文中基于 Android 智能手机与 Internet 网络,设计室内环境报警系统。利用无线传感网络设置底层监控终端节点,以 VS.NET 设计网络服务器监测管理平台,使用软件 Eclipse 开发手机监测应用程序,该系统具有温度、烟雾、可燃气体、异常入侵的监测和数据上传功能,以及通过网络或手机查询、布防 / 撤防、手机自动报警功能。

引 言

随着计算机网络和数据通信技术的进步与发展,人类进入了信息时代,紧接着产生了智能化监控系统。安全报警系统已成为室内环境中安全管理的基础,主要包括防盗报警、气体泄漏报警、火灾报警、室内环境智能报警 [1]。本文建立一个室内环境监控系统,通过智能手机实现对室内环境的检测报警,利用手机控制室内环境系统的开关、摄像头转动, 可随时查看检测画面,C/S 系统的体系结构,使用电脑负责连接控制并与手机通信,手机智能终端负责显示器屏幕显示, 提供用户界面控制检测设备 [2]。

1 系统结构

嵌入式 Web 服务器提供了互联网和无线通信连接方式, 具备丰富的功能扩展接口。用户通过浏览器或 Android 智能APP 登录控制系统 [3],客户端在身份安全验证通过后,可访问室内环境监控终端并修改系统参数来下达任务 [4]。系统总体设计结构框图如图 1 所示。

图 1 总体框图


2 系统硬件设计

本文系统硬件设计的主控板包括 Samsung 公司的S3C2410 集成芯片、1 024 MB DDRII 存储器、256 MB SLC型闪存、电源管理单元、LCD 显示、网络控制器 DM9000、华为 3G EM770W 无线通信模块 [5]。室内环境系统硬件框图如图 2 所示。

华为 3G EM770W 无线通信模块 [5]。室内环境系统硬件框图如图 2 所示。

图 2 室内环境系统硬件框图

2.1 微处理器 S3C2410

芯片 S3C2410 是 16/32 位 RISC 微处理器,拥有丰富的资源,主要频率最大可达 203 MHz,具有成本低、功耗小、性能高的特点 [6]。S3C2410 采用 272-FBGA 封装,分为总线控制信号、各种各样的元器件接口信号、电源时钟控制信号。

2.2 网络控制器 DM9000

网络控制器 DM9000 有一个一般的处理接口,具有损耗低、成本低廉、性能高、功率低、驱动源代码比较齐全、设计简单方便、能自动协调等特点,支持 3.3 V 或 5 V 的 I/O 电压、介质无关接口, 可用介质无关接口连接网络设备。DM9000 引脚如图 3 所示。

微处理器 S3C2410 与网络控制器 DM9000 连接电路如图 4 所示。

2.3 3G模块 EM770W

3G EM770W 模块外形较小,通过 Mini PCI Express 接口连接主控制板,使用 SIM 卡时必须安装到位。

在没有网络信号或用户不方便上网时,通过互联网发送的报警信息(如防盗报警、防火报警)不能送达,用户不能及时监控室内环境 [7]。为了使报警信息实时可靠地送达用户,用户可通过相应的短信对室内环境进行监控,且当室内环境异常时,系统通过无线模块向用户手机发送报警短信 [8]。

EM770W 引脚如图 5 所示。

室内环境监控报警系统设计

室内环境监控报警系统设计

一般情况下, 为防止信号干扰, 在 USIM_VCC 上加0.1 μF 电容,在 USIM_CD 上加 10 nF 电容,在 USIM_CLK,USIM_IO,USIM_RST 上加 33 pF 电容。

2.4 RS 232串口

MAX232 芯片是 RS 232 标准串口设计的单电源电平转换芯片,MAX232 的主要特点是 :符合 RS 232C 技术标准 ;具有电荷泵升压、电压极性变换能力,可产生 ±10 V电压 ;供电电流为 5 mA,功率损耗小 ;有两个内部集成的RS 232C 驱动器。

2.5 传感器模块

2.5.1 温度传感器

DS18B20 是常用的数字温度传感器,具有较强的抗干扰能力,体积小,成本低廉,经济灵活,具有 8 引脚 SIOC 小体积封装形式。

2.5.2 燃气传感器

MQ5 气体传感器采用的材料是二氧化锡(SnO2),空气中有可燃气体时,二氧化锡的电导率随着可燃气体浓度的增大而变大,用一个简单的电路就可将电导率的变化变换为该气体浓度对应的输出信号。

2.5.3 湿度传感器

SHT15 型智能湿度 / 温度传感器相对湿度的测量范围为0 ~ 100%,分辨力为 0.03%RH,最大精度为 ±2%RH ;温度测量范围为 -40 ~ 123.8 ℃,分辨力为 0.01 ℃。测量湿度、温度时,A/D 转换的位数最多为 12 位、14 位。

3 系统软件设计

软件设计中,首先进行系统移植,包括 Linux 内核移植、驱动程序开发、BOA 应用开发 ;然后进行应用开发,包括Android 智能手机终端远程控制软件开发等。

3.1 系统移植

3.1.1 系统移植环境

(1)安装主机环境,采用 Windows+VMware+Ubuntu 的方式 ;

(2)安装必要的软件包,安装命令在 Ubuntu 下输入 [9] ;

(3)安装 JDK 开发环境,并设置好环境变量的路径。

3.1.2 移植 Linux 内核

(1) 将 Linux 主机下 android.tar.bz2 文件解压产生Android 源码目录 ;

(2)驱动移植 ;

(3)文件系统和内核启动参数的正确挂载 ;

(4)调试控制台 ;

(5)打开并调试相关驱动(binder,logger 等)。

3.1.3 BOA移植

BOA 能够像普通服务器一样完成协议解析,实现客户端的各种请求,具有高性能、轻量级的优点。

3.2 手机 APP应用系统开发

Android 开发环境的安装步骤如下 :

(1)安装 JDK

直接从网上下载 JDK,由于所用电脑是 32 位操作系统,选择下载 Windows x86 188.43M jdk-8u92-windows-i586.exe。

(2)配置 JDK 变量环境

配置 JDK 系统变量环境时, 需要设置 3 个系统变量:

Java-home,Path 及 Classpath。

Java-home :设置系统变量名称,JDK 在 C :\Program Files\Java\jdk1.8.0_92 目录下,创建后用 %JAVA_HOME% 作为 JDK 安装目录的同一引用路径。

Path :直接对 Path 属性进行编 辑, 在原变量名后加 :;%JAVA_HOME%\bin ;%JAVA_HOME%\jre\bin 。

Classpath :. ;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar ;%JAVA_ HOME%\lib\tools.jar。

(3)下载安装 Eclipse

Eclipse 是集成开发环境(IDE),主要为 Android 和 Java应用程序开发 [10]。直接运行 Eclipse 应用程序,打开时需要设置工作目录。

(4)下载安装 AndroidSDK

前面步骤仅仅是普通 Java应用程序的开发, 开发Android应用还需安装 AndroidSDK, 并安装配置 Android Eclipse插件 ADT。

(5)给 Eclipse安装 ADT 插件

使用 Eclipse 需要安装 ADT 插件,可以简化开发过程, 节约时间,ADT 插件中有创建和调试 Android 工程向导。

(6)开发 APP

开发手机 APP 需要了解市场对手机 APP 的应用需求, 现在较为丰富的应用生态是 APP Store 与 Google Play。开发APP 应用需明确产品方向,设计手机 APP 应用要突出其主要功能点,这样才可满足用户对手机 APP 的需求,同时还可给手机 APP 匹配一些相关功能。

本文设计的室内环境手机 APP 操作界面如图6、图7 所示。

图6 室内环境操作界面一图7 室内环境操作界面二

3.3 系统测试

对室内环境远程监控报警系统进行测试,测试结果见表 1 所列。

室内环境监控报警系统设计

由表 1 可知,本文系统较好地实现了预期设计功能。远程监控效果如图 8 所示。

图 8 远程监控效果

4 结 语

本文使用 ARM 处理器、网络控制器以及各类传感器开发了室内环境监测系统的终端硬件平台,搭建了 Linux 服务器平台,开发了 Android 系统 APP 平台,实现了各类参数的采集显示与报警,同时可在手机上视频监控室内场景。该系统功能完善,实现了客户的需求目标。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

随着汽车软件数量爆发式的增长,整个行业都需要重新思考汽车产品的开发流程。为此,Arm推出了丰富的硬件IP、新的系统IP,以及全新的汽车计算与计算子系统产品路线图,旨在为各种汽车应用实现性能、功能安全、可扩展等方面的支持。

关键字: ARM 汽车电子

知名移动芯片设计公司ARM最近迈出重要一步,它正式推出汽车芯片设计。ARM推出的芯片设计方案名叫Neoverse,随同芯片一起推出的还有面向汽车制造商、汽车供应商的新系统。

关键字: ARM 汽车芯片 芯片

罗德与施瓦茨与SmartViser携手开发了一种用于测试符合欧盟销售的智能手机和平板电脑的新Energy Efficiency Index(EEI)标签法规的解决方案。该解决方案的核心是R&S CMX500,这是...

关键字: 智能手机 Android iOS

随着通用人工智能的发展,数据中心的计算需求逐步提高。针对多模态数据、大模型的推理和训练需要更高的算力支持,而随着算力提升与之而来的还需更关注在功耗方面的优化。对于头部云计算和服务厂商而言,针对专门用例提高每瓦性能变得至关...

关键字: ARM 服务器 AI Neoverse CSS

一直以来,riscv架构都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来riscv架构的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: riscv ARM riscv架构

最新消息报道,知情人士透露Arm近日裁掉了中国70多名软件工程师,并会将部分职位转移到中国以外的地区。Arm通过“全球服务”部门已经将支持其中国客户的工作外包给安谋科技,该部门曾经拥有约200名员工。

关键字: ARM 裁员

凭借着在个人计算机领域的广泛应用打下的坚实基础,X86自始至终统治着整个服务器生态。而这并不是业界希望看到的,因此Arm服务器被给予厚望。业界期盼Arm能够带来新的服务器CPU替代:打破一个同质化的数据中心架构,实现更高...

关键字: ARM 服务器 AI

本文中,小编将对64位处理器予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。

关键字: 处理器 ARM AMD

32位MCU开发方案的设计实例包括以下几个方面:

关键字: MCU ARM

业内消息,日本唯一一家负责定制 Soc 芯片的上市公司 Socionext 宣布将联合台积电合作开发一款 32 核 ARM 处理器,将采用台积电的 2 nm 制程工艺,该 CPU 采用了 Arm 的 Neoverse 计...

关键字: 台积电 2nm ARM 处理器 Socionext
关闭
关闭