劉 程， 韓士萍

（1.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽 合肥 230000，2.六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 六安 237000）

基于ARM的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究

劉 程1,2， 韓士萍2

（1.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽 合肥 230000，2.六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 六安 237000）

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，ARM微處理器在許多領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用.為了使機(jī)房環(huán)境達(dá)到良好狀態(tài)、車載監(jiān)控系統(tǒng)更好地服務(wù)于人們的出行以及能有效監(jiān)控井下瓦斯情況，本文敘述了三種基于ARM的監(jiān)控系統(tǒng)裝置，并就其應(yīng)用展開了簡單的討論，希望能為監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展提供一定的參考.

ARM；監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用

1 前言

通常，監(jiān)控系統(tǒng)主要包括前端監(jiān)視（如攝像頭）、傳輸（如光纖、光纜等）、后端存儲(chǔ)、控制（如監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)）以及顯示（如電視墻等）這五個(gè)設(shè)備.而隨著智能化時(shí)代的到來，監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成也相應(yīng)地發(fā)生了許多變化，市場上也隨之出現(xiàn)了不同類型的監(jiān)控裝置.在科技與人們各種需求的推動(dòng)下，未來監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸趨于智能化、遠(yuǎn)程化、無線化、虛擬化以及自動(dòng)化.作為本文所研究的對象，筆者試從ARM處理器的角度出發(fā)，針對不同領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)，簡單地分析了其設(shè)計(jì)與應(yīng)用.

2 基于ARM的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用

針對機(jī)房環(huán)境變化問題，本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控報(bào)警裝置主要由硬件與軟件兩部分組成，其整體框架如圖1所示.由圖1可知，該裝置采用的是ARM11型號控制器，針對機(jī)房里的電源、溫濕度、煙感、漏水以及人體進(jìn)行監(jiān)測，并通過ARM11分析處理后，以最直觀的觸摸屏顯示出來，同時(shí)將信息與處理后的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至WinCF系統(tǒng)里，隨后ARM11將相關(guān)信息通過GSM手機(jī)模塊以短信的形式發(fā)送至管理人員的手機(jī)上，當(dāng)機(jī)房環(huán)境發(fā)生變化，或者超過事先設(shè)定好的各單項(xiàng)極限值時(shí)，該裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，這時(shí)候管理人員便可以據(jù)此采取有效措施進(jìn)行防控.

圖1 機(jī)房環(huán)境監(jiān)控報(bào)警裝置框架圖

這里值得注意的是該裝置所采用的接口是RS232與RS485相互轉(zhuǎn)換的，且監(jiān)控裝置的運(yùn)行通過AT控制指令進(jìn)行操作，不管是采集信息，上傳數(shù)據(jù)，還是處理數(shù)據(jù)，都需要我們編寫程序（C語言）.而報(bào)警的信息是以特殊代碼進(jìn)行反饋的，如異常情況代碼為05等.此外，該系統(tǒng)裝置的軟件設(shè)計(jì)部分則是在Visual Studio2010平臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)開發(fā)的.而數(shù)據(jù)采集程序的流程：開始→串口初始化→創(chuàng)建接收處理線程→判斷是否有采樣時(shí)間更改→采樣時(shí)間具體轉(zhuǎn)至→向傳感器系統(tǒng)發(fā)送采集命令→數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫并顯示→判斷數(shù)據(jù)是否超過標(biāo)準(zhǔn)值→作出判斷并發(fā)出警報(bào).當(dāng)然，也可以事先通過編程設(shè)置定時(shí)發(fā)送警報(bào)，但是這種事先定時(shí)的，雖然能做到對監(jiān)控的頻繁報(bào)警，但是容易引起人員恐慌，不宜采用.而遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控可以通過短信方式進(jìn)行，如機(jī)房某一指標(biāo)超標(biāo)或者某幾項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，該系統(tǒng)裝置能通過GSM模塊向管理人員發(fā)送有針對性的短信，如短信內(nèi)容可以設(shè)置為漏水情況、溫濕度多少、煙霧程度等.

3 基于ARM的車載視頻監(jiān)控應(yīng)用

近年來，隨著交通行業(yè)的大力發(fā)展，許多科技手段也相應(yīng)地被運(yùn)用進(jìn)來了，如針對逃票的智能刷票關(guān)卡機(jī)等，但即便如此，汽車、火車以及客船上還是會(huì)出現(xiàn)少許逃票人員，在處理逃票人員時(shí)，往往我們乘務(wù)人員態(tài)度的轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致與這些逃票人員產(chǎn)生糾紛.此外，在一些車內(nèi)盜竊事件中以及交通事故中等也會(huì)因?yàn)闆]有有效證據(jù)，給當(dāng)事人造成一些不必要的損傷.

因此，基于此，本文提出了一種基于ARM的車載視頻監(jiān)控裝置，測試結(jié)果顯示（參見文獻(xiàn)[2]），該裝置是可行的，而且能有效改善以上局面.

本文所設(shè)計(jì)的車載視頻監(jiān)控裝置包括移動(dòng)監(jiān)控終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及遠(yuǎn)程客戶端等，其總體框架圖如圖2所示，通過圖2，我們可以知道該裝置的工作原理，即利用攝像頭捕捉車內(nèi)區(qū)域情況，并將相關(guān)信息（如時(shí)間、運(yùn)行速度、具體位置等）傳送至ARM控制器，經(jīng)過編碼后，傳至流媒體服務(wù)器并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，接著回至boa服務(wù)器，最后通過反饋信息，對視頻圖像編碼與采集速度進(jìn)行有效控制.其中數(shù)據(jù)的接受、傳送、解碼以及顯示等均是通過ActiveX控件來實(shí)現(xiàn)的.

圖2 車載視頻監(jiān)控裝置總體框架圖

這里需要說明的是該裝置硬件主要由USB攝像頭、3G無線模塊、GPS定位模塊、外圍電路、電源與時(shí)鐘電路模塊、FLASH、SDRAM以及LCD控制器組成，而軟件則是采用Linux操作系統(tǒng).

4 基于ARM的井下瓦斯監(jiān)控應(yīng)用

在面對復(fù)雜而又特殊的煤礦井下時(shí)，有時(shí)候傳統(tǒng)瓦斯傳感采集裝置不足以滿足要求.因此，本文提出了一種基于A RM的CAN總線井下瓦斯監(jiān)控裝置，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)瓦斯監(jiān)控裝置的不足.該裝置使用ARM處理器，并嵌入Linux操作系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)了井下實(shí)時(shí)監(jiān)控.其框架圖如圖3所示.由圖3可知，各ARM監(jiān)測分站通過CAN總線進(jìn)行通信，井上通過CAN-Ethemet通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理.當(dāng)井下所采集到的瓦斯超過一定值時(shí)，該裝置將會(huì)自動(dòng)發(fā)出閃光警報(bào)聲，用戶在接受到警報(bào)后，能在第一時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)，這樣不僅可以有效監(jiān)控井下瓦斯?jié)舛?，而且還可以在一定程度上降低瓦斯事故的發(fā)生率.

圖3 煤礦井下瓦斯監(jiān)控裝置框架圖

該裝置硬件部分的設(shè)計(jì).其中瓦斯監(jiān)測分站的設(shè)計(jì)總圖如圖4所示.由圖4可知，在作業(yè)人員進(jìn)行井下工作前，該裝置將瓦斯?jié)舛韧ㄟ^電橋檢測單元轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)運(yùn)放單元至S3C2410處理器，接著，對信息進(jìn)行處理對比并作出是否發(fā)出閃光警報(bào)，然后，管理人員通過LCD顯示器進(jìn)行直觀查看，最后，作出響應(yīng).而該裝置軟件部分設(shè)計(jì)，其中瓦斯?jié)舛炔杉绦蛟O(shè)計(jì)則是采用循環(huán)方式對模擬信號進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)換的.CAN驅(qū)動(dòng)程序與CAN通信程序均由代碼編寫完成.

5 結(jié)論

根據(jù)以上對機(jī)房環(huán)境的監(jiān)控、車載視頻監(jiān)控以及煤礦井下瓦斯監(jiān)控的敘述，我們可以知道，基于ARM處理器的監(jiān)控系統(tǒng)裝置是可行，而且十分有效的，它在監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用成為當(dāng)前發(fā)展潮流，不僅及時(shí)高效地對所屬區(qū)域進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且還將監(jiān)控系統(tǒng)裝置推向了前沿科技層次，使得未來監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展逐漸趨于自動(dòng)化、智能化以及微小化.

〔1〕段振剛,許家云,廉小親,等.基于ARM11的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制,2014,22(12):4133-4136.

〔2〕谷勝,王建華.基于ARM Linux的3G無線車載視頻監(jiān)控系統(tǒng) [J].現(xiàn)代電子技術(shù),2012,35(23): 141-145.

〔3〕孟艷清,趙宏偉,鄒育霖.基于ARM的開關(guān)柜智能監(jiān)控裝置研究[J].高壓電器,2014(3):29-35.

〔4〕趙蒼榮,周孟然.基于ARM的CAN總線井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化,2008(6):13-16.

〔5〕廖之健.基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2011.

〔6〕趙春媛,李萌,韓會(huì)山,等.基于ARM9的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2012,33(2):529-534.

〔7〕侯益坤,劉益標(biāo),侯聰玲.基于ARM和μC/OS-Ⅱ的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2009,37(8):27-29.

〔8〕彭畑,張文普,牟雨飛.基于嵌入式Web的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,24(4):26-28.

TP273

A

1673-260X（2017）04-0014-02

2017-02-10

安徽高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目資助，項(xiàng)目名稱：ARM多路溫濕度采樣系統(tǒng)（KJ2015A380）