無線通信下的檔案館智能預警系統設計

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摘要：由于人們對安全需求的不斷提高，傳統檔案館安全預警系統已不能滿足人們的需求。基于此，提出基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統設計。其硬件設計包括電源部分、處理器、傳感器設計；軟件設計包括嵌入式Boa服務器移植和視頻監控軟件。實驗結果表明，設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統與傳統檔案館預警系統相比，能夠對檔案館的異常事故進行有效預警，其精準度在90%以上。

關鍵詞：無線通信；嵌入式檔案館；智能；預警系統

引言

由于目前國內國民經濟的快速發展以及人民生活水平的提高，人們對自身財產安全的保護意識也隨之強化，加以重視，視頻監控引起了人們的重視。尤其是對于銀行、圖書館、檔案館、超市、地下停車庫、軍事訓練基地等一些特殊場所，必須采用一些比較特殊的方法去對其加以監視、預警，及時地對目標區域內發生的異常事故做出反應，以便完成這些特殊場所的安全需求[1]。嵌入式處理器早就開始從最早的8位處理器，擴大到目前社會主流的64位處理器，甚至有可能會發展為更高端的128位處理器，已經完全可以滿足社會對復雜龐大信息處理的一系列需求[2]。檔案館用于安防保險的系統存在監控區域與實際區域之間差別較大的缺陷，應該怎么有力地實現遠距離、全方位的監控預警對于研發公司而言就成為一個巨大的挑戰，現在最有效的解決手段就是通過互聯網通信技術與嵌入式技術相結合來完成，這是由于互聯網通信技術具備了信息傳輸能力較強、應用速度較快的特點。

1系統硬件設計

1.1電源部分設計

基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統之中，電源作為其非常重要的構成部分，不單單可以為其提供運行動力，而且還可以實現全局總控的作用[3]。本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統內的電源部分總共有兩種供電手段，分別是單一式聚集供電與離散式分布供電。單一式聚集供電指的是借助于一個標準模板為其供電，這種供電方法可以將系統內的所有電荷全部集中在一起，增加供電量。需要注意的是在供電過程中標準模板絕對不可以分割，只有這樣才會提高工作效率，但是它唯一的缺陷就是靈活性較低；離散式分布供電方式則是由多個標準模板一起構成的，這就導致其供電能力比較差，工作效率不高，然而與之相對應的就是其靈活性較高，分割能力比較強。將這兩種供電方法精妙地聯系在一起，就能夠既實現拆分供電，又實現供電效率提高的目標。

1.2處理器

本文系統設計所用處理器采取的OMAP-3931Mini版開發板，它具備ARMCortextA9和CPU雙核處理器，性能運行速度比較快。主頻為800MHz，儲存器是10GbDDRSDRAM，并具有三個以上的標準接口，調試接口、串行通信接口、高速USB3.0HOST、SD/MMC接口等等，能夠機動靈活地擴展鏈接到PC標準儀器上。

1.3傳感器

為實現檔案館智能化安全預警的目標，本文設計的系統需要完成數據搜集、設備控制等多項功能，這就要求必須選取適宜穩定的傳感器以及繼電器等相關硬件設備，并把這些設備投入到組網鏈接上[4]。其中傳感器的作用就是完成對一系列數據信息的搜集，考慮到系統功能的實際設置，這個部分就需要選取精準、合適的溫/濕度傳感器、氣體感知傳感器。溫/濕度是一項工作環境的重要參考因素，系統能夠按照傳感器搜集到的溫/濕度進而利用空調、加濕器等館內相關調節設備對檔案館的溫/濕度進行智能預警并加以調節，保護檔案館儲存的紙質資料，改善寄存環境，以便達到對館內環境的智能控制[5]。選擇DHT20作為無線通信嵌入式檔案館智能預警系統內溫/濕度信息的傳感器設備。這種傳感器的安全性比較高，數字信號轉化速度較快且較為標準，精確度高，在投入應用的時候需要把標準的溫/濕度信號利用鏈接引腳輸入采集終端，設置較為便捷。本系統在傳感器在搜集到館內發生異常氣體泄漏以后，會設定預警事件并告知館內管理者，以便讓管理者隨時掌握檔案館內的環境安全，這也是本文基于無線通信設計的嵌入式檔案館智能預警系統的重要構成部分。為了確保這一部分監測有害氣體泄漏的穩定性與可靠性，本文選擇MQ-9、MQ-11分別監測可燃性氣體和一氧化碳的存在，這兩種傳感器分別鏈接到CC2030開發板（終端節點）的P0_7與P0_9引腳。

2系統軟件設計

2.1嵌入式

Boa服務器移植在嵌入式檔案館智能預警系統設計中接觸到的無線通信服務器有很多種，比較普遍的有Boa、Thtpd、apache三種[6]。因為嵌入式Boa智能服務器具備功能較多、體積較小、開放源代碼齊全等一系列優勢，在嵌入式檔案館智能預警系統設計中可以很好地投入應用。而且Boa還可以支持無限通信CGI程序，所以本系統選擇的就是Boa服務器。當系統提交預警信號信息的時候，嵌入式Boa服務器就會立即建構HTTP響應來處理預警信息，也會根據有關的標準要求創建CGI上傳進程，節省資源。同時它的處理速度與效率相對來說比較高。只有在現行系統上移植Boa服務器成功之后，管理者才可以使用網關服務器的一系列功能。經過相關源代碼的刪改、匹配和編譯等流程，Boa服務器才可以繼續兼容現行系統穩定的操作。移植Boa服務器的具體過程如下：首先，對Boa的源代碼進行必要的刪改，很多源代碼并不適合用于當前系統研究中，因此就需要對其進行合理的刪改，避免在上傳或運行的時候出現錯誤。其次，利用輸入匹配命令自動生成相應Makefile文件并完成補充，使其在默認狀況下進行交叉編譯。之后，對Boa源碼進行編譯，生成能夠在S5PV810開發板上智能運行的Boa文件。最后，借助于arm-linux-strip指令減少Boa文件內的多余信息，減小信息占用空間，使其可以很好地兼容嵌入式系統內。

2.2視頻監控軟件

由系統功能解析可知，基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統需要完成視頻安防監控子系統去確保檔案館的財產安全。本文圖像搜集使用的是V9L1接口，為信息檢測模塊以及H189編碼模塊提供警示幀信息。首先，為提升檔案館環境的安全保護功能，本設計還需要對館內目標區域檢測進行研究。視頻監控模塊在檢測到危險信息數據的時候，會開啟視頻儲存，把視頻信息集合為視頻文件，其次，同時考慮到網絡傳輸的不穩定性，系統采取壓縮比例比較高的H761編碼方法，按照本系統的設計結構，在完成實時視頻監控時，管理者能夠根據館內環境的變化，人為地轉換預警模式，為檔案館安防提供保障。

3實驗與效果分析

為了更加清楚、具體的看出本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統的實際效果，特與傳統嵌入式檔案館智能預警系統進行對比，對檔案館的異常事故進行預警對比。

3.1實驗準備

為保證實驗的準確性，將兩種嵌入式檔案館智能預警系統設計置于相同的實驗環境之中，進行異常事故預警實驗。實驗環境設置內容見下表。

3.2實驗結果分析

試驗過程中，通過兩種不同的嵌入式檔案館智能預警系統設計同時在相同環境下進行工作，分析其異常事故的預警能力變化。實驗效果對比圖見圖1所示。根據實驗結果可知，本文設計的基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統與傳統檔案館預警系統相比，能夠對檔案館異常事故進行有效預警，其精確度高達90%。

4結語

本文對基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統設計進行分析，依托無線通信計算機結合機制，根據嵌入式技術的分析，對檔案館預警系統進行調整，實現本文設計。實驗論證表明，本文設計的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為基于無線通信的嵌入式檔案館智能預警系統設計的方法提供理論依據。

參考文獻：

[1]白杰,孟令軍,張慧慧.基于ARM的實驗室智能無線監控系統設計[J].實驗室研究與探索,2017,36(2):121-124.

[2]熊海青.基于RFID的嵌入式智能宿舍考勤系統的設計[J].電子技術與軟件工程,2017(16):192-193.

[3]楊宗衡.基于嵌入式系統的智能視頻監控報警系統設計應用[J].無線互聯科技,2017(4):4-5.

[4]朱航江,潘振福,朱永利.互聯網+智能門禁控制系統[J].電子技術應用,2017,43(3):124-131.

[5]史鵬坤,許江淳,李玉惠,等.基于MEMS的車輛預警系統及其姿態算法設計[J].電子器件,2018,v.41(3):255-259.

[6]胡東,黃辰,朱文杰.基于H264的智能家居視頻監控系統的設計與實現[J].物聯網技術,2016，(2):25-26.

作者：賈必江 單位：大同煤炭職業技術學院