基于嵌入式Internet的智能小区监控系统

基于嵌入式

Internet

(铜陵学院,安徽

的智能小区监控系统

张红莉

铜陵

244000)

摘要:本文设计了基于嵌入式Internet的智能小区安全监控系统的一套方案,并讨论了嵌入式Internet

互联技术的一种接入方法,使用专用芯片SX,利用网络进行远程监控,为小区安全提供了方便可靠的监控手段。

关键词:智能小区;嵌入式网络系统;智能监控器中图分类号:TP311

文献标识码:A

文章编号:1671-752X(2006)04-0070-01

1.引言

智能小区是利用计算机技术、网络通信技术、自控技术,集系统、服务、管理于一体的高效、舒适、安全、节能、便利的居住和生活小区。随着科技的进步,嵌入式系统技术越来越成熟、可靠,及网络通信技术的高速发展,产生了嵌入式Internet技术,嵌入式Internet技术是一种设备接入技术和一种网络互联技术,主要解决的问题是通过web和嵌入式技术实现从不同子网,不同物理区域对接入到Internet的设备和异类子网进行监控、诊断、管理等功能。因此如果能把智能小区安全监控系统连接到Internet上,则可更通用、更广泛的实现实时远程控制。本文就以嵌入式Internet来设计了智能小区安全监控系统。

2.嵌入式Internet的基础

嵌入式Internet是嵌入式系统与Internet的结合,嵌入式系统中包含嵌入式处理机,嵌入式操作系统和应用电路部分,与Internet的接入则必须有对应的接入协议,如通用的TCP/IP协议。因此实现嵌入式Internet的基础是嵌入式处理机,嵌入式操作系统和接入Internet的通信协议。2.1

嵌入式处理机

单片机就是典型的嵌入式处理机,处理机是嵌入式系统的核心基础,能直接影响接入Internet的方式及成本,常见的单片机有:Atmel公司的AVR,MOTOROLA公司的DragoNall,以及一些高端的单片机如:ARM,SH3,MIPS等。2.2嵌入式操作系统

因嵌入式系统资源有限制,所以嵌入式操作系统一般要比PC机操作系统小的多,而且嵌入式系统要实时的完成各种

收稿日期:2006-08-23

作者简介:张红莉(1978-),女,安徽桐城人,铜陵学院计算机系教师。

复杂的功能,因此嵌入式操作系统,必须是实时多任务操作系统,另一方面,嵌入式处理机种繁多,嵌入多操作系统还必须支持各种不同处理器体系结构的众多处理机。

国际上嵌入式系统的主流是实时多任务操作系统(RTOS)

现在比较成熟的商品化嵌入式操作系统已经十分丰

富了,如:PalmOS,VxWorks,PSOS,Nuclear,VRTX,WINDOWSCE以及嵌入式LINUX等。2.3

嵌入式Internet的通信协议

嵌入式系统同PC机接入Internet一样,必须通过相应的通信协议。目前Internet采用的TCP/IP协议,因此嵌入式系统接入Internet最终必须通过TCP/IP接入。嵌入式系统对信息进行TCP/IP协议处理,使其变成可以在Internet上传输的IP数据包,由于嵌入式系统自身资源的限制,处理能力不如台式机强,使得处理通信协议成为嵌入式系统接入Internet的关键。UBICOM公司推出了一种功能较强,价位低廉的RISC指令MCU,具有单片机极限运行速度,虚拟技术和免开发装置技术,并且可以实时多任务,可用于设计诸如虚拟外设、Internet接入系统的嵌入式Internet设备。3.智能小区监控系统

智能化小区监控系统主要由嵌入式控制单元,监视器,保安服务器,网关,防火墙组成(如图1所示)。

(1)保安服务器用于监测,提供及时救援。

(2)每个数据采集单元中,加入嵌入式控制单元负责管理的数据采集,数据缓冲和数据通信。

(3)选择适当的数据传输技术,即通信协议。

(4)将数据送上Internet供监视人员远程控制。(下转第91页)

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操在课堂上领操锻炼。这就要求学生对健美操的动作套路有一定的了解和掌握,积累了一定量的动作素材,能自编自练,自配音乐。这部分可安排在第二学期,教师在理论课中讲授健美操动作的编排原则方法,以及记写方式。教师可将每节课的热身操分配给每位学生,让他们按编排原则和人体运动规律进行自编、自配音乐,并用图记写下来,作为考试内容之一教给老师,老师结合实践和记写给予评价,让学生了解自己的优缺点,及时改进完善,通过这部分的练习,能让学生在培养创编能力,记写能力,应用能力的基础上,进行各种能力的培养,这无疑对学生养成终身锻炼的爱好和习惯是一种激励和推动。2.3培养综合鉴赏能力部分

互帮互评是学生提高对健美操鉴赏能力的重要手段,是全面发展学生健美操运动综合能力的方法。在理论课和平时教学中都要培养学生对健美操的综合鉴赏能力和评价能力。让学生分组进行互练互评,也可挑选几名动作正确优美的学生做示范,让其他学生作出评价,教师再综合从各方面进行分析评价,使学生在与教师评价对比中掌握如何正确鉴赏,评价健美操动作。在期终(上接第70页)

考核中可让学生自评、互评,加强学生的综合鉴赏评价能力,培养学生的综合素质。3.结论

“创新”是一个民族进步的灵魂,是我国素质教育的核心要义,面对21世纪市场的竞争,社会的需求,在教学中应面向全体学生,充分发挥他们的主体作用,新的教学方法与模式使学生变被动学习为主动参与,让学生真正成为课堂上的主人,建立以“学”为主,边练边学,自编自学的创新方法,开发学生创造性思维和实践能力。新的教学方法与模式更注重学生思想意识和创造性的培养,这不仅有利于高校体育教学目标的实施,同时有利于学生创造能力,实践能力的提高,从而不断完善和塑造自己个性品格。培养了自身综合素质,这无疑对终身体育观的树立和全民健身计划的实施起到了推动的作用。

(责任编辑:张兆才)

Internet通信协议对存储器、运算速度要求很高,而由于MCU大都是8b或16b。所以嵌入式Internet技术难点主要在于如何利用MCU自身有限资源对信息进行TCP/IP协议处理。在本系统中采用UBICOM公司SX微处理器。SX微处理器体系结构是基于RISC指令集的,采用CPU并行流水线方式及单时钟周期指令,工作晶振为100MHz时指令执行速度可达100MPS。该单片机的最大特点就是虚拟外设功能,即通过软件对I/O口进行灵活的配置,CPU执行虚拟软件模块就可以驱动普通的I/O口来模拟外设的功能,如UART、SPI、IIC和FSK等。MCU可以执行通过虚拟外设功能来运行网络协议栈,如TCP、IP、HTTP和SMTP等。可以在MCU执行数据采集和控制功能的同时,将数据打包,通过TCP/IP发送到Internet上。5.结论

由于TCP/IP协议复杂性,用软件实现协议处理必须解决处理速度的问题,SX微处理器具有100MIPS的处理速度,完全满足嵌入式系统对处理速度的要求。对大型监测系统进行远程控制、监测显示,将嵌入式系统体积小成本低与Internet的应用广、传递快捷的特点结合起来,从而实现方便、快捷、经济地传送信息,实现方便灵活的远程控制。参考文献:

[1]栗大超.嵌入式系统Internet互联技术[M].北京:微计算机信息

图1智能小区监控系统结构

4.嵌入式控制单元设计思路

图2嵌入式控制单元的组成

嵌入式控制单元是远程监控系统的核心部件,由A/D转换器,微控制器和网络接口组成。A/D转换器是将采集的模糊信号转换成数字信号,然后让数字信号在Internet网上通过TCP/IP协议长距离传输,以保证数据系统能够获得可靠信号,它负责数据处理,转换和传输,其面向监控器一端有效缩短了模拟信号的传输距离,保证了数据的可靠性。

杂志社,2002.

[2]何立民.单片机应用系统的设计与实现[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990.

[3]宋真群.虚拟外围设备芯片SX及其应用[M].苏州:苏州大学出版社,2001.

(责任编辑:方少卿)

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