基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

雷檳嶸

摘 要：文章首先對基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安防監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計進行了分析；其次對其系統(tǒng)當中的無線通信功能的實現(xiàn)做出了分析；最后對各個功能的實現(xiàn)做出了研究和探討。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；應(yīng)用基礎(chǔ)；安防監(jiān)控；系統(tǒng)構(gòu)建

隨著現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)以及各種現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居在市場中也出現(xiàn)了很大程度的廣泛應(yīng)用，與此同時，在現(xiàn)代智能家居的構(gòu)成范圍中，家具安防市場占據(jù)著很大的一部分，在近些年來發(fā)展十分迅速。在現(xiàn)代智能家居市場的存在與運行中，需要充分地依托人們的住宅作為主要的研究對象，來對其安防監(jiān)控系統(tǒng)的各方面實施，比如精湛的布線技術(shù)、發(fā)達的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、高科技的自動化控制技術(shù)以及過硬的安全防范技術(shù)等，這種集多方面技術(shù)于一體的綜合性設(shè)施集成設(shè)備，最終組成一個便捷高效的現(xiàn)代化住宅設(shè)備兼具家庭事務(wù)的新型管理系統(tǒng)，在滿足人們的基本生活需求的同時，還可以提供更加舒適安全的信息交換空間，有效地實現(xiàn)內(nèi)外通信、遠程控制的現(xiàn)象。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

就本文的研究而言，主要將嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代無線通信技術(shù)以及新型的嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)充分結(jié)合起來，從而綜合考慮安防監(jiān)控系統(tǒng)所具備的實際性，組建成一種后裝式、能夠?qū)熿F以及室內(nèi)溫度等各個環(huán)境參數(shù)進行實時檢測，最終能夠以遠程監(jiān)控為基礎(chǔ)，精確遠程監(jiān)控現(xiàn)代無線網(wǎng)安裝的安防監(jiān)控系統(tǒng)，圖1所示的就是整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。

通過圖1所示，我們能夠輕易探知本監(jiān)控系統(tǒng)主要是把ARMS3C6410型號的處理器當作一個總控制器，同時也可以將它看作一個能夠進控制的總節(jié)點，通過這個總節(jié)點能夠有效搜集多種信息，比如各個分節(jié)點的傳來溫度、入侵情況以及它們的煙霧濃度等等，在之后的處理過程當中還可以充分對其信息作出相關(guān)的處理，最終實現(xiàn)對室內(nèi)溫度、煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)的有效監(jiān)控。在該系統(tǒng)中充當分節(jié)點的微處理器一般都選擇采用市場價格低廉的 STC89C52型號單片機，它能夠?qū)硬煌膫鞲衅?，精確采集不同的數(shù)據(jù)，然后傳遞給微處理器，最后微處理器再把RS232串口連接到RM04WiFi模塊，這樣數(shù)據(jù)在經(jīng)過了一系列的傳輸和處理之后就會到達總控制器內(nèi)，這樣就創(chuàng)建了一個全新的總分結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)代安防監(jiān)控系統(tǒng)。

2 有效實現(xiàn)系統(tǒng)中的現(xiàn)代無線通信功能

就該系統(tǒng)中的現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)通信而言，它主要依托于WiFi組網(wǎng)通信和socket技術(shù)進行相結(jié)合的方式來對其進行實現(xiàn)，對總控制器以及分節(jié)點之間的通信實現(xiàn)了最大程度的通信，還對其數(shù)據(jù)的傳輸過程進行了完成。在該系統(tǒng)的通信過程當中，本文主要可以分為以下幾個方面進行了分析：

首先在socket通信功能的實現(xiàn)方面，需要對其原理進行充分的掌握和了解。它主要是利用一種十分特殊的I/O，也可以將其當作一個獨立的通信鏈句柄，來描述IP地址以及端口。在實際的應(yīng)用過程當中，集中體現(xiàn)在客服端/服務(wù)器通信模式中，在其模式的發(fā)展過程當中，主要利用其中的socket為主要核心部件的操作單元來作為通信數(shù)據(jù)的傳輸端口，其中的每一個操作單元當中都具有協(xié)議、本地地址、本地端口、遠程地址、遠程端口來實現(xiàn)描述。在進行通信連接的過程當中，主要是利用套接字的方式進行連接，一般來說，在兩端中所存在的socket都需要對各自一方的通信程序作出描述。因此在此種情況下，就如同一個文件函數(shù)產(chǎn)生調(diào)用現(xiàn)象，以socket為基礎(chǔ)，建立連接，從而最大化地傳輸數(shù)據(jù)，保證其網(wǎng)絡(luò)的通信過程的有效通暢。在一般情況下，對于socket的編程方法是很多的，都是在對兩種進行比較的基礎(chǔ)上進行實際的應(yīng)用。其中可以采用面向連接的現(xiàn)代TCP協(xié)議方法，或者無連接的現(xiàn)代UDP協(xié)議方法。在實施運行環(huán)節(jié)時，TCP 是一種基于連接的通信協(xié)議，需要3次握手才可以對數(shù)據(jù)段當中所存儲的消息以及信息進行及時有效的發(fā)送，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過程當中需要依靠一個具有穩(wěn)定性與可靠性的虛連接來實現(xiàn)；但是因為UDP協(xié)議本身不具有連接性，所以在進行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)發(fā)送端與數(shù)據(jù)接收端二者之間的連接狀態(tài)就無法保持，從而致使傳輸數(shù)據(jù)的可靠性得不到有效保障。

其次在WiFi 通信功能的實現(xiàn)方面，主要是利用無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上所進行擴展的一種通信方式，其中具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)簡單、擴展性好、性價比高的優(yōu)勢，在實際的應(yīng)用過程當中其中數(shù)據(jù)的通訊距離在開放區(qū)域能夠高達305米，封閉區(qū)域內(nèi)可保持在76～122米的范圍，可以說已經(jīng)成為目前應(yīng)用十分普遍的短程現(xiàn)代無線通信傳遞運輸技術(shù)之一。

另外，在對總控制器與分節(jié)點之間無線通信的實現(xiàn)方面，主要是對分節(jié)點的無線模塊進行分析，在進行分析的時候，我們以HLK-RM04模塊為主要的研究對象，可以說是一種成本較低的無線通信模塊，可以在通用串行接口的基礎(chǔ)上對嵌入式模塊實施。在該模塊的內(nèi)部當中，存在著TCP/IP 協(xié)議，可以最大限度地實現(xiàn)其串口、以太網(wǎng)以及無線網(wǎng)三者之間的良好轉(zhuǎn)換，它的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

最后還要對其通信過程的實現(xiàn)進行研究，在通信的具體實施過程當中，主要是對總控制器與分節(jié)點之間數(shù)據(jù)的無線傳輸。在傳輸?shù)倪^程當中，主要利用WiFi和socket結(jié)合來實現(xiàn)。如果在服務(wù)器端和客戶端也就是總控制器和分節(jié)點兩端當中對數(shù)據(jù)做出匯總和處理，來起到一個總控制器的核心作用。在此種情況下，實際應(yīng)用過程當中會出現(xiàn)一個服務(wù)器端與多個客戶端相對應(yīng)的情況，因此不宜選擇類似于recv，send這樣具有阻塞性的函數(shù)。需要選擇select 函數(shù)，因為它不但可以有效完成非阻塞 I/O以及信號驅(qū)動 I/O，還能夠設(shè)置時間。

3 各個功能的實現(xiàn)

在對于各種功能節(jié)點的實現(xiàn)方面，在本文當中，主要對其溫度節(jié)點和熱釋電紅外節(jié)點進行分析和研究。

在溫度節(jié)點的研究過程當中，主要利用DALLAS 半導體公司的 DS18B20 溫度傳感器進行分析。在實際的應(yīng)用過程當中，如果利用此種傳感器實施的話，是不需要進行A/D 轉(zhuǎn)換的，在進行應(yīng)用的過程當中，可以使其中環(huán)境的溫度進行直接顯示，在測量的過程當中，可以測量的溫度顯示范圍一般都在-55℃～125℃的范圍之內(nèi)。一般在應(yīng)用的過程當中，需要依靠一根線來有效測量雙向通信。其中一般具有9～12位的可編程分辨率，0.062 5℃的最高精度值。

在熱釋電紅外節(jié)點當中，主要是利用熱釋電紅外傳感器當中所具有的一種或者兩種探測性元件，從而充分地將探測性元部件以及它們接收到紅外輻射有效轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栂蛲鈧鬏?。在一般情況下，為了增大其探測距離，都會將一個菲涅爾透鏡放置在其前方，在實際的應(yīng)用過程當中，主要利用的是該透鏡的特殊光學原理，在傳感器過程中的前方交替時會產(chǎn)生不同的區(qū)域，可以被稱之為“高靈敏區(qū)”，也可以叫作“盲區(qū)”。如果在這個運行環(huán)節(jié)中，有人體經(jīng)過，其中的紅外線就會再以交替的狀態(tài)出現(xiàn)在兩個區(qū)域中，在經(jīng)過交替的狀態(tài)之后，就會利用一個忽強忽弱的脈沖信號來進行輸出，從而產(chǎn)生了能量不斷增強的現(xiàn)象。與此同時，在對傳感器進行監(jiān)控的時候，傳感器自身是不會傳播的，并且自身的輻射現(xiàn)象也是不大的，其中的功耗也相對較低，并且其中的隱蔽性是相對較小的，集中體現(xiàn)小動物、電磁以及燈光方面，以此來增強其干擾性能。

4 結(jié)語

綜上所述，在無線網(wǎng)絡(luò)的安防監(jiān)控系統(tǒng)當中，主要依據(jù)我國的室內(nèi)安防監(jiān)控實踐中出現(xiàn)的各種具體情況，制定出了以現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)為運行基礎(chǔ)的安防監(jiān)控系統(tǒng)方案。并且依據(jù)其實施的實際狀況建立起了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，根據(jù)不同的設(shè)備要求以及不同通信方式的特點，對嵌入式的系統(tǒng)實施安裝，從而有效處理了其交叉編譯，依據(jù)其系統(tǒng)的具體需要裁剪和移植其內(nèi)核。在對于分節(jié)點的功能實現(xiàn)方面，需要對溫度、煙霧以及門禁這3個節(jié)點作出分析，保證各功能節(jié)點之間的正常運行。