基于android的物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)研究

楊俊成

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473000)

基于android的物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)研究

楊俊成

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473000)

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，對Android體系結(jié)構(gòu)及各類傳感器進行研究分析，給出本系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)特點及本系統(tǒng)要解決的主要技術(shù)問題。最后構(gòu)建一個移動端APP，實現(xiàn)報警功能。

Android體系結(jié)構(gòu)；移動端APP；報警系統(tǒng)；

1. 引言

近年來隨著社會的不斷進步與發(fā)展，人們的生活水平日益提高，人們越來越重視自己的個人和財產(chǎn)安全。安全問題的出現(xiàn)使得智能安防系統(tǒng)與人們的日常生活越來越緊密。2015年3月5日，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，進一步推動了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智能安防系統(tǒng)的發(fā)展。

目前，安防系統(tǒng)越來越受人們的重視，其應(yīng)用也非常廣泛。目前大部分安防系統(tǒng)缺乏對視頻內(nèi)容的智能分析，由于其事前預(yù)/報警的缺位，讓保平安的意義大打折扣。在智能化發(fā)展的今天，在不需要人為干預(yù)的情況下，系統(tǒng)能自動實現(xiàn)對監(jiān)控畫面中的異常情況進行檢測、識別，在有異常時能及時做出預(yù)/報警尤為重要。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出，移動應(yīng)用開發(fā)人才需求越來越多，使得移動應(yīng)用開發(fā)專業(yè)速度發(fā)展。移動應(yīng)用開發(fā)主要是借助于無線網(wǎng)絡(luò)在移動終端上所進行的開發(fā)及應(yīng)用。移動終端是指便攜式設(shè)備，如手機、平板電腦等。“應(yīng)用”是指在各種電子設(shè)備上使用的應(yīng)用程序，如微信、手機導(dǎo)航、滴滴快車、掃碼支付等應(yīng)用程序。所以移動應(yīng)用開發(fā)就是對這些使用最廣泛的移動設(shè)備終端上的應(yīng)用程序的軟件開發(fā)，它既是適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，也是適應(yīng)用戶程序從電腦端轉(zhuǎn)移到移動終端發(fā)展的需要。隨著智能手機用戶的增多，在手機APP端實現(xiàn)智能安防系統(tǒng)更為重要。

物聯(lián)網(wǎng)(又稱Internet of things，簡寫IoT)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也可以說成物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，其核心是應(yīng)用創(chuàng)新，即以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。Android的物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)是減少重要設(shè)備或重要資料室發(fā)生被盜或火災(zāi)的概率而設(shè)計的，本設(shè)備放置在需要重點保護的區(qū)域，例如檔案室、精密設(shè)備實驗室、財務(wù)處，當(dāng)可能發(fā)生火災(zāi)或陌生人進入時，系統(tǒng)將以短信或者電話的方式通知目標(biāo)手機，最大限度的降低損失，從而減小由于人為疏忽而帶來無法彌補的損失。

2.系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 Android體系結(jié)構(gòu)

android的系統(tǒng)架構(gòu)采用分層的架構(gòu)。從高層到低層主要分為四層，分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和linux核心層，具體介紹如下：

(1)應(yīng)用程序?qū)?，通常涉及用戶界面和交互?/p>

(2)應(yīng)用程序框架層，包含一系列的服務(wù)和系統(tǒng)，如視圖(Views)、內(nèi)容提供器(Content Providers)、資源管理器(Resource Manager)、通知管理器(Notification Manager)、活動管理器(Activity Manager)等。

(3)系統(tǒng)運行庫，包含一系列的庫文件，如系統(tǒng)C庫，支持音頻及視頻等文件的媒體庫，Surface Manager，用來支持android瀏覽器和Web視圖的Lib WebCore，底層的2D圖引擎SGL，3D libraries，支持位圖(bitmap)和vector字體顯示的FreeType、Sqlite。

(4)Linux內(nèi)核層

Linux內(nèi)核也作為硬件和軟件棧之間的抽象層，可隱藏具體硬件細(xì)節(jié)而為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)。

2.2 硬件分析

本系統(tǒng)所涉及到的硬件包括(1)溫度傳感器。本文采用了能將溫度信息直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的智能溫度傳感器DS18B20。該溫度傳感器常用于環(huán)境溫度控制、溫度監(jiān)測系統(tǒng)以及過程監(jiān)測和控制系統(tǒng)中。(2)煙霧傳感器?？梢员O(jiān)測煙霧濃度，根據(jù)煙霧情況來傳遞信號，當(dāng)煙霧超過一定的濃度時，就會通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去，以達到火災(zāi)防范的功能。(3)紅外傳感器。根據(jù)紅外光譜來傳遞信息，該傳感器的創(chuàng)新點在于能夠抵抗外界的強光干擾，主要用來檢測是否有人進入室內(nèi)，一旦有人闖入就會報警。

3.系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由前端設(shè)備、后端設(shè)備、監(jiān)控平臺及客戶端組成，通過煙霧傳感器獲取室內(nèi)煙霧情況，無線門磁感應(yīng)傳感器獲取是否有外人入侵，攝像頭把室內(nèi)的監(jiān)控的畫面都傳遞到后臺數(shù)據(jù)庫中，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)在手機APP端時時監(jiān)控室內(nèi)情況，當(dāng)有緊急情況發(fā)生時，手機APP端會給予報警提示，同時采取措施降低損失。具體系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.2.系統(tǒng)特點

為了更好的滿足現(xiàn)代人們的需求，本系統(tǒng)具有如下特點：

(1)以32位的ARM作為主控制芯片，克服了8位單片機性能的局限性和不穩(wěn)定性。

(2)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng)Android對報警系統(tǒng)進行開發(fā)，滿足對高保密、高價值設(shè)備的自動保護。

(3)對Android平臺進行裁剪和移植，使其適于用安防系統(tǒng)，并對中間層的性能進行了優(yōu)化，提高了系統(tǒng)的效率。

3.3 本系統(tǒng)中解決的問題

在本系統(tǒng)中比較重要的問題是嵌入式網(wǎng)關(guān)和視頻處理技術(shù)，針對該問題我們應(yīng)該重點研究，具體如下：

(1)嵌入式網(wǎng)關(guān)

負(fù)責(zé)將傳感器的數(shù)據(jù)提起并進行協(xié)議的封裝，同時負(fù)責(zé)服務(wù)器端與手機端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通信，并通過通信機制發(fā)送報警短信或電話。

系統(tǒng)中嵌入式網(wǎng)關(guān)與傳感器通信采用ZigBee通信方式，為增加網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

(2)視頻處理技術(shù)

應(yīng)用快速模式選擇算法優(yōu)化編碼過程，使通信模塊和數(shù)據(jù)處理模塊在服務(wù)器上快速處理，在4G無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中用手機端實現(xiàn)對遠端的實時視頻監(jiān)控。

采用星型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，網(wǎng)關(guān)作為整個星型網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，配有ZigBee無線模塊的傳感器設(shè)備通過ZigBee網(wǎng)關(guān)經(jīng)過4G模塊或者WiFi模塊將數(shù)據(jù)發(fā)到用戶的APP端。

4.結(jié)束語

通過對Android體系結(jié)構(gòu)及各類傳感器進行研究分析，設(shè)計一款A(yù)PP端的報警系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中對功能結(jié)構(gòu)進行總體概述，對本系統(tǒng)特點進行總結(jié)，最后解決主要技術(shù)問題：嵌入式網(wǎng)關(guān)和視頻處理技術(shù)。通過該APP端的報警系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控室內(nèi)情況，一旦有情況發(fā)生，便及時報警，從而最大限度的降低損失，減小由于人為疏忽而帶來無法彌補的損失。

[1]徐圣.智能安防報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].太原理工大學(xué)，2013.

[2]侯淑勤.基于微信平臺的家庭隱患報警系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)[D].華中師范大學(xué)，2015.

[3]唐舜君.關(guān)于無線智能報警系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用研究[J].無線互聯(lián)科技，2017，(05)：144-145.

[4]劉楠，陳萬忠，王秋爽，郎一寧.基于Android平臺的遠程視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)，2016，(02)：283-288.

[5]劉楠.基于Android平臺的遠程視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)研究[D].吉林大學(xué)，2016.

ResearchonInternetofThingsAlarmSystemBasedonAndroid

YANG Jun-cheng

(Henan Polytechnic Institute, Nanyang 473000, China)

This paper studies and analysis the Android architecture and various types of sensors according to the principle and structure of Internet of Things alarm system, and then gives functional structure, system characteristics of this system and the main technical problems, and finally, building a mobile APP to achieve the alarm function.

Android architecture; mobile APP; alarm system

楊俊成(1982- )，男，碩士，河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機工程系講師，研究方向：嵌入式系統(tǒng)、人工智能。

TP271

A

1671-3974(2017)03-0063-02

2017-05-12

2015年南陽市科技攻關(guān)項目“基于android的物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)”(KJGG 40)。