基于3G網(wǎng)絡的移動設備智能監(jiān)控系統(tǒng)設計

羅　劍

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學院，陜西 咸陽 712000)

基于3G網(wǎng)絡的移動設備智能監(jiān)控系統(tǒng)設計

羅劍

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學院，陜西 咸陽 712000)

摘要：為滿足用戶在移動、應急或臨時場合下對目標場所進行監(jiān)控和管理，基于3G網(wǎng)絡設計了一套完整的移動設備智能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有通過2G/3G網(wǎng)絡遠程控制、智能分析、自主向手機以短信和圖片方式報警等功能，并具有Zigbee無線傳輸能力，可用于控制近距離目標物聯(lián)網(wǎng)以及不同目標地報警圖片的傳輸。

關鍵詞：3G網(wǎng)絡；手機監(jiān)控；智能分析

傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控通常通過Internet網(wǎng)絡進行遠程傳輸，擁有傳輸速度快和數(shù)據(jù)量大等優(yōu)勢，與此同時，信息需要通過Internet網(wǎng)絡服務器作為中間站傳輸和存儲，監(jiān)控視頻由ISP管理，對ISP后臺服務系統(tǒng)的依賴存在極大的安全隱患和隱私外泄的可能，且延時較大，帶寬不穩(wěn)定。

隨著手機等移動通訊設備技術(shù)的發(fā)展，通過3G視頻電話通道傳輸監(jiān)控圖像，安全性高，穩(wěn)定的64 kbps傳輸通道使圖像清晰流暢，監(jiān)控可以通過3G網(wǎng)絡通道進行視頻傳輸，視頻抓拍，并可以通過3G網(wǎng)絡發(fā)送至手機，無需依賴任何ISP。端到端的視頻傳輸保證了視頻圖像數(shù)據(jù)的安全性，同時手機作為監(jiān)控終端，具有貼身化、個性化和即時信息傳輸?shù)膬?yōu)勢；因此，本文設計的3G網(wǎng)絡的移動設備系統(tǒng)能夠滿足用戶在移動場景、應急場景或臨時應用場景下對家庭等場所進行監(jiān)控和管理。

1智能監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

為滿足普通家庭監(jiān)控需求，本系統(tǒng)主要解決2個方面問題：1)安全防范方面，保障整個居家范圍內(nèi)的安全，門窗區(qū)域通過攝像頭等，隨時監(jiān)視現(xiàn)場情況，防止非法闖入，在事故發(fā)生時做到報警設備和攝像機視頻的聯(lián)動，及時傳遞報警信息；2)成員監(jiān)控方面，全面了解留守在家里的老人和小孩的情況，對于突發(fā)事件還可以遠程協(xié)助處理，無論上班或出差，都能夠隨時方便地了解家中狀況。

1.1主目標控制器設計

主目標控制器由SIMCOM5215控制器以及ARM控制器通過RS232實現(xiàn)通信，其總體框圖如圖1所示。

圖1　主目標控制器總體框圖

SIMCOM5215具有WCDMA和GSM通信能力，利用AT COMMAND指令控制視頻輸入設備及其他外設和I/O口；Tms320DM365是系統(tǒng)的ARM主控制器，采用arm926內(nèi)核，Tms320DM365芯片具有多碼流編碼性能和高性能的智能加速引擎等，完成與SIMCOM5215的通信，智能運行偵測、周界防范和視頻診斷等智能分析并且通過SPI與Ti2520進行數(shù)據(jù)的傳輸；TI CC2520的內(nèi)核為8051，外連Zigbee/IEEE 802.15.4RF收發(fā)器，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)率和低成本，可以嵌入各種設備，工作頻率為2.4 GHz，通信速率達250 kbps，它負責與其他Zigbee節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸以及與Tms320DM365的數(shù)據(jù)通信。

1.2目標控制器從屬控制器設計

移動設備目標控制器從屬控制器，配合主控制器工作，它將其他節(jié)點的圖像傳輸至主控制器，經(jīng)主控制器發(fā)送至移動設備終端(如手機)，可放置在與主控制器100 m以內(nèi)的范圍控制周邊目標，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　從屬目標控制器設計框圖

從屬控制器由MSP430F261X型號的超低功耗單片機以及帶Zigbee節(jié)點的TICC2530組成，MSP430單片機大部分時間處于待機或者休眠狀態(tài)，休眠電流僅0.1 μA，完全符合超低功耗的要求，可長期由電池供電，在收到拍照指令后，對攝像頭進行設置，完成與攝像模塊的通信，再通過SPI總線傳輸給TICC2520，經(jīng)Zigbee天線發(fā)送至主目標控制器。

2智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計

本系統(tǒng)采用雙CPU控制，主目標控制器硬件由感光模塊、3G模塊、arm模塊、主電源模塊和Zigbee模塊5個部分組成。

2.1小系統(tǒng)外部及部分接口電路設計

1)時鐘電路。通過芯片內(nèi)部的反饋電路與外部25 MHz晶體振蕩器電路一起構(gòu)成系統(tǒng)時鐘。

2)復位和看門狗電路。TMS320DM365的RSTN管腳為復位信號輸入管腳，需要的復位有效信號為低電平脈沖，脈沖寬度大于12個XIN24管腳輸入的晶振時鐘周期，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定，采用專用復位芯片MAX814產(chǎn)生復位信號。

3)供電電源電路。系統(tǒng)的供電均由外部VDC/DC轉(zhuǎn)換成CORE的數(shù)字1.35 V電源，I/O的數(shù)字3.3 V電源，DDR的數(shù)字1.8 V電源。

4)DDR拓撲結(jié)構(gòu)。TMS320DM365 DDRC及接口符合DDR3SSTL-15/SSTL-18電平標準，采用獨的DC/DC為DDRC1.8 V電源管腳供電，DDRC采用16bit模式，DDRC與1片數(shù)據(jù)總線位寬為16 bit的DDR2相連。

5)視頻輸入接口電路。TMS320DM365中的視頻處理子系統(tǒng)(VPSS)有2個接口，分別為用于視頻捕獲的視頻前段(VPFE)輸入接口和用于圖像顯示的視頻后端(VPBE)輸出接口。OV7670圖像傳感設備為8位的RAW DATA數(shù)據(jù)格式，接TMS320DM365的VPFE接口D2-D9。

2.2SIM5215E通信方式

TMS320DM365與SIM5215E通過串口進行數(shù)據(jù)通信，TMS320DM365通過串口向3G模塊發(fā)送AT指令，并讀取串口回復的信息，再根據(jù)讀取的回復信息做出相應的處理，比如從SD卡中讀取上一時刻剛儲存的圖象。

3結(jié)語

在科技發(fā)展迅速，技術(shù)革新日新月異的今天，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也憑借著科技進步的春風迅速發(fā)展。基于3G網(wǎng)絡的家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的IP監(jiān)控不同，其創(chuàng)造性地提供了3G視頻電話通道的監(jiān)控方式，該監(jiān)控方式的最大優(yōu)勢在于用戶隨時在線，一旦有警情，目標控制端回自動發(fā)送當前圖片或自動回撥設定的號碼。圖像傳輸具備防竊取功能，圖像資料且具備防篡改功能，但同時存在3G資費的問題，本系統(tǒng)的設計特點在于并非24 h傳輸視頻監(jiān)控，而是有判斷險情的智能設備分析，一旦有警情發(fā)生即刻將抓拍圖片以彩信形式發(fā)送至移動設備端，大大減少了流量記費。隨著技術(shù)的發(fā)展，移動手機網(wǎng)絡成本下降，基于3G網(wǎng)絡的移動手機視頻監(jiān)控會成為無線實時監(jiān)控系統(tǒng)設備的熱門選擇。

責任編輯李思文

Design of Intelligent Monitoring System for Mobile Device based on 3G Network

LUO Jian

(Shaanxi Energy Institute, Xianyang 712000, China)

Abstract:To meet the needs of users for monitoring and managing the target place in mobile, emergency or temporary situations, the system based on the 3G network was design with a complete set of the mobile equipment intelligent monitoring system, the system has passed 2G/3G network remote control, intelligent analysis, independent to hand machine to text messages and pictures and alarm functions, and with Zigbee wireless transmission capacity, it can be used to control the close target network and transmission of different target alarm pictures.

Key words:3G network, mobile phone monitoring, intelligent analysis

收稿日期：2014-12-04

作者簡介：羅劍(1979-)，男，工學碩士，講師，主要從事自動化監(jiān)控等方面的研究。

中圖分類號：TN 99

文獻標志碼：A