基于PXA270的智能小区防盗报警系统设计

郭金所

（河南省总工会，河南 郑州450003）

0 概述

1）防盗系统的发展

传统防盗通常采用防盗锁来达到防盗的目的，随着科技的进步和社会的发展，传统的防盗锁已经不能满足防盗的需要，于是出现了密码防盗锁、指纹防盗锁、声控防盗锁等。虽然这些防盗设备要比传统的防盗锁有所进步，但随着计算机技术的飞速发展，防盗设备呈现出越来越系统化、越来越智能化、越来越网络化，上述防盗设备已经不能满足时代的要求，取而代之的将是智能化的防盗设备。

2）研究目的

现在市场上的一些防盗系统大多采用有线连接，一般采用串口通信，这就给布线带来了很大困难，由于采用有线布线，这也势必造成系统的安装成本较高，并且缺乏灵活性。除此之外，大多防盗系统设计简单、功能单一、联网困难，属于单兵作战，联动防护能力差。

针对上述一些问题， 本文提出了一种全新的智能防盗系统设计，本系统采用C/S 设计模式，增强了总控中心和业主的信息交互，增强了小区内保安系统的防范能力， 使得整个小区联动防护成为可能。 本系统采用多线程并行处理， 提高了系统的实时性能， 采用无线传输， 减少了布线成本。 本系统具有安装成本低， 维护方便并且具备安全可靠等优点。

1 系统概要

1.1 设计原则

防盗系统的要求是既要处于技术的尖端， 又能符合实际需要。因此，本系统的设计遵循下列原则：

（1） 系统实用性；（2）系统实时性；（3）系统完整性；（4）系统安全性；（5）系统可扩展性；（6）系统易维护性。

本系统的设计结合目前国内外的实际应用水平， 系统采用合理的投资从而达到最佳效果。 这体现在三个方面：一是，在满足功能性和可靠性的前提下，初期的总投资不高；二是，系统运行后的管理和维护费用少；三是，系统在未来进行更改或搬迁以及改造升级时只需少量资金即可。

1.2 整体架构设计

本系统由总控中心服务器、保安室报警终端、业主防盗终端及总控中心组成。本系统采用星型网络拓扑结构来实现总控中心服务器和业主防盗终端的信息交互，网络拓扑结构见图1。 本系统采用非接触式IC 卡进行刷卡，并可配合键盘一起使用，从而提高防盗的可靠性和安全性，系统整体设计见图2。

图1 网络拓扑结构

图2 系统整体设计

2 系统设计

2.1 系统终端硬件设计

本系统终端采用PXA270 处理器， 主要功能模块包括备用电源、电控门锁、红外摄像头、IC 感应卡读卡设备、密码键盘、压力传感器、蜂鸣报警装置以及存储设备，硬件体系结构见图3。

2.1.1 备用电源：作为电源备用，主要应对突发事件，例如：断电以及人为破坏电源供电等，若发现不能正常供电，备用电源可立即启动以保证系统的正常工作；

图3 硬件体系结构

2.1.2 电控门锁：主要负责门的开关，当身份合法并经过系统验证无误后将门开启，若经过一定时间还无人进入，电控门锁将门重新锁起；

2.1.3 红外摄像头：主要负责对非法入侵者进行拍照和录像，当系统确认非法入侵时，红外摄像头便立即进行拍照和录像，处理器会将此信息传递给总控中心服务器；

2.1.4 IC 感应卡读卡设备：主要负责读取IC 卡数据，采用非接触式设计，最大读卡次数设定为三次，并可以和密码键盘联合使用以提高安全性；

2.1.5 密码键盘：主要负责密码输入，最大输入次数也设定为三次，与非接触式IC 卡联合使用以提高安全性；

2.1.6 压力传感器：主要负责对非可抗力的检测，例如：破门而入、破坏电门锁、撞击等；

2.1.7 蜂鸣报警装置：主要负责非法入侵时的蜂鸣报警达到威慑作用；

2.1.8 存储设备：用作终端采集数据的存储，以供业主查询。

2.2 系统终端软件设计

2.2.1 系统终端软件体系结构

本系统终端操作系统采用Linux 2.6 内核，各模块采用多线程并行处理，保证了系统的高实时性，系统软件体系结构见图4。

图4 系统软件体系结构

1）系统初始化模块：主要负责系统的上电初始化，配置系统正常运行时的各项参数；

2）身份验证模块：主要负责对进入人员的身份认证，保证进入的合法性；

3）图像采集模块：主要负责摄像头的数据采集，并负责数据的存储；

4）网络通信模块：主要负责将防盗信息（包括业主居住位置信息，采集的图像信息）传递到总控中心服务器；

5）电源管理模块：主要负责对电源的检测，当没有正常供电或正常供电被破坏时，立即启用备用电源，以保证系统的正常工作。

2.2.2 系统终端软件模块设计

图5 系统初始化程序流程

1）系统初始化模块：系统上电后配置系统正常运行的各项参数，并对各模块接口进行检测，如果正常则进入工作模式， 如果不正常将发出报警提示，程序流程见图5。

2）身份验证模块：该模块设计有三种模式，第一种模式：感应卡模式，程序流程见图6；第二种模式：键盘模式，程序流程见图7；第三种模式：感应卡和键盘联合模式，程序流程见图8。

3）其他模块：图像采集模块负责对非法入侵的图像捕捉，首先进入的是拍照模式，连续性拍摄三张照片，网络通信模块把所拍摄到的三张照片及业主居住位置信息一并传递到总控中心服务器，同时将此信息存入终端存储设备中，以供业主查询。 这时，图像采集模块转入录像模式并将所得数据同时传递到总控中心服务器和终端存储设备，采用多线程控制保证程序的并行执行。

图6 感应卡模式程序流程

图7 键盘模式程序流程

图8 感应卡和键盘联合模式程序流程

2.3 系统服务器端设计

界面采用VC++6.0 设计，数据库采用Oracle 设计，当服务器收到防盗信息后马上将信息存入数据库同时将入侵者照片及业主居住位置信息传递到保安室，并启动保安室蜂鸣报警装置通知保安，保安根据服务器提供的业主居住位置信息和入侵者的照片信息采取进一步行动。 如果业主已经开通智能小区防盗短信告知服务， 系统将通过GPRS 网络发送短信告知业主。

3 结语

本文讨论了一种基于PXA270 的新型的智能小区防盗报警系统的设计，操作系统采用Linux 操作系统，多线程处理，具有高实时性的优点，在无线传输模块采用先进的压缩算法进行压缩后再传输，使得传输速度更快。 本系统满足了对安全性要求较高的智能小区。 本系统在各种形式的智能小区中都有广阔的应用前景。

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