基于3G网络的移动设备智能监控系统设计

罗　剑

(陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

基于3G网络的移动设备智能监控系统设计

罗剑

(陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

摘要：为满足用户在移动、应急或临时场合下对目标场所进行监控和管理，基于3G网络设计了一套完整的移动设备智能监控系统，该系统具有通过2G/3G网络远程控制、智能分析、自主向手机以短信和图片方式报警等功能，并具有Zigbee无线传输能力，可用于控制近距离目标物联网以及不同目标地报警图片的传输。

关键词：3G网络；手机监控；智能分析

传统的远程监控通常通过Internet网络进行远程传输，拥有传输速度快和数据量大等优势，与此同时，信息需要通过Internet网络服务器作为中间站传输和存储，监控视频由ISP管理，对ISP后台服务系统的依赖存在极大的安全隐患和隐私外泄的可能，且延时较大，带宽不稳定。

随着手机等移动通讯设备技术的发展，通过3G视频电话通道传输监控图像，安全性高，稳定的64 kbps传输通道使图像清晰流畅，监控可以通过3G网络通道进行视频传输，视频抓拍，并可以通过3G网络发送至手机，无需依赖任何ISP。端到端的视频传输保证了视频图像数据的安全性，同时手机作为监控终端，具有贴身化、个性化和即时信息传输的优势；因此，本文设计的3G网络的移动设备系统能够满足用户在移动场景、应急场景或临时应用场景下对家庭等场所进行监控和管理。

1智能监控系统总体设计

为满足普通家庭监控需求，本系统主要解决2个方面问题：1)安全防范方面，保障整个居家范围内的安全，门窗区域通过摄像头等，随时监视现场情况，防止非法闯入，在事故发生时做到报警设备和摄像机视频的联动，及时传递报警信息；2)成员监控方面，全面了解留守在家里的老人和小孩的情况，对于突发事件还可以远程协助处理，无论上班或出差，都能够随时方便地了解家中状况。

1.1主目标控制器设计

主目标控制器由SIMCOM5215控制器以及ARM控制器通过RS232实现通信，其总体框图如图1所示。

图1　主目标控制器总体框图

SIMCOM5215具有WCDMA和GSM通信能力，利用AT COMMAND指令控制视频输入设备及其他外设和I/O口；Tms320DM365是系统的ARM主控制器，采用arm926内核，Tms320DM365芯片具有多码流编码性能和高性能的智能加速引擎等，完成与SIMCOM5215的通信，智能运行侦测、周界防范和视频诊断等智能分析并且通过SPI与Ti2520进行数据的传输；TI CC2520的内核为8051，外连Zigbee/IEEE 802.15.4RF收发器，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据率和低成本，可以嵌入各种设备，工作频率为2.4 GHz，通信速率达250 kbps，它负责与其他Zigbee节点的数据传输以及与Tms320DM365的数据通信。

1.2目标控制器从属控制器设计

移动设备目标控制器从属控制器，配合主控制器工作，它将其他节点的图像传输至主控制器，经主控制器发送至移动设备终端(如手机)，可放置在与主控制器100 m以内的范围控制周边目标，其结构如图2所示。

图2　从属目标控制器设计框图

从属控制器由MSP430F261X型号的超低功耗单片机以及带Zigbee节点的TICC2530组成，MSP430单片机大部分时间处于待机或者休眠状态，休眠电流仅0.1 μA，完全符合超低功耗的要求，可长期由电池供电，在收到拍照指令后，对摄像头进行设置，完成与摄像模块的通信，再通过SPI总线传输给TICC2520，经Zigbee天线发送至主目标控制器。

2智能监控系统硬件设计

本系统采用双CPU控制，主目标控制器硬件由感光模块、3G模块、arm模块、主电源模块和Zigbee模块5个部分组成。

2.1小系统外部及部分接口电路设计

1)时钟电路。通过芯片内部的反馈电路与外部25 MHz晶体振荡器电路一起构成系统时钟。

2)复位和看门狗电路。TMS320DM365的RSTN管脚为复位信号输入管脚，需要的复位有效信号为低电平脉冲，脉冲宽度大于12个XIN24管脚输入的晶振时钟周期，为了系统的稳定，采用专用复位芯片MAX814产生复位信号。

3)供电电源电路。系统的供电均由外部VDC/DC转换成CORE的数字1.35 V电源，I/O的数字3.3 V电源，DDR的数字1.8 V电源。

4)DDR拓扑结构。TMS320DM365 DDRC及接口符合DDR3SSTL-15/SSTL-18电平标准，采用独的DC/DC为DDRC1.8 V电源管脚供电，DDRC采用16bit模式，DDRC与1片数据总线位宽为16 bit的DDR2相连。

5)视频输入接口电路。TMS320DM365中的视频处理子系统(VPSS)有2个接口，分别为用于视频捕获的视频前段(VPFE)输入接口和用于图像显示的视频后端(VPBE)输出接口。OV7670图像传感设备为8位的RAW DATA数据格式，接TMS320DM365的VPFE接口D2-D9。

2.2SIM5215E通信方式

TMS320DM365与SIM5215E通过串口进行数据通信，TMS320DM365通过串口向3G模块发送AT指令，并读取串口回复的信息，再根据读取的回复信息做出相应的处理，比如从SD卡中读取上一时刻刚储存的图象。

3结语

在科技发展迅速，技术革新日新月异的今天，视频监控系统也凭借着科技进步的春风迅速发展。基于3G网络的家居视频监控系统与传统的IP监控不同，其创造性地提供了3G视频电话通道的监控方式，该监控方式的最大优势在于用户随时在线，一旦有警情，目标控制端回自动发送当前图片或自动回拨设定的号码。图像传输具备防窃取功能，图像资料且具备防篡改功能，但同时存在3G资费的问题，本系统的设计特点在于并非24 h传输视频监控，而是有判断险情的智能设备分析，一旦有警情发生即刻将抓拍图片以彩信形式发送至移动设备端，大大减少了流量记费。随着技术的发展，移动手机网络成本下降，基于3G网络的移动手机视频监控会成为无线实时监控系统设备的热门选择。

责任编辑李思文

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

作者简介：罗剑(1979-)，男，工学硕士，讲师，主要从事自动化监控等方面的研究。

中图分类号：TN 99

文献标志码：A