基于ARM的监控系统应用研究

刘 程， 韩士萍

（1.合肥工业大学，安徽 合肥 230000，2.六安职业技术学院，安徽 六安 237000）

基于ARM的监控系统应用研究

刘 程1,2， 韩士萍2

（1.合肥工业大学，安徽 合肥 230000，2.六安职业技术学院，安徽 六安 237000）

随着高新技术的不断发展，ARM微处理器在许多领域都得到了广泛地应用.为了使机房环境达到良好状态、车载监控系统更好地服务于人们的出行以及能有效监控井下瓦斯情况，本文叙述了三种基于ARM的监控系统装置，并就其应用展开了简单的讨论，希望能为监控领域的发展提供一定的参考.

ARM；监控系统；应用

1 前言

通常，监控系统主要包括前端监视（如摄像头）、传输（如光纤、光缆等）、后端存储、控制（如监控网络管理平台）以及显示（如电视墙等）这五个设备.而随着智能化时代的到来，监控系统构成也相应地发生了许多变化，市场上也随之出现了不同类型的监控装置.在科技与人们各种需求的推动下，未来监控系统也逐渐趋于智能化、远程化、无线化、虚拟化以及自动化.作为本文所研究的对象，笔者试从ARM处理器的角度出发，针对不同领域的监控系统，简单地分析了其设计与应用.

2 基于ARM的机房环境监控应用

针对机房环境变化问题，本文所设计的监控报警装置主要由硬件与软件两部分组成，其整体框架如图1所示.由图1可知，该装置采用的是ARM11型号控制器，针对机房里的电源、温湿度、烟感、漏水以及人体进行监测，并通过ARM11分析处理后，以最直观的触摸屏显示出来，同时将信息与处理后的数据储存至WinCF系统里，随后ARM11将相关信息通过GSM手机模块以短信的形式发送至管理人员的手机上，当机房环境发生变化，或者超过事先设定好的各单项极限值时，该装置就会发出警报声，这时候管理人员便可以据此采取有效措施进行防控.

图1 机房环境监控报警装置框架图

这里值得注意的是该装置所采用的接口是RS232与RS485相互转换的，且监控装置的运行通过AT控制指令进行操作，不管是采集信息，上传数据，还是处理数据，都需要我们编写程序（C语言）.而报警的信息是以特殊代码进行反馈的，如异常情况代码为05等.此外，该系统装置的软件设计部分则是在Visual Studio2010平台上进行相关开发的.而数据采集程序的流程：开始→串口初始化→创建接收处理线程→判断是否有采样时间更改→采样时间具体转至→向传感器系统发送采集命令→数据写入数据库并显示→判断数据是否超过标准值→作出判断并发出警报.当然，也可以事先通过编程设置定时发送警报，但是这种事先定时的，虽然能做到对监控的频繁报警，但是容易引起人员恐慌，不宜采用.而远程实时监控可以通过短信方式进行，如机房某一指标超标或者某几项指标超标时，该系统装置能通过GSM模块向管理人员发送有针对性的短信，如短信内容可以设置为漏水情况、温湿度多少、烟雾程度等.

3 基于ARM的车载视频监控应用

近年来，随着交通行业的大力发展，许多科技手段也相应地被运用进来了，如针对逃票的智能刷票关卡机等，但即便如此，汽车、火车以及客船上还是会出现少许逃票人员，在处理逃票人员时，往往我们乘务人员态度的转变会导致与这些逃票人员产生纠纷.此外，在一些车内盗窃事件中以及交通事故中等也会因为没有有效证据，给当事人造成一些不必要的损伤.

因此，基于此，本文提出了一种基于ARM的车载视频监控装置，测试结果显示（参见文献[2]），该装置是可行的，而且能有效改善以上局面.

本文所设计的车载视频监控装置包括移动监控终端、网络传输以及远程客户端等，其总体框架图如图2所示，通过图2，我们可以知道该装置的工作原理，即利用摄像头捕捉车内区域情况，并将相关信息（如时间、运行速度、具体位置等）传送至ARM控制器，经过编码后，传至流媒体服务器并对数据进行处理，接着回至boa服务器，最后通过反馈信息，对视频图像编码与采集速度进行有效控制.其中数据的接受、传送、解码以及显示等均是通过ActiveX控件来实现的.

图2 车载视频监控装置总体框架图

这里需要说明的是该装置硬件主要由USB摄像头、3G无线模块、GPS定位模块、外围电路、电源与时钟电路模块、FLASH、SDRAM以及LCD控制器组成，而软件则是采用Linux操作系统.

4 基于ARM的井下瓦斯监控应用

在面对复杂而又特殊的煤矿井下时，有时候传统瓦斯传感采集装置不足以满足要求.因此，本文提出了一种基于A RM的CAN总线井下瓦斯监控装置，以弥补传统瓦斯监控装置的不足.该装置使用ARM处理器，并嵌入Linux操作系统，以便实现了井下实时监控.其框架图如图3所示.由图3可知，各ARM监测分站通过CAN总线进行通信，井上通过CAN-Ethemet通信网关进行实时监控管理.当井下所采集到的瓦斯超过一定值时，该装置将会自动发出闪光警报声，用户在接受到警报后，能在第一时间内作出响应，这样不仅可以有效监控井下瓦斯浓度，而且还可以在一定程度上降低瓦斯事故的发生率.

图3 煤矿井下瓦斯监控装置框架图

该装置硬件部分的设计.其中瓦斯监测分站的设计总图如图4所示.由图4可知，在作业人员进行井下工作前，该装置将瓦斯浓度通过电桥检测单元转换为直流电，经运放单元至S3C2410处理器，接着，对信息进行处理对比并作出是否发出闪光警报，然后，管理人员通过LCD显示器进行直观查看，最后，作出响应.而该装置软件部分设计，其中瓦斯浓度采集程序设计则是采用循环方式对模拟信号进行采集和转换的.CAN驱动程序与CAN通信程序均由代码编写完成.

5 结论

根据以上对机房环境的监控、车载视频监控以及煤矿井下瓦斯监控的叙述，我们可以知道，基于ARM处理器的监控系统装置是可行，而且十分有效的，它在监控领域的应用成为当前发展潮流，不仅及时高效地对所属区域进行了实时监控，而且还将监控系统装置推向了前沿科技层次，使得未来监控系统的发展逐渐趋于自动化、智能化以及微小化.

〔1〕段振刚,许家云,廉小亲,等.基于ARM11的机房环境监控报警系统的设计与实现[J].计算机测量与控制,2014,22(12):4133-4136.

〔2〕谷胜,王建华.基于ARM Linux的3G无线车载视频监控系统 [J].现代电子技术,2012,35(23): 141-145.

〔3〕孟艳清,赵宏伟,邹育霖.基于ARM的开关柜智能监控装置研究[J].高压电器,2014(3):29-35.

〔4〕赵苍荣,周孟然.基于ARM的CAN总线井下瓦斯监控系统[J].工矿自动化,2008(6):13-16.

〔5〕廖之健.基于ZigBee无线传感网络远程机房环境监控系统的研究与实现[D].广东工业大学，2011.

〔6〕赵春媛,李萌,韩会山,等.基于ARM9的无线视频监控系统设计与实现[J].计算机工程与设计，2012,33(2):529-534.

〔7〕侯益坤,刘益标,侯聪玲.基于ARM和μC/OS-Ⅱ的移动机器人控制系统设计[J].机械设计与制造,2009,37(8):27-29.

〔8〕彭畑,张文普,牟雨飞.基于嵌入式Web的监控系统的设计与实现[J].北京联合大学学报:自然科学版,2010,24(4):26-28.

TP273

A

1673-260X（2017）04-0014-02

2017-02-10

安徽高校自然科学研究项目资助，项目名称：ARM多路温湿度采样系统（KJ2015A380）