基于android的物联网报警系统研究

杨俊成

(河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000)

基于android的物联网报警系统研究

杨俊成

(河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000)

根据物联网报警系统的原理和结构，对Android体系结构及各类传感器进行研究分析，给出本系统的功能结构、系统特点及本系统要解决的主要技术问题。最后构建一个移动端APP，实现报警功能。

Android体系结构；移动端APP；报警系统；

1. 引言

近年来随着社会的不断进步与发展，人们的生活水平日益提高，人们越来越重视自己的个人和财产安全。安全问题的出现使得智能安防系统与人们的日常生活越来越紧密。2015年3月5日，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划，进一步推动了互联网、物联网和智能安防系统的发展。

目前，安防系统越来越受人们的重视，其应用也非常广泛。目前大部分安防系统缺乏对视频内容的智能分析，由于其事前预/报警的缺位，让保平安的意义大打折扣。在智能化发展的今天，在不需要人为干预的情况下，系统能自动实现对监控画面中的异常情况进行检测、识别，在有异常时能及时做出预/报警尤为重要。

随着“互联网+”的提出，移动应用开发人才需求越来越多，使得移动应用开发专业速度发展。移动应用开发主要是借助于无线网络在移动终端上所进行的开发及应用。移动终端是指便携式设备，如手机、平板电脑等。“应用”是指在各种电子设备上使用的应用程序，如微信、手机导航、滴滴快车、扫码支付等应用程序。所以移动应用开发就是对这些使用最广泛的移动设备终端上的应用程序的软件开发，它既是适应新产业发展的需要，也是适应用户程序从电脑端转移到移动终端发展的需要。随着智能手机用户的增多，在手机APP端实现智能安防系统更为重要。

物联网(又称Internet of things，简写IoT)是新一代信息技术的重要组成部分，也可以说成物物相连的互联网，其核心是应用创新，即以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。Android的物联网报警系统是减少重要设备或重要资料室发生被盗或火灾的概率而设计的，本设备放置在需要重点保护的区域，例如档案室、精密设备实验室、财务处，当可能发生火灾或陌生人进入时，系统将以短信或者电话的方式通知目标手机，最大限度的降低损失，从而减小由于人为疏忽而带来无法弥补的损失。

2.系统架构

2.1 Android体系结构

android的系统架构采用分层的架构。从高层到低层主要分为四层，分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层，具体介绍如下：

(1)应用程序层，通常涉及用户界面和交互。

(2)应用程序框架层，包含一系列的服务和系统，如视图(Views)、内容提供器(Content Providers)、资源管理器(Resource Manager)、通知管理器(Notification Manager)、活动管理器(Activity Manager)等。

(3)系统运行库，包含一系列的库文件，如系统C库，支持音频及视频等文件的媒体库，Surface Manager，用来支持android浏览器和Web视图的Lib WebCore，底层的2D图引擎SGL，3D libraries，支持位图(bitmap)和vector字体显示的FreeType、Sqlite。

(4)Linux内核层

Linux内核也作为硬件和软件栈之间的抽象层，可隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。

2.2 硬件分析

本系统所涉及到的硬件包括(1)温度传感器。本文采用了能将温度信息直接转化为数字量的智能温度传感器DS18B20。该温度传感器常用于环境温度控制、温度监测系统以及过程监测和控制系统中。(2)烟雾传感器。可以监测烟雾浓度，根据烟雾情况来传递信号，当烟雾超过一定的浓度时，就会通知远方的接收主机，将报警信息传递出去，以达到火灾防范的功能。(3)红外传感器。根据红外光谱来传递信息，该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰，主要用来检测是否有人进入室内，一旦有人闯入就会报警。

3.系统总体设计

3.1 系统功能结构

该系统结构主要由前端设备、后端设备、监控平台及客户端组成，通过烟雾传感器获取室内烟雾情况，无线门磁感应传感器获取是否有外人入侵，摄像头把室内的监控的画面都传递到后台数据库中，通过网络传输实现在手机APP端时时监控室内情况，当有紧急情况发生时，手机APP端会给予报警提示，同时采取措施降低损失。具体系统功能结构图如图1所示。

图1 系统功能结构图

3.2.系统特点

为了更好的满足现代人们的需求，本系统具有如下特点：

(1)以32位的ARM作为主控制芯片，克服了8位单片机性能的局限性和不稳定性。

(2)使用物联网技术和嵌入式操作系统Android对报警系统进行开发，满足对高保密、高价值设备的自动保护。

(3)对Android平台进行裁剪和移植，使其适于用安防系统，并对中间层的性能进行了优化，提高了系统的效率。

3.3 本系统中解决的问题

在本系统中比较重要的问题是嵌入式网关和视频处理技术，针对该问题我们应该重点研究，具体如下：

(1)嵌入式网关

负责将传感器的数据提起并进行协议的封装，同时负责服务器端与手机端的数据转发通信，并通过通信机制发送报警短信或电话。

系统中嵌入式网关与传感器通信采用ZigBee通信方式，为增加网络稳定性。

(2)视频处理技术

应用快速模式选择算法优化编码过程，使通信模块和数据处理模块在服务器上快速处理，在4G无线网络环境中用手机端实现对远端的实时视频监控。

采用星型网络构建，网关作为整个星型网络的中心节点，配有ZigBee无线模块的传感器设备通过ZigBee网关经过4G模块或者WiFi模块将数据发到用户的APP端。

4.结束语

通过对Android体系结构及各类传感器进行研究分析，设计一款APP端的报警系统。在该系统中对功能结构进行总体概述，对本系统特点进行总结，最后解决主要技术问题：嵌入式网关和视频处理技术。通过该APP端的报警系统，可以实时监控室内情况，一旦有情况发生，便及时报警，从而最大限度的降低损失，减小由于人为疏忽而带来无法弥补的损失。

[1]徐圣.智能安防报警系统的设计与实现[D].太原理工大学，2013.

[2]侯淑勤.基于微信平台的家庭隐患报警系统硬件设计与实现[D].华中师范大学，2015.

[3]唐舜君.关于无线智能报警系统设计及应用研究[J].无线互联科技，2017，(05)：144-145.

[4]刘楠，陈万忠，王秋爽，郎一宁.基于Android平台的远程视频监控报警系统[J].吉林大学学报(信息科学版)，2016，(02)：283-288.

[5]刘楠.基于Android平台的远程视频监控报警系统研究[D].吉林大学，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

杨俊成(1982- )，男，硕士，河南工业职业技术学院计算机工程系讲师，研究方向：嵌入式系统、人工智能。

TP271

A

1671-3974(2017)03-0063-02

2017-05-12

2015年南阳市科技攻关项目“基于android的物联网报警系统”(KJGG 40)。