基于DM365的嵌入式红外预警平台设计与实现

吉晓宇

摘要：为解决高校教科研实验室存在的安防问题，提出基于DM365平台的人体热释电红外感应电路用于预警安防系统设计方案。设计以TMS320DM365为平台，嵌.NAKM926EJ-S内核。使用芯片BISS0001及其外围电路实现人体热源感知，支持Zigbee节点通信。系统采用Linux内核，NET Framework4.0的开发环境，C#作为开发工具，采用视频控件CMTech-Video与视频网关通信。系统测试结果表明，该系统可以正确实现监管及采集人员出入数据，并实现拍照及预警功能，具有可扩充性。

关键词：DM365；BISS0001；NVS网关；红外预警

高校实验室是高校实验教学、科研等工作的重要场所，承担着人才培养、科技创新的重要角色。目前我国高校实验室仍存在一流的实验设备，二流的管理方式。目前解决这一问题的主要方式是采用门禁管理系统进行实时监控。但安全隐患依然存在。基于上述原因采用TMS320DM365，芯片内集成ARM9为核心，构建了嵌入式Linux系统平台，提高了数据采集的可靠性和实时性。可与门禁系统协同工作，以应对突发环境下的安全问题。

1安全预警环境的整体设计

整个系统主要由4部分构成：传感器、NVS、云服务器和客户端。通过客户端可以查看报警信息。系统总体框架图如图1所示。

图1中NVS为视频网关作为网络协调器，主要用于监控系统、防盗报警系统。布防和紧急呼叫。负责接收节点上传的数据，转发主机下传的指令，传输距离可达100米。

2系统硬件设计

红外感知节点传感器是由高热电系数材料制作而成，内部包含两个主要部件，分别是滤光镜片和阻抗匹配用场效应管。元件的应用于以非接触的方式将检测范围内，由人体发出的紅外辐射转换成电信号输出。其他干扰辐射如阳光、灯光及其反射光可有效抑制。可用于夜间实验室的安全预警应用。

人体热源发出的红外线的中心波长为9-10um，被元件中的菲涅尔透镜接收，增强后聚集到红外感应源。当感知不到中心波长为9-10um的红外线信号时，热释电红外感应器感应到背景温度与基准值相近，不会产生较大的电压差。

其中的前置放大电路采用的方案图，红外信号采集从传感器RE200B单元中自动采集信息。系统中被检测的信号为模拟量，要经过BISS0001转换成数字量，才能实现单片机或其他芯片的控制。

NVS（Network Video System）网关采用TI的DaVinciTM的高清处理器TMS320DM365简称DM365，选用CMRTP或RTSP为智能处理器远程画线时专用的协议类型。该平台集成了ARM926EJ-S内核，主频600 MHz，嵌入Linux操作系统。

3系统程序设计

用户端控制系统的设计主要功能是实现侧墙式红外传感信息和实时告知在线节点状态，可以对各个实验室的节点收集到的数据及时上传并明确节点所在的位置，以便快速定位出现安全异常的实验室。客户端上可采用无线方式连接到Inter-net，实现系统远程监控。系统开发是基于.NET Framework4.0，使用VisualStudio 2010版本，采用C#言作为开发工具。

设计基本接口函数是系统能正常运行的前提，在执行相应的操作前必须先调用此类函数进行前期的初始化工作。系统设计的基本接口函数有5个，见表1所示。

4系统测试

首先运行NVS服务器，配置端节点。系统初始化后，将保存节点信息的指定XML文件导人，应用程序与模块通过XML文件来交换数据，应用程序收到消息后从XML文件中读取数据、通知消息同时也包含节点、同级节点和下级节点集的ID信息和所在位置。应用程序通过调用接口来使用模块提供的功能。模块通过消息通知应用程序数据已更新。设置用于标记是否已经连接服务器的句柄，定义声明委托，开辟一个线程用于不断读取警报消息，用于接收消息的端口号，防止与其他程序冲突，对于最后读取的警报消息，需标记警报消息是否显示过。如果获取到指定节点的信息后，判断该节点是否有下级或同级节点，如果有，需要设置每条消息的显示需要3秒钟左右，才会到下一条。对获取到节点的序号、时间、内容等属性可进行设置，如每找到一条警报消息后暂停两秒。如果获取不到指定的节点信息，则需要以新节点的方式重新设置XML文件中的内容并重新启动程序。退出程序前需运行资源释放模块，进程退出。程序运行效果如图2所示。

5结束语

人体是一特定波长红外线的发射体，系统利用该特点采用红外传感器检测到这种波长的变化并予以放大处理后，将信号传送给NVS视频网关，并经由互联网向监管人员的服务器或移动设备发送预警消息。系统将人体热释电红外感应电路用于高校实验室安全预警，通过对系统的反复调试和多次实验该系统充分利用了TMS320DM365中嵌入的ARM9处理器Linux操作系统的强大功能，系统稳定性强、通信速度快，可与门禁系统配合使用以保证实验设备的安全问题。endprint