基于3G網絡的移動設備智能監控系統設計

羅　劍

(陜西能源職業技術學院，陜西 咸陽 712000)

基于3G網絡的移動設備智能監控系統設計

羅劍

(陜西能源職業技術學院，陜西 咸陽 712000)

摘要：為滿足用戶在移動、應急或臨時場合下對目標場所進行監控和管理，基于3G網絡設計了一套完整的移動設備智能監控系統，該系統具有通過2G/3G網絡遠程控制、智能分析、自主向手機以短信和圖片方式報警等功能，并具有Zigbee無線傳輸能力，可用于控制近距離目標物聯網以及不同目標地報警圖片的傳輸。

關鍵詞：3G網絡；手機監控；智能分析

傳統的遠程監控通常通過Internet網絡進行遠程傳輸，擁有傳輸速度快和數據量大等優勢，與此同時，信息需要通過Internet網絡服務器作為中間站傳輸和存儲，監控視頻由ISP管理，對ISP后臺服務系統的依賴存在極大的安全隱患和隱私外泄的可能，且延時較大，帶寬不穩定。

隨著手機等移動通訊設備技術的發展，通過3G視頻電話通道傳輸監控圖像，安全性高，穩定的64 kbps傳輸通道使圖像清晰流暢，監控可以通過3G網絡通道進行視頻傳輸，視頻抓拍，并可以通過3G網絡發送至手機，無需依賴任何ISP。端到端的視頻傳輸保證了視頻圖像數據的安全性，同時手機作為監控終端，具有貼身化、個性化和即時信息傳輸的優勢；因此，本文設計的3G網絡的移動設備系統能夠滿足用戶在移動場景、應急場景或臨時應用場景下對家庭等場所進行監控和管理。

1智能監控系統總體設計

為滿足普通家庭監控需求，本系統主要解決2個方面問題：1)安全防范方面，保障整個居家范圍內的安全，門窗區域通過攝像頭等，隨時監視現場情況，防止非法闖入，在事故發生時做到報警設備和攝像機視頻的聯動，及時傳遞報警信息；2)成員監控方面，全面了解留守在家里的老人和小孩的情況，對于突發事件還可以遠程協助處理，無論上班或出差，都能夠隨時方便地了解家中狀況。

1.1主目標控制器設計

主目標控制器由SIMCOM5215控制器以及ARM控制器通過RS232實現通信，其總體框圖如圖1所示。

圖1　主目標控制器總體框圖

SIMCOM5215具有WCDMA和GSM通信能力，利用AT COMMAND指令控制視頻輸入設備及其他外設和I/O口；Tms320DM365是系統的ARM主控制器，采用arm926內核，Tms320DM365芯片具有多碼流編碼性能和高性能的智能加速引擎等，完成與SIMCOM5215的通信，智能運行偵測、周界防范和視頻診斷等智能分析并且通過SPI與Ti2520進行數據的傳輸；TI CC2520的內核為8051，外連Zigbee/IEEE 802.15.4RF收發器，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據率和低成本，可以嵌入各種設備，工作頻率為2.4 GHz，通信速率達250 kbps，它負責與其他Zigbee節點的數據傳輸以及與Tms320DM365的數據通信。

1.2目標控制器從屬控制器設計

移動設備目標控制器從屬控制器，配合主控制器工作，它將其他節點的圖像傳輸至主控制器，經主控制器發送至移動設備終端(如手機)，可放置在與主控制器100 m以內的范圍控制周邊目標，其結構如圖2所示。

圖2　從屬目標控制器設計框圖

從屬控制器由MSP430F261X型號的超低功耗單片機以及帶Zigbee節點的TICC2530組成，MSP430單片機大部分時間處于待機或者休眠狀態，休眠電流僅0.1 μA，完全符合超低功耗的要求，可長期由電池供電，在收到拍照指令后，對攝像頭進行設置，完成與攝像模塊的通信，再通過SPI總線傳輸給TICC2520，經Zigbee天線發送至主目標控制器。

2智能監控系統硬件設計

本系統采用雙CPU控制，主目標控制器硬件由感光模塊、3G模塊、arm模塊、主電源模塊和Zigbee模塊5個部分組成。

2.1小系統外部及部分接口電路設計

1)時鐘電路。通過芯片內部的反饋電路與外部25 MHz晶體振蕩器電路一起構成系統時鐘。

2)復位和看門狗電路。TMS320DM365的RSTN管腳為復位信號輸入管腳，需要的復位有效信號為低電平脈沖，脈沖寬度大于12個XIN24管腳輸入的晶振時鐘周期，為了系統的穩定，采用專用復位芯片MAX814產生復位信號。

3)供電電源電路。系統的供電均由外部VDC/DC轉換成CORE的數字1.35 V電源，I/O的數字3.3 V電源，DDR的數字1.8 V電源。

4)DDR拓撲結構。TMS320DM365 DDRC及接口符合DDR3SSTL-15/SSTL-18電平標準，采用獨的DC/DC為DDRC1.8 V電源管腳供電，DDRC采用16bit模式，DDRC與1片數據總線位寬為16 bit的DDR2相連。

5)視頻輸入接口電路。TMS320DM365中的視頻處理子系統(VPSS)有2個接口，分別為用于視頻捕獲的視頻前段(VPFE)輸入接口和用于圖像顯示的視頻后端(VPBE)輸出接口。OV7670圖像傳感設備為8位的RAW DATA數據格式，接TMS320DM365的VPFE接口D2-D9。

2.2SIM5215E通信方式

TMS320DM365與SIM5215E通過串口進行數據通信，TMS320DM365通過串口向3G模塊發送AT指令，并讀取串口回復的信息，再根據讀取的回復信息做出相應的處理，比如從SD卡中讀取上一時刻剛儲存的圖象。

3結語

在科技發展迅速，技術革新日新月異的今天，視頻監控系統也憑借著科技進步的春風迅速發展。基于3G網絡的家居視頻監控系統與傳統的IP監控不同，其創造性地提供了3G視頻電話通道的監控方式，該監控方式的最大優勢在于用戶隨時在線，一旦有警情，目標控制端回自動發送當前圖片或自動回撥設定的號碼。圖像傳輸具備防竊取功能，圖像資料且具備防篡改功能，但同時存在3G資費的問題，本系統的設計特點在于并非24 h傳輸視頻監控，而是有判斷險情的智能設備分析，一旦有警情發生即刻將抓拍圖片以彩信形式發送至移動設備端，大大減少了流量記費。隨著技術的發展，移動手機網絡成本下降，基于3G網絡的移動手機視頻監控會成為無線實時監控系統設備的熱門選擇。

責任編輯李思文

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

作者簡介：羅劍(1979-)，男，工學碩士，講師，主要從事自動化監控等方面的研究。

中圖分類號：TN 99

文獻標志碼：A