无线通信下的档案馆智能预警系统设计

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摘要：由于人们对安全需求的不断提高，传统档案馆安全预警系统已不能满足人们的需求。基于此，提出基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统设计。其硬件设计包括电源部分、处理器、传感器设计；软件设计包括嵌入式Boa服务器移植和视频监控软件。实验结果表明，设计的基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统与传统档案馆预警系统相比，能够对档案馆的异常事故进行有效预警，其精准度在90%以上。

关键词：无线通信；嵌入式档案馆；智能；预警系统

引言

由于目前国内国民经济的快速发展以及人民生活水平的提高，人们对自身财产安全的保护意识也随之强化，加以重视，视频监控引起了人们的重视。尤其是对于银行、图书馆、档案馆、超市、地下停车库、军事训练基地等一些特殊场所，必须采用一些比较特殊的方法去对其加以监视、预警，及时地对目标区域内发生的异常事故做出反应，以便完成这些特殊场所的安全需求[1]。嵌入式处理器早就开始从最早的8位处理器，扩大到目前社会主流的64位处理器，甚至有可能会发展为更高端的128位处理器，已经完全可以满足社会对复杂庞大信息处理的一系列需求[2]。档案馆用于安防保险的系统存在监控区域与实际区域之间差别较大的缺陷，应该怎么有力地实现远距离、全方位的监控预警对于研发公司而言就成为一个巨大的挑战，现在最有效的解决手段就是通过互联网通信技术与嵌入式技术相结合来完成，这是由于互联网通信技术具备了信息传输能力较强、应用速度较快的特点。

1系统硬件设计

1.1电源部分设计

基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统之中，电源作为其非常重要的构成部分，不单单可以为其提供运行动力，而且还可以实现全局总控的作用[3]。本文设计的基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统内的电源部分总共有两种供电手段，分别是单一式聚集供电与离散式分布供电。单一式聚集供电指的是借助于一个标准模板为其供电，这种供电方法可以将系统内的所有电荷全部集中在一起，增加供电量。需要注意的是在供电过程中标准模板绝对不可以分割，只有这样才会提高工作效率，但是它唯一的缺陷就是灵活性较低；离散式分布供电方式则是由多个标准模板一起构成的，这就导致其供电能力比较差，工作效率不高，然而与之相对应的就是其灵活性较高，分割能力比较强。将这两种供电方法精妙地联系在一起，就能够既实现拆分供电，又实现供电效率提高的目标。

1.2处理器

本文系统设计所用处理器采取的OMAP-3931Mini版开发板，它具备ARMCortextA9和CPU双核处理器，性能运行速度比较快。主频为800MHz，储存器是10GbDDRSDRAM，并具有三个以上的标准接口，调试接口、串行通信接口、高速USB3.0HOST、SD/MMC接口等等，能够机动灵活地扩展链接到PC标准仪器上。

1.3传感器

为实现档案馆智能化安全预警的目标，本文设计的系统需要完成数据搜集、设备控制等多项功能，这就要求必须选取适宜稳定的传感器以及继电器等相关硬件设备，并把这些设备投入到组网链接上[4]。其中传感器的作用就是完成对一系列数据信息的搜集，考虑到系统功能的实际设置，这个部分就需要选取精准、合适的温/湿度传感器、气体感知传感器。温/湿度是一项工作环境的重要参考因素，系统能够按照传感器搜集到的温/湿度进而利用空调、加湿器等馆内相关调节设备对档案馆的温/湿度进行智能预警并加以调节，保护档案馆储存的纸质资料，改善寄存环境，以便达到对馆内环境的智能控制[5]。选择DHT20作为无线通信嵌入式档案馆智能预警系统内温/湿度信息的传感器设备。这种传感器的安全性比较高，数字信号转化速度较快且较为标准，精确度高，在投入应用的时候需要把标准的温/湿度信号利用链接引脚输入采集终端，设置较为便捷。本系统在传感器在搜集到馆内发生异常气体泄漏以后，会设定预警事件并告知馆内管理者，以便让管理者随时掌握档案馆内的环境安全，这也是本文基于无线通信设计的嵌入式档案馆智能预警系统的重要构成部分。为了确保这一部分监测有害气体泄漏的稳定性与可靠性，本文选择MQ-9、MQ-11分别监测可燃性气体和一氧化碳的存在，这两种传感器分别链接到CC2030开发板（终端节点）的P0_7与P0_9引脚。

2系统软件设计

2.1嵌入式

Boa服务器移植在嵌入式档案馆智能预警系统设计中接触到的无线通信服务器有很多种，比较普遍的有Boa、Thtpd、apache三种[6]。因为嵌入式Boa智能服务器具备功能较多、体积较小、开放源代码齐全等一系列优势，在嵌入式档案馆智能预警系统设计中可以很好地投入应用。而且Boa还可以支持无限通信CGI程序，所以本系统选择的就是Boa服务器。当系统提交预警信号信息的时候，嵌入式Boa服务器就会立即建构HTTP响应来处理预警信息，也会根据有关的标准要求创建CGI上传进程，节省资源。同时它的处理速度与效率相对来说比较高。只有在现行系统上移植Boa服务器成功之后，管理者才可以使用网关服务器的一系列功能。经过相关源代码的删改、匹配和编译等流程，Boa服务器才可以继续兼容现行系统稳定的操作。移植Boa服务器的具体过程如下：首先，对Boa的源代码进行必要的删改，很多源代码并不适合用于当前系统研究中，因此就需要对其进行合理的删改，避免在上传或运行的时候出现错误。其次，利用输入匹配命令自动生成相应Makefile文件并完成补充，使其在默认状况下进行交叉编译。之后，对Boa源码进行编译，生成能够在S5PV810开发板上智能运行的Boa文件。最后，借助于arm-linux-strip指令减少Boa文件内的多余信息，减小信息占用空间，使其可以很好地兼容嵌入式系统内。

2.2视频监控软件

由系统功能解析可知，基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统需要完成视频安防监控子系统去确保档案馆的财产安全。本文图像搜集使用的是V9L1接口，为信息检测模块以及H189编码模块提供警示帧信息。首先，为提升档案馆环境的安全保护功能，本设计还需要对馆内目标区域检测进行研究。视频监控模块在检测到危险信息数据的时候，会开启视频储存，把视频信息集合为视频文件，其次，同时考虑到网络传输的不稳定性，系统采取压缩比例比较高的H761编码方法，按照本系统的设计结构，在完成实时视频监控时，管理者能够根据馆内环境的变化，人为地转换预警模式，为档案馆安防提供保障。

3实验与效果分析

为了更加清楚、具体的看出本文设计的基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统的实际效果，特与传统嵌入式档案馆智能预警系统进行对比，对档案馆的异常事故进行预警对比。

3.1实验准备

为保证实验的准确性，将两种嵌入式档案馆智能预警系统设计置于相同的实验环境之中，进行异常事故预警实验。实验环境设置内容见下表。

3.2实验结果分析

试验过程中，通过两种不同的嵌入式档案馆智能预警系统设计同时在相同环境下进行工作，分析其异常事故的预警能力变化。实验效果对比图见图1所示。根据实验结果可知，本文设计的基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统与传统档案馆预警系统相比，能够对档案馆异常事故进行有效预警，其精确度高达90%。

4结语

本文对基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统设计进行分析，依托无线通信计算机结合机制，根据嵌入式技术的分析，对档案馆预警系统进行调整，实现本文设计。实验论证表明，本文设计的方法具备极高的有效性。希望本文的研究能够为基于无线通信的嵌入式档案馆智能预警系统设计的方法提供理论依据。

参考文献：

[1]白杰,孟令军,张慧慧.基于ARM的实验室智能无线监控系统设计[J].实验室研究与探索,2017,36(2):121-124.

[2]熊海青.基于RFID的嵌入式智能宿舍考勤系统的设计[J].电子技术与软件工程,2017(16):192-193.

[3]杨宗衡.基于嵌入式系统的智能视频监控报警系统设计应用[J].无线互联科技,2017(4):4-5.

[4]朱航江,潘振福,朱永利.互联网+智能门禁控制系统[J].电子技术应用,2017,43(3):124-131.

[5]史鹏坤,许江淳,李玉惠,等.基于MEMS的车辆预警系统及其姿态算法设计[J].电子器件,2018,v.41(3):255-259.

[6]胡东,黄辰,朱文杰.基于H264的智能家居视频监控系统的设计与实现[J].物联网技术,2016，(2):25-26.

作者：贾必江 单位：大同煤炭职业技术学院