摘 要：傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)一般采用C/S 模型的方式，針對大型設備，成本高。文章采用SOC 芯片C8051F020 和10M 自適應網(wǎng)絡芯片RTL8019AS 接口的方案，在單片機中嵌入了精簡的TCP/IP 協(xié)議棧，構(gòu)建了基于Web 的單片機遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件平臺，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了基于單片機的數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控，所實現(xiàn)的系統(tǒng)具有成本低廉、操作方便、可靠等優(yōu)點。

　　1. 引言

　　單片機系統(tǒng)以其簡單、高效的特點，在工業(yè)控制和日常生活中應用越來越廣泛。目前大多數(shù)單片機系統(tǒng)是以51 單片機為核心，與檢測、伺服、顯示設備配合起來實現(xiàn)監(jiān)控功能。

　　然而，這些監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸多采用RS-232、RS-485 以及各種現(xiàn)場總線，這些方式有些通信速度不夠快，有些距離不夠遠，且各種總線之間難于實現(xiàn)互連和互操作。以太網(wǎng)作為目前應用最為廣泛的局域網(wǎng)，在工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域得到了越來越多的應用。同時，隨著Internet 的普及，現(xiàn)代通信技術(shù)的進步，基于TCP/IP 和Client/Server 架構(gòu)的分布式監(jiān)控技術(shù)也日趨成熟。把嵌入式系統(tǒng)連接到Internet 上，就可以方便、低廉地把信息傳送到世界的任何一個地方。

　　圖1 傳統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)模型

　　圖2 單片機監(jiān)控系統(tǒng)模型

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　　傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)一般采用C/S 模型的方式，主要針對大型的設備進行監(jiān)控。對于如攝像頭圖象監(jiān)控﹑家用儀表﹑門禁控制系統(tǒng)等小型的設備的監(jiān)控就需要采用低成本的方案。

　　鑒于此，在低成本的單片機系統(tǒng)上移植精簡的TCP/IP 協(xié)議簇，實現(xiàn)對于小型設備遠程監(jiān)控是最佳選擇。該系統(tǒng)以Web 方式實現(xiàn)，用戶可以在任何一臺裝有瀏覽器的PC 機上進行遠程監(jiān)視與控制，具有價格低廉、操作方便、界面友好等優(yōu)點。傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)模型與本系統(tǒng)采用的模型如圖1 和圖2 所示。

【詳情參閱：基于Web的單片機遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計方案】

二、基于GSM模塊TC35T的無線遠程監(jiān)控

　　GSM系統(tǒng)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中比較成熟、完善、應用最廣泛的一種系統(tǒng)，GSM的短信息系統(tǒng)以其快捷方便而且廉價的特點擁有廣泛的用戶，同時也為遠程監(jiān)控提供了一種新的技術(shù)手段。利用GSM短信息（SMS）進行遠程監(jiān)控具有投資少、成本低、可靠性高等特點，在一些對操作和監(jiān)控的實時性要求不高的情況下具有很高的性價比。

　　無線GSM通信模塊TC35T

　　TC35T是SIEMENS公司推出的GSM專用調(diào)制解調(diào)器，主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成，可完成語音、數(shù)據(jù)、短消息以及傳真的傳送。TC35T具有標準的工業(yè)接口和完整的SIM卡閱讀器，因此使用非常簡單，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　GSM遠程監(jiān)控原理和實現(xiàn)

　　GSM遠程監(jiān)控系統(tǒng)由控制端和受控端兩部分組成，如圖2所示，控制端可以是手機，也可以用TC35T模塊和PC組成。

【詳情參閱：基于GSM模塊TC35T的無線遠程監(jiān)控】

三、基于SMS的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)

　　1 引言

　　隨著生活節(jié)奏的加快，生活水平的提高，人們對現(xiàn)代家居的安全性、智能性、舒適性和便捷性提出了更高的要求。智能家居控制系統(tǒng)就是適應這種需求而出現(xiàn)的新事物，正朝著智能化、遠程化、小型化、低成本等方向發(fā)展。如今手機已經(jīng)十分普及，如何讓普通百姓只需要增加少量投入便可以通過手機遠程遙控自己家中的電器設備，遠程查看設備或安防系統(tǒng)狀況。同時，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災、被盜等安全事故時能夠立即獲知警報，及時處理。為此本文提出了一種基于SMS 和Atmega128 的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　本文所設計的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)由CP U 模塊、短信收發(fā)模塊、電源模塊、時鐘模塊、LCD 顯示模塊、鍵盤模塊、驅(qū)動模塊、無線收發(fā)模塊、檢測模塊等模塊組成，如圖1 所示。系統(tǒng)的工作原理如下：用戶通過手機將控制或查詢命令以短信的形式通過GSM 網(wǎng)發(fā)送到短信收發(fā)模塊，CPU 再通過串口將短信讀入內(nèi)存，然后對命令分析處理后作出響應，控制相應電器的開通或關(guān)斷，實現(xiàn)了家電的遠程控制。CPU 定時檢測煙感傳感器、CO 傳感器、門禁系統(tǒng)的信號，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災、被盜等險情時，系統(tǒng)立即切斷電源、蜂鳴器警報并向指定的手機發(fā)送報警短信，實現(xiàn)了家居的遠程監(jiān)視。為了達到更人性化的設計，當用戶在家時可通過手持無線遙控器控制各個家電的通斷，通過自帶的小鍵盤設定授權(quán)手機號碼、權(quán)限和設定系統(tǒng)的精確時間等參數(shù)。 LCD 用來實時顯示各電器狀態(tài)和各個傳感器的狀態(tài)。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　3 硬件系統(tǒng)設計

　　CPU 選用Atmega128 單片機，它是基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8 位低功耗CMOS 微處理器，具有性價比高、功耗小、可靠性高等特點。短信收發(fā)模塊選擇廈門桑榮公司的Saro310 GSM Modem.傳感器選擇香港嘉永公司的SS-168 煙感探測報警器、HD-111 家用CO 探測報警器。它們在檢測到危險信號時輸出開關(guān)量信號，能及時準確地向CPU 發(fā)出報警信號。LCD 顯示模塊選用LCD12864 帶中文字符型液晶顯示屏，它自帶漢字字庫， 只用查詢中文字庫表便能實現(xiàn)LCD 的中文顯示， 占用CPU 管腳少，只需三個管腳便能完成通訊和控制。

【詳情參閱：基于SMS的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)】

四、高等病房遠程監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

　　一、概述

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)正日益受到人們的廣泛重視和應用，其產(chǎn)品的種類和檔次也越來越多。根據(jù)醫(yī)院的要求，本著高水準、高質(zhì)量，提高產(chǎn)品的性能價格比，在設計上充分體現(xiàn)建設者的意圖，同時考慮到今后使用者的使用、維護、保養(yǎng)的方便性，設計了該系統(tǒng)的總體方案。本方案分為兩部分：病房呼叫系統(tǒng)和病房監(jiān)護系統(tǒng) 。

　　二、系統(tǒng)架構(gòu)

　　高等病房遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)架構(gòu)

　　三、系統(tǒng)功能

　　系統(tǒng)主要由兩部分軟件組成，第一為系統(tǒng)管理軟件，基于WEB方式，主要用于護士管理病人，包括向系統(tǒng)添加新住院病人，出院登記;病人家屬遠程登入系統(tǒng)，在線觀看病人現(xiàn)場情況;醫(yī)生在醫(yī)院或家中觀看病人情況，系統(tǒng)管理員添加護士、醫(yī)生進入系統(tǒng)等操作。第二為監(jiān)控軟件，主要用于護士對所有病人的集中監(jiān)控，一個電腦畫面可以同時顯示16個畫面，可以設置10組，可以設定循環(huán)時間，在10個組中切換。 并且當病人需要呼叫醫(yī)生時可以按一個按鈕，改按鈕接到服務器上，護士的電腦上將顯示該病人的畫面，同時可以與該病人對話。

【詳情參閱：高等病房遠程監(jiān)控系統(tǒng)解決方案】

五、基于Android智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計

　　摘要：目前，遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為智能家居的重要組成部分。智能監(jiān)控系統(tǒng)基于Android操作系統(tǒng)平臺，以平板式計算機作為客戶端，通過HTTP協(xié)議從IP攝像機下載監(jiān)控圖片，并利用多種算法對家中各房間或不同角度的情況進行智能監(jiān)控。

　　近年來，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已在制造企業(yè)、物業(yè)管理、無人職守終端、銀行、交通、倉庫等領(lǐng)域得到廣泛應用。當家庭中有特別需要關(guān)注的物體和區(qū)域時，家庭的主人可在其所處的家庭環(huán)境中安裝攝像頭，通過網(wǎng)絡遠程觀察其狀況，當發(fā)生意外情況時也可通過網(wǎng)絡監(jiān)控事態(tài)的進展。隨著智能移動終端的廣泛普及，同時由于其特有的便攜性和易于接入網(wǎng)絡的特性，移動終端成為動態(tài)監(jiān)控和現(xiàn)場監(jiān)控的理想選擇。

　　本文設計的視頻監(jiān)控系統(tǒng)客戶端設備為Android平板電腦，該客戶端從IP攝像機獲取實時的監(jiān)控圖片，根據(jù)不同場景用不同算法來判斷家中有無人員出入，標注關(guān)注對象并智能跟蹤，辨別各房間的照明情況及電視、計算機等家電的使用情況，可同時實現(xiàn)4路智能監(jiān)控。

　　1 監(jiān)控平臺介紹

　　1.1 客戶端平臺介紹

　　客戶端采用Android 智能操作系統(tǒng)，Android 是Google公司于2007年11月5日發(fā)布的基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)的名稱。該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應用軟件組成，底層 Linux內(nèi)核只提供基本功能，其他的應用軟件則由各公司自行開發(fā)，部分程序以Java編寫。

　　2011年初數(shù)據(jù)顯示，僅正式上市2年的 Android操作系統(tǒng)已超越稱霸10年的Symbian系統(tǒng)，躍居全球最受歡迎的智能手機平臺?，F(xiàn)在，Android系統(tǒng)不僅應用于智能手機，也在平板電腦市場急速擴張。同時，Android智能手機操作系統(tǒng)具有5大優(yōu)勢：開放性、擺脫運營商的束縛、豐富的應用選擇、開發(fā)商不受任何限制和無縫結(jié)合的 Google應用。

　　1.2 IP攝像機介紹

　　IP攝像機是一種可產(chǎn)生數(shù)字視頻流，并將視頻流通過有線或無線網(wǎng)絡進行傳輸?shù)脑O備，其不需要額外的軟硬件，便可以將活動的數(shù)字圖像直接傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，使在世界各地的計算機都可以通過瀏覽器觀看實時活動數(shù)字圖像。IP攝像機支持TCP/IP，SMTP E-mail，HTTP以及其他Internet協(xié)議，支持諸如Windows，Unix，Mac及OS/2等多種操作系統(tǒng)。

　　該設計采用?？低?/u>公司的DS-2DM1-502型網(wǎng)絡中速智能球型攝像機，支持客戶端通過HTTP協(xié)議下載監(jiān)控圖片和H.264碼流。