MTK平台防盗监控报警系统的研究和实现 - 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

腚 M T K 平台防盗监控报警系统的研究和实现* 张明云1 ，罗明璋1 ，张正松1 。胡庆2 ( 1 长江大学电子信息学院，荆州4 3 4 0 2 3 ；2 长江大学管理学院) 引言 随着信息技术的高速发展，人们在追求舒适居住环境 的同时，还对自家住所的安全有了更进一步的要求。当主 人外出时，监控系统作为安防设施中的重要组成部分起到 越来越重要的作用。在本文所介绍的方案中，在具有成熟 软件系统的M T K 平台的基础上，在M T K 芯片的G P I O 口挂载传感器和喇叭，组成一套具有实时性强、性价比高、 耗电量小、遇到异常后能自动报警等功能的防盗监控报警 系统。该系统充分利用M T K 系统中现有的资源，研发周 期短，在用户对监控系统的实时性、价格、自防御等方面的 要求越来越高的情况下，将目前主要作为手机开发平台的 M T K 系统引入到安防等领域。 1M T K 系统介绍 1 1M T K 硬件平台 M T K 是联发科技股份有限公司的简称，全称为M e d i a T e k 。M T K 手机系统是目前国内手机设计、制造商使用 的最多的一个完整的手机产品解决方案，其高性价比和可 二次开发的特性倍受手机制造商的青睐。本方案选择 M T 6 2 2 5 为核心芯片，它内部集成了A R M 7 核和D S P 核， 通过M T 6 2 2 5 的G P I o ( G e n e r a lP u r p o s eI n p u tO u t p u t ，通 用输入输出口) 可进行外部设备的扩展。M T K 6 2 2 5 凭借 优越的无线通信特性和成熟的软硬件系统，成为目前使用 最广泛、最稳定、最成熟的手机开发平台。 1 2 M T K 软件系统 M T K 提供了一整套功能强大、稳定可靠的软件平 台，熟悉并熟练地应用其用C 语言编写的软件系统，便能 利用M T K 软件系统可进行二次开发的特性，将M T K 平 台应用于除手机开发以外的安防、生产等领域。 1 2 1 M T K 操作系统 M T K 采用N u c l e u s 实时抢先式多任务操作系统，在 其上有一个K A L ( K e r n e lA b s t r a c t i o nL a y e r ) O S 层。它作 为M T K 软件和N u c l e u s 操作系统的接口层，主要为任务 * 国家自然科学基金项目( 项目编号：4 0 7 2 7 0 0 1 和4 0 7 7 4 0 7 3 ) ；9 7 3 课题 项目( 项目编号：2 0 0 7 C B 2 0 9 6 0 7 ) 。 提供各种系统服务( 如定时器、队列、内存管理和事件等) 。 1 2 2 基本软件构架 N u c l e u s 操作系统的上面是整个M T K 系统的软件构 架，它主要由R M I ( R e m o t eM M I ) 、M M I ( M a nM a c h i n eI n t e r f a c e ) 、L 4 ( L a y e r4 ) 、D r i v e r s 和P S L 1 ( P r o t o c o lS t a c k L a y e r1 ) 几部分构成。M T K 软件构架用到了层的概念， 它将各功能模块分为不同的层，每个层具有各自的功能特 性。M M I 作为M T K 系统可二次开发的核心部分， F r a m e W o r k ( 框架层) 、M M I 和L 4 层的通信、A p p l i e a t i o n ( 应用层) 、U IL a y e r ( U I 层) 这4 个主要部分组成了M M I 的整体构架。 2 系统方案的功能描述和整体框架 将传感器挂载在M T K 系统的核心芯片M T 6 2 2 5 的 G P l 0 口上，通过定时查询G P I O 口的状态来检测传感器 的输出信号。一旦M T K 系统检测到传感器输出信号， M T K 平台在启动录像程序录制视频，并驱动喇叭发出刺 耳的声音，在驱逐小偷和进行报警的同时，通过自动短信 的方式发送信号给主人。通过M T K 平台拍摄并存储在 M T K 系统的存储卡中的视频，就可以很方便地找到有力 的证据。基于M T K 平台的防盗监控系统的整体框架如 图1 所示。 圭丝系统( M T K 平台)短信息 接收主 被 传感 I 堑堡垡垫l控系统 监 器及 一定时检测同 发送的 信息的 控 传感 。 一 图 手持端 目 信号一 山 放大 o f 主人 标 电路 手机) _ _ 一 I 录像模块l 图1基于M T K 平台的防盗监控系统的整体框架 3 传感器和喇叭 3 1 传感器 传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电 量输出器件或装置，其本质是非电系统与电系统之间的接 口。作为为防盗设备提供信息的传感器，应选择物理型传 感器中具有压电效应的压电式传感器，将其安装在家庭的 大门、窗户等地方，当有盗贼进入时传感器将压力、机械冲 p a p e r m e s n e t c o m c n ( 投稿专用)2 0 1 1 年第3 期 羊哼机毒嵌入式系惋应固 6 9 万方数据 击和振动等物理信号转换成电信号。 3 2 喇叭 喇叭又名扬声器，是将电能转换成声音的转换设备， 当不同的电子能量传至线圈时，线圈产生一种能量与磁铁 的磁场互动，这种互动会造成纸盘振动。因为电子能量随 时变化，喇叭的线圈会往前或往后运动，因此喇叭的纸盘 就会跟着运动，这些动作使空气的疏密程度产生变化从而 产生声音。 作为功率器件，只需在喇叭后面引出的两个接头对应 地接上正负极，只要电压达到一定的量值，便能发出高分 贝刺耳的声音。本方案选择喇叭作为驱逐盗贼和报警的 装置。将喇叭的正极接上电源，负极接到M T K 平台相应 的G P I O 口，当M T K 平台接收到传感器产生的信号时， M T K 平台便将该G P I O 口拉低，此时就喇叭就可以正常 工作了。 4M T K 定时器、录像和短信功能 4 1M T K 定时器 定时器事件是在指定的时间或时间间隔内反复触发 指定的事件，这个指定的事件是通过一个注册的功能函数 来实现的。在M T K 平台中，操作定时器的具体流程 如下： 在定义定时器I D 的头文件T i m e r E v e n t s h 中的 M M I T I M E R I D S 枚举类型中定义一个自己的T i m e r I D ， 实验中定义的I D 为M Y - T I M E R I D 。 使用函数S t a r t T i m e r ( U 1 6T i m e r l D ，U 1 6d e l a y ， F u n c P t rf u n c P t r ) 启动一个定时器，其中T i m e r l D 为时钟 I D ，d e l a y 为时间间隔，f u n c P t r 为该定时器事件的回调函 数。S t a r t T i m e r 一经执行，当达到时间问隔d e l a y 时，系统 就会通知执行 u n e P t r 。试验中启动定时器如下： S t a r t T i m e r ( M Y T I M E R I D ，1 0 0 0 ，c a p t u r e a n d s e n d m e s s a g e ) 其中，1 0 0 0 为根据M T 6 2 2 5 芯片的工作频率而设定 的定时扫描G P I O 口的时间，在M T 6 2 2 5 中1 0 0 0 即1S 的 定时。函数c a p t u r e a n d s e n d m e s s a g e 为作者编写的录 像和发送信息给主人的函数。 每当退出程序时，通过调用S t o p T i m e r ( U 1 6T i m e r i D ) 来停止T i m e r l D 所对应的定时器事件。实验中调用 情况为S t o p T i m e r ( M Y - T I M E R _ I D ) 。 4 2M T K 录像功能 作为手机开发平台，M T K 系统具有和普通手机一样 的功能，录像作为目前手机多媒体功能的重要组成部分， 利用该功能便能采集到需要的重要证据。M T K 平台接 收到传感器产生的信号后，启动定时器，只需要调用已初 始化好的初始化函数和录像的函数，便开启录像的功能。 4 3M T K 短信功能 短信功能同样作为M T K 软件系统中的重要组成部 分，在该监控系统报警的同时通过短信通知主人，不仅阻 止了不利情况的进一步发展，还能即时提交证据。M T K 本身具有短信通信功能模块，修改软件系统，通过设置固 定的号码，发生异常情况时M T K 系统便会自动发送信息 给该号码。 5 试验过程及结果 通过给M T K 芯片的G P l 0 0 高电平模拟传感器产生 的信号，将蜂鸣器的正极接M T K 芯片的电源，负极接到 G P l 0 4 3 。M T K 系统通过定时查询的方式每隔lS 就检 查G P l 0 0 的状态。当M T K 系统检查到G P l 0 0 端口的状 态为高电平时，M T K 系统停止查询G P I O 口，同时启动录 像程序，通过程序设置在录像一定时间后停止录像且将拍 摄的视频文件保存到M T K 系统的本地存储卡中，并在给 G P l 0 4 3 低电平以驱动蜂鸣器发出响声的同时，发送信息 通知主人。实验结果表明，该方案切实可行，具有良好的 开发前景。 结语 M T K 系统提供现成的软硬件平台，将本属于手机开 发领域的M T K 系统引入安防和生产等领域并作为控制 核心，既降低了开发难度，又避免了监控系统中常用的主 控单元( 如A R M 、F P G A 等) 高昂的价格。M T K 的更多功 能开发，还有待M T K 工程师们将其应用于除手机外的其 他领域。豫 参考文献 1 3M T K M T 6 2 2 5G S M G P R SB a s e b a n dP r o c e s s o r ，2 0 0 6 1 0 2 M T K M M I f r a m e w o r k a n d a r c h i t e c t u r e ，2 0 0 8 3 赵志新，王绍伟，霍志强，等M T K 手机开发入门 M 北京： 人民邮电出版社，2 0 1 0 4 孙传友，孙晓斌，等感测技术基础 M 2 版北京：电子工业 出版社，2 0 0 6 张胡云( 本辩) ，主要从事M T K 平台的研究；罗明肆( 讲师) 、张正秘 ( 苯井) ，主要从事嵌入式系统螗开发f 胡痰( 拳辞) ，主要研党方向为 嵌八式软停缡程。 ( 牧稿B 魏：2 0 1 0 0 9 1 7 ) 7 0 M i c r o c o n t r o l l e r s E m b e d d e dS y s t e m s2 011 年第3 期W W W m e s n e t c o m c n 万方数据