远程监控系统需求分析说明书1.docx

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远程监控系统需求分析说明书1

基于GPRS的远程安防监控系统

需求分析

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需求分析

1、引言

1.1目的

✓本系统结合嵌入式web服务器，GPRS技术以及嵌入式相关技术，实现用户通过网络对家中情况的实时监控。

该系统可以进行方便的扩展，结合用户自身需求进行定制，使得用户通过手机获得家中异常报警，并通过网络对家中情况进行实时监控，通过远程的操作来降低异常带来的损失。

在系统中Web服务器通过Internet提供远程访问服务，并通过GSM短信息通知用户异常，用户通过网络对异常进行相应的指令操作。

用户可使用系统的GPRS上网功能提供扩展功能。

✓面向的读者：

程序员、测试人员、概要设计、详细设计说明书编写人员，其他读者。

1.2项目背景

✓项目名称：

基于GPRS的远程安防监控系统

✓项目提出者：

✓项目开发者：

✓项目管理者：

✓最终用户：

面对普通用户使用

✓相关背景：

随着社会电子信息化的不断发展，人们在家居中使用的电器越来越多，由此带来的安全隐患也有了明显的增多。

在这些电器中一旦出现一些异常，便会给人们带来很大的损失。

为了降低电器的不合理使用带来的异常情况，就要求在异常发生时用户能及时得到信息，并通过实时监控采取一定的操作排除异常。

因此，远程监控系统的作用是非常巨大的。

90年代末，随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展，数字视频监控系统迅速崛起，现今市场上由两种数字视频监控系统类型，一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统，另一种是以嵌入式视频web服务器为核心的视频监控系统。

以数字录像设备为核心的视频监控系统采用PC机作为多媒体监控主机，综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等众多的功能，使系统结构大为简化，采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制，采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器，可以节省大量的磁盘介质，同时有利于系统实现多媒体信息查询。

但随着基于PC机的视频监控录像系统的发展，在实际使用过程中，也暴露出一些不足，主要是系统工作的不稳定性。

以嵌入式视频web服务器为核心的视频监控系统，采用嵌入式实时多任务操作系统。

摄像头采集到的图片信息经过压缩，通过内部总线送到内置的web服务器，网络上的用户可以直接用浏览器观看web服务器上的由摄像头采集的图像。

由于把图片采集和web功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网，用户无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看。

同时还具有以下优点：

布控区域广阔，嵌入式视频web服务器监控系统web服务器直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控的区域。

系统具有几乎无限的无缝扩展能力。

所以设备都以IP地址进行标示，增加设备只是意味着IP地址的扩充。

性能稳定可靠，无需专人管理。

嵌入式web服务器实际上是基于嵌入式微处理器技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，对于用户来讲，上网进行登陆，便可对家中情况进行监控。

现在监控系统发展到第三代，前端一体化、视频十字化、监控网络化、系统集成化成为视频监控系统公认的发展方向，它以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存放和播放为核心，以智能实用的图像分析为特点，并为报警系统、门禁系统完美的整合到一个使用平台上，引发了视频控制行业的一次技术革命。

1.3术语及缩略语定义

1.3.1术语定义

✓嵌入式web服务器：

✓CGI：

CommonGateIntergace，是HTTP服务器与你的或其它机器上的程序进行“交谈”的一种工具，其程序须运行在网络服务器上

1.3.2缩略语定义

✓GPRS:

GPRS---GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。

通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组"的形式传送资料到用户手上。

虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。

1.4参考资料

1.4.1文件

1.4.2资料

✓<>

✓<>

✓<<嵌入式linux应用程序开发详解>>

✓<>

✓<<深入理解linux内核>>

✓优龙开发板参考资料光盘

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✓朱文凯，何岭松，丁汉等.基于Internet的嵌入式Web传感器[J].传感器技术.2002，8：

1~4.

2、系统概述

2.1系统目标

设计出一个安全、实用、稳定的远程嵌入式监控设备，要实现的主要功能有：

（1）对设备现场数据的实时采集，例如温度、红外探测数据等；

（2）用摄像头采集图片，使用存储设备进行存储

（3）构建嵌入式web服务器，使用户通过网络利用pc机进行监控

（4）在web页面上设置控制按钮，监控设备识别用户指令并进行相应动作

（5）监控设备通过GSM短信息功能向用户报警，并通过PPP（PointtoPointProtocol）拨号方式接入Internet提供远程访问服务。

2.2系统范围

本系统主要适用于家庭防盗、火灾等异常的预防，用户能够及时的得到报警并通过网络进行相应操作来降低损失成本。

对本系统进行相应的处理，就可以实现对家用电器的远程控制。

本系统使用性高，适合大众消费人群。

2.3系统接口

2.3.1用户接口

✓屏幕、菜单格式的要求:

界面风格一致（采用框架结构，树形菜单）

直观性好，友好，富于人性化。

✓Web页面设计要求

Web页面设计要体现功能性，界面整洁，结构合理，布局美观，简单易懂，能够使用户快速入手

在界面上应该有相应按钮提供给用户，用户可以点击按钮，监控系统执行相应的动作

2.3.2硬件接口

✓监控设备硬件需求：

支持设备的种类：

ARM系列，powerpc,mips，并支持嵌入式linux操作系统。

支持设备的方式：

移植嵌入式linux系统和上层的用户的应用程序。

✓用户端硬件要求：

用户端只需要一台PC机，安装IE浏览器，便可以进行操作。

2.3.3软件接口

✓应用软件的需求：

●驱动程序：

基于linux-2.6.8.1内核版本的驱动程序.

●数据库类型：

Mysql,Oracle,etc.

●Webserver类型：

WebServer，boa，etc.

●Cgi程序：

Cgi,Cgic,PerlCgi,ShellCgietc.

✓与应用软件的接口功能

系统具备较好的可扩充性，可以和各类应用软件实现无缝接口，平滑过渡。

✓与应用软件的接口方式

通过模块化设计

2.3.4通信接口

本系统使用 Web服务器通过PPP（PointtoPointProtocol）拨号方式接入Internet提供远程访问服务。

通过GPRS的方式在可行性分析中已经得出结论，在近期内不能将GPRS网络中的节点作为服务器来使用，所以在这里使用GPRS方式上网只能提供一种主动上网功能，并将信息发送到用户可以接受的地方，可以使一个具有公网IP的服务器，也可以是用户邮箱，以这种主动传送的方式实现监控操作

另外系统集成有网卡芯片，可以在局域网中对系统进行相应得设置以及监控。

这种实现方式比较简单，而且可行性比较高，因为一般家庭中上网都使用ADSL和路由的方式进行上网，这样的话我们就可以利用这两个设备的特点设置自己的web服务器。

具体设计方法参考《概要设计》。

3、系统运行环境

3.1硬件配置

名称

说明

CPU

S3C2410，MPLL=200M

FLASH

2Mnorflash：

sst39vf1601

64MNandFlash：

k9f1208

SDRAM

2*32M：

k4s561632E

USB

1个USBHost接口，1.1标准

网口

10M：

CS8900A

串口

2个3线串口

SD卡接口

SD卡容量16M

摄像头

I/O

8路I/O

LCD

3.5寸240*320TFT屏

触摸屏

4线电阻式触摸屏

GPRS模块

3线串口接线

A/D转换器

10bit电压0-3V

火警传感器

输出电压范围0-3V

红外传感器

开关量输入

3.2软件配置

名称

说明

操作系统

Linux-2.6.14

开发工具

GNU工具

启动代码

u-boot1.1.4

驱动程序

所有硬件驱动

文件系统

根文件系统采用cramfs，用户文件系统采用yaffs2

协议栈

TCP/IPPPP

服务器

Boa服务器

GUI

QT

CGI

用于网页控制

4、系统（用户、系统）需求

4.1现有系统概述

4.1.1业务描述

安防监控系统的研究设计与实现，是一项专业性很强的实用技术。

普遍认为，所谓安防监控系统，就是以安全防范为主要目的，依靠和运用各种高科技装备及手段，系统、实时、全面、不间断地对人、设备及周边环境进行监督、控制的一系列设备的总和。

随着社会经济的发展进步，安防监控系统的应用普及越来越广，科技含量越来越高。

先进的监控系统集中体现了现代科学技术发展的最新研究成果，是现代高科技产品和技术的一个结晶和缩影。

当然，安防监控系统的研发不能一味地追求高、精、尖，其最根本的立足点还是必须回归实用性，在保障适用性的前提下追求最低的成本与价格。

4.1.2对新系统要求

原系统存在如下一些问题：

✓现有的安防监控系统一般采用的是摄像机传送视频信号经高效压缩芯片压缩后，通过内部总线传送到内置的WEB服务器。

用户在监控端可以直接通过浏览器观看WEB服务器上的摄像机视频图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作。

这种方法所需要的设备成本比较高，并且所需的带宽比较多，适合在小区或者学校等公共场所得实时监控，但是家居安防监控设备具有一些特点，它不需要连续的监控，并且也不需要将监控情况实时的传人服务器进行监控，另一方面家居设备对成本的要求比较高，所以之前的视频监控设备不适合家居中的应用。

✓监控端有一定的设备要求，不能在随意的场所进行监控，限制了使用的领域。

✓监控界面比较简单，没有统一的用户界面，操作也比较复杂。

✓监控摄像机的维护费用较高，当监控地点变动时，会带来复杂的操作

✓监控时需要有人全职守候，浪费了人力和物力

✓安装比较麻烦，所须设备较多

新的系统将对以上地方进行完善，新的系统需要实用家居环境的要求，降低成本，改变原先不间断监控模式，并需要为用户提供友好的交互界面，使用户在不同的场所下对设备进行监控操作。

4.2新系统概述

4.2.1系统目标

✓工作模式：

新的系统采用触发式监控模式，这种模式改变了以往不间断监控模式的方法，能够智能感知异常，并在异常发生的时候纪录现场状况，并短信通知用户；

✓扩充性：

分布式动态管理，可灵活扩充系统物理资源来扩大用户的业务。

✓用户监控便捷：

用户可以在工作或者其他场所进行远程监控操作，用户只需要一台普通接入internet的PC机，便可以实现操作。

✓操作性：

用户接口采用通用浏览器，不限制特定的硬件设备和软件，真正实现随时随地监控。

✓界面简洁，美观，直观易操作，友好，富于人性化。

成本：

设备以及维护成本都有了大幅度降低，更加适合家居实用。

4.2.2系统功能描述

✓监控机可以通过传感器采集现场火警等数据；

系统可以通过传感器采集相应得数据，并通过所得的数据判断是否有异常情况的发生。

✓监控机可以通过摄像头采集现场图像；

✓监控机可以通过红外传感器探测是否有人进入现场（或家中，可用做防盗）；

✓监控机可以通过GPRS接入INTERNET；

✓监控机可以在异常情况下给用户发送短信或拨叫用户电话报警；

✓嵌入式监控主业:

●用户可以通过INTERNET登陆监控机的主页；

●用户可以在主页上观察到监控机通过火警传感器采集到的现场数据；

●用户可以在主页上观察到监控机通过红外传感器采集到现场是否有人进入过；

●用户可以在主页上观察到监控机通过摄像头采集到的现场图像；

●用户可以在主页上远程控制现场的自动化设备；

●用户可以在主页上屏蔽或开启这些监控功能；

●监控机可以储存特殊情况下的数据和照片；

●监控机本身可扩展本地显示控制功能。

通过LCD显示现场数据，通过触摸屏控制现场的自动控制设备（此功能选做）。

4.2.3系统性能需求

✓传感器精度要求

传感器的精度应该满足报警的需求

✓监控系统安全性要求

用户要通过一定的身份验证才能使用自己的监控系统

✓灵活性

本系统应该有很好的可扩展性，在家居中能够随意的增加监控接节点数量，并通过局域网将他们组织起来，供用户使用

4.2.4系统安全性需求

✓防止非授权用户登录：

所有用户登录时都进行口令认证，严格限制非授权用户登录管理，防止非授权用户访问。

4.2.5数据保存需求

由于嵌入式设备上存储空间容量有限，所以系统采集的图片信息需要转存到相应的存储设备上，比如SD卡等设备上，这样用户可以很方便查看以前事件的记录，系统应该提供相应的接口，来实现相应的数据保存功能

4.3逻辑模型

嵌入式web监控总体结构

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远程监控系统

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总体结构

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