嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的運(yùn)用范文

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《電腦開發(fā)與應(yīng)用雜志》2014年第六期

1基于STM32嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

嵌入式系統(tǒng)是多種技術(shù)的融合，它是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)和各個行業(yè)具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，基于這一點(diǎn)決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。所以，引入嵌入式系統(tǒng)必須有一個正確的專業(yè)技術(shù)定位。嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求軟硬件進(jìn)行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需要的系統(tǒng)，是一個比較好的發(fā)展模式。目前嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾字節(jié)到幾十字節(jié)（K）的微內(nèi)核，需要根據(jù)實(shí)際的使用進(jìn)行功能擴(kuò)展或者裁減，但是由于微內(nèi)核的存在，使得這種擴(kuò)展能夠非常順利地進(jìn)行。STM32是ST公司基于Cortex-M3內(nèi)核專為嵌入式應(yīng)用開發(fā)的32位閃存微控制器。STM32具有高性能、低成本、低功耗特性，片上資源豐富，處理能力強(qiáng)大。

2基于STM32嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的系統(tǒng)構(gòu)架

2.1機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架一般而言，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可以分成4個部分：處理器、存儲器、輸入輸出（I/O）和軟件。根據(jù)機(jī)房結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用和其特殊作用性，將嵌入式設(shè)備應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)設(shè)計為緊密結(jié)合機(jī)構(gòu)，這也是嵌入式系統(tǒng)不同于一般PC操作系統(tǒng)的不同之處。基于STM32嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的系統(tǒng)構(gòu)架，如圖1所示，機(jī)房整個監(jiān)控系統(tǒng)包括溫濕度系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、消防等設(shè)備子系統(tǒng)、嵌入式設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各站點(diǎn)監(jiān)控中心等。

2.2各組成設(shè)備特點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用如圖1所示，消防系統(tǒng)、溫濕度指示器、門禁系統(tǒng)等設(shè)備子系統(tǒng)都經(jīng)過專門規(guī)劃設(shè)置，在建筑承建期間被安裝在機(jī)房內(nèi)部，它們之間通過數(shù)據(jù)傳感器或通信訊號建立聯(lián)系，并通過嵌入式設(shè)備端口及時上傳或反映實(shí)時數(shù)據(jù)，其中這些信息主要包括設(shè)置功能報警、實(shí)施檢測等功能。而嵌入式系統(tǒng)核心組件———嵌入式設(shè)備，不僅要完成子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)分析工作，還要將整理、處理后的信息存入數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)實(shí)際需要反饋給相關(guān)子系統(tǒng)，它的設(shè)置一般通過常用TCP/IP協(xié)議即可隨時訪問，工作人員不僅可通過LAN調(diào)用程序，而且還可通過WAN實(shí)施機(jī)房的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。同時，也可通過SIM900A的GPRS模塊給手機(jī)發(fā)送短信報警。

3分析具體功能模塊技術(shù)應(yīng)用

基于STM32嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)：日常管理監(jiān)控、系統(tǒng)管理檢測、系統(tǒng)運(yùn)行安全及門禁管理4大功能模塊。這4種功能模塊互相協(xié)調(diào)配合，具體方式可通過系統(tǒng)模塊軟件流程圖（如圖2）來定義系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集，共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時保護(hù)，然而又各具權(quán)限，使4種功能獨(dú)立運(yùn)行，即使一種出現(xiàn)問題，不至于影響其他模塊功能。

3.1日常工作的管理監(jiān)控功能首先工作人員根據(jù)權(quán)限可直接調(diào)用系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控界面、日期時間畫面、有效界面的快進(jìn)和后退，特殊界面的放大和縮小等，正因?yàn)橛辛诉@些簡單的操控功能，使得我們可以及時查看設(shè)備運(yùn)行、員工工作情況等。其次可對遠(yuǎn)程界面進(jìn)行設(shè)置，如特殊性事件，日期標(biāo)注等形成重要記錄界面存儲于文件夾中，高效地實(shí)現(xiàn)各個界面切換，完成各個時間段，不同工作狀態(tài)的監(jiān)測。再次，嵌入式系統(tǒng)還可對以往的界面進(jìn)行選擇性保留，刪除無用界面等操作，有效減少了設(shè)備運(yùn)行負(fù)擔(dān)。這些功能的應(yīng)用大大節(jié)約了人員配備問題，實(shí)現(xiàn)了無人看守實(shí)時監(jiān)測并記錄的工作方式，提高了工作效率。

3.2系統(tǒng)管理檢測功能系統(tǒng)管理檢測功能是建立在有效設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)之上。首選系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)行需要，選擇性啟用設(shè)備，降低設(shè)備無功率的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，也可通過添加、刪除設(shè)備功能，實(shí)現(xiàn)有目的的設(shè)備調(diào)度，緩解一機(jī)多用的不安全因素。其次系統(tǒng)內(nèi)部自動記錄程序狀態(tài)，它可根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況隨時記錄，做到時間間隔均勻、事件記錄完整、報表詳細(xì)等，提供準(zhǔn)確信息供管理層參考和評價，再次可根據(jù)需要，設(shè)置頻率自定功能，有效地監(jiān)督設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行，遇到不正常情況，及時啟動報警系統(tǒng)，并記錄非正常狀態(tài)，減少設(shè)備故障，提高系統(tǒng)安全系數(shù)。

3.3系統(tǒng)運(yùn)行安全功能嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行安全一方面指系統(tǒng)設(shè)置層面，另一方面指的是用戶授權(quán)權(quán)限。系統(tǒng)設(shè)置層面，指的是各級監(jiān)控中心，只能對本監(jiān)控點(diǎn)的計算機(jī)進(jìn)行密碼設(shè)置和修改，而基于機(jī)房的整體嵌入式設(shè)備則無權(quán)限訪問和修改。用戶授權(quán)權(quán)限是指嵌入式設(shè)備總管理員，根據(jù)工作需要授權(quán)相關(guān)責(zé)任人，負(fù)責(zé)一些系統(tǒng)監(jiān)控、計算機(jī)調(diào)度等方面的工作，系統(tǒng)會將臨時責(zé)任人使用流程保存記錄，并有效傳送到數(shù)據(jù)庫，完成執(zhí)行操作等。系統(tǒng)運(yùn)行安全功能實(shí)現(xiàn)了一臺小小嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)整個區(qū)域的管理操作成為可能，并提高了系統(tǒng)安全要求。

3.4門禁管理功能門禁管理功能是嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的重要應(yīng)用，它的系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備有大量的信息傳遞和數(shù)據(jù)交換，將其設(shè)計成單獨(dú)模塊，也是基于此功能，可以更方便管理人員進(jìn)行操控。一方面可根據(jù)管理員信息，例如指紋、面部特征、語言、姓名等進(jìn)行詳細(xì)確認(rèn)，并經(jīng)系統(tǒng)分析計入數(shù)據(jù)庫，有效地管理人員流動和考勤系統(tǒng)的建立。門禁管理也可通過不同時間段，進(jìn)入被監(jiān)控機(jī)房的記錄進(jìn)行查詢，及時了解員工工作信息，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)適應(yīng)性和安全生產(chǎn)要求。

4結(jié)束語

研究嵌入式系統(tǒng)在機(jī)房監(jiān)控中的技術(shù)意義重大，它可實(shí)現(xiàn)日常管理監(jiān)控、系統(tǒng)管理檢測、系統(tǒng)運(yùn)行安全及門禁管理四大功能，而且它的構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)利用成本低，符合未來電子技術(shù)的發(fā)展方向，也是組成計算機(jī)應(yīng)用的重要部分。隨著軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)會被應(yīng)用于更多領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更加完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息安全功能。

作者：宋月王俊紅姚曉瓊單位：北華航天工業(yè)學(xué)院