远程智能安防与控制系统设计与实现
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3 系统软件设计
GSM 模块进行开机处理， 判断正确开机之 后 将 会 设 置 串 口 波 特 率 和 模块的工作方式。 初始化完成之后，程序进入等待状态。 在等待过程 中，若遇到以下 三 种 情 况 ：（1）当 有 外 部 电 话 打 入 时 ，接 听 电 话 ；（2）当 有短信发送到系统时，读取短信内容，如果内容是预置命令，将会对相 应的电器进行控制；（3）当接收到传感器发送的异常信号时，会通过 GSM 网络将信息发送给用户。 程序流程图如图 4 所示。
【 关 键 词 】ARM ；Zigbee ；GSM ； 远 程 控 制
系 统 以 STM32 系 列 ARM 芯 片 为 微 控 制 器, 利 用 Zigbee 技 术 和 GSM 网络设计了一种远程的安防与控制系统。 一旦有室内盗窃、火灾 报警和煤气泄露等安全事故发生 ， 该系统就会通过 GSM 网络远程将 异常情况快速传递给用户，用户得到信息后，就可以采取有效的应急 措施；用户可以通过 GSM 网络对电器进行远程控制，提高用户的时间 利用率。
2 结论
本文阐述了关系模式到 XML 文档的两种数据转换方法： 基于模 板的转换和基于结构的转换。 这两种方法面临的最大挑战都是寻找一 种有效的方法产生但能够描述目标数据库的结构还能描述目标数据 库的语义的 XML 文档，这种转换是复杂的，因为这两种数据模型相差 很远。 关系数据是平面的，规则的，而 XML 则是由嵌套的元素结构组 成，通过层次和引用表现元素间的关系。 第一种方法利用预定义的模 板代码 去 构 造 XML 结 构 ，这 难 免 主 观 、不 准 确 ；第 二 种 方 法 当 前 的 研 究都是以 DTD 为目标模式，而 DTD 对 XML 文 档 没 有 作 太 多 约 束 ，所 以转换过程虽然相对简单，但也丢失了关系模式中的信息。 当前的研 究也缺乏对关系模式的详细分析，且只关注于单一的关系约束，这就 造成了转换后的 XML 数据也象关系数据那样变成平面的， 包含许多 冗余的没有联系的元素，完全没有体现出 XML 嵌套的特点。 科
源自文库2012 年 第 33 期
常， 可以通过 GSM 网络远程发送信息给用户； 远程接收命令的过程 为：用户通过 GSM 网络发送信息，远程控制模块对接收的命令进行分 析，最后通过 Zigbee 无线网络对电器进行控制。 无线接收与发送电路 如图 2 所示。 2.2 GSM 网络模块设计
GSM 网络模块与远程控制模块之间通过串口通信。 GSM 网络电 路如图 3 所示。
1 系统总体设计方案
系统由远程控制模块、 传感器监测模块和 GSM 网络模块三部分 组成。 传感器监测模块包括各种传感器及其外围电路，通过 Zigbee 无 线 网 络 与 远 程 控 制 模 块 通 信 ；GSM 网 络 模 块 负 责 用 户 终 端 与 远 程 控 制模块的通信；远程控制模块以 ARM 芯片为核心，负责远程发送信息 和接收命令。 系统的结构框图如图 1 所示。
图 1 系统的结构框图
2 系统硬件设计
2.1 远程控制模块设计 远程控制模块负责远程发送信息和接收命令。 远程发送信息的过
程为：传感器电路通过 Zigbee 无线 网 络 与 微 控 制 器 通 信 ，若 检 测 到 异
图 2 无线接收与发送电路
图 3 GSM 网络电路 80
科技信息
○科教前沿○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2012 年 第 33 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○科教前沿○
科技信息
远程智能安防与控制系统设计与实现
章 魁 卫新华 （常州信息职业技术学院 江苏 常州 213164）
【摘 要】以 STM32 系列 ARM 芯片 STM32F103VCT6 为微控制器,利用 Zigbee 技术和 GSM 网络设计与实现一种远程的安防与电器控制系 统。 安防系统包括远程监控室内防盗、火灾报警和煤气泄露等；控制系统能实现对空调、电灯、电饭煲等电器的远程控制。
4 结论
系统实现了远程安防与控制功能，系统设备运行成本低、操作方 便、具有很强的扩展性，只要稍加修改就可以实现不同的功能，具有广 阔的应用前景。 科
● 【参考文献】
［1］方 旭 明 ，何 蓉 .短 距 离 无 线 与 移 动 通 信 网 络 [M]. 北 京 ：人 民 邮 电 出 版 社 ，2004. ［2］吴键，袁慎芳，殷悦.基于 ZigBee 技术的无线传感器网 络 及 其 应 用 研 究[J].测 控 技 术 ，2008(1):13-15. ［3］ 宣 彩 平 ， 王 皓 ， 邹 国 良 . 利 用 GSM 无 线 模 块 发 送 短 消 息 [J]. 计 算 机 应 用 ， 2004，24(5):148-150.
图 4 程序流程图 系统启动上电之后开始执行初始化操作，初始化操作首先将会对
作 者 简 介 ： 章 魁 （1981— ）， 男 ， 江 苏 常 州 人 ， 讲 师 ， 常 州 信 息 职 业 技 术 学 院 。 ［责任编辑：王迎迎］
●
（上接第 65 页）视图。 如果数据需要来自多个结果集或者与仅仅表达 成一系列表格的集合相比，XML 的文档包含有更深层次 的 嵌 套 元 素 ， 那么类似的转换几乎是不可能实现。 1.2.2 特定数据对象模型
XML 文 档 中 第 二 种 普 遍 的 数 据 模 型 是 特 定 数 据 对 象 的 树 型 结 构。 在该模型中，元素类型通常对应对象，而 XML 中的内容模型、属性 和 PCDATA 则对应对象的属性。 这种 模 型 直 接 转 换 成 面 向 对 象 的 数 据 库 和 层 次 型 数 据 库 ， 当 然 借 助 于 传 统 的 对 象— ——关 系 映 射 技 术 和 SQL。
A Framework forPublishing Relational Data in XML.” ACM Trans. Database Syst., 27(4),2002,438-493. ［２］Carey M, Kiernan J,Shanmugas undaram J, et al.XPERANTO: Middlew are for Publishing Object -Relat ional Dat a as XML Documents [C].Proceedings of the 26th International Conference on Very Large Dat abas es, Cairo E gy pt, 2000. ［３］Turau V. Making Legacy Data Accessible for XML Applications [ EB/OL ]. [2006-10-12]. http://www.informatik.fhwiesbaden.de/turau/DB2XML/2001/. ［４］D. Lee, M. Mani, F. Chiu, and W. W. Chu, “Nesting -Based Relational -to XMLSchema Translation.” In Proceedings of the WebDB, 2001:61-66. ［５］D. Lee, M. Mani, F. Chiu, and W. W. Chu. “NeT & CoT: Translating relational schemas to XMLschemas using semantic constraints.” In ACM International Conference on Information and Knowledge Management, 2002:282-291. ［６］C. Baru, “XViews: XML Views of Relational Schemas.” In Proceedings of DEXA Workshop, 1999:700-705. ［７］G. Kappel, E. Kapsammer, and W. Retschitzegger, “Integrating XML and Relational Database Systems.”World Wide Web, 7(4), 2004:343-384. ［８］Kappel G, Kapsammer E, Rausch-Schott S, et al. X-Ray-Towards In tegratin g XML and Relational Database Systems [C]. Int l Conf on Conceptual Modeling ( E R),Salt Lake City, 2000. ［９］郝艳广，周定康,等.保留语义约束的关系模式到 XML Schema 转换[J].河南师 范 大 学 学 报 :自 然 科 学 版 ,2008.1:32-35.
GSM 模块进行开机处理， 判断正确开机之 后 将 会 设 置 串 口 波 特 率 和 模块的工作方式。 初始化完成之后，程序进入等待状态。 在等待过程 中，若遇到以下 三 种 情 况 ：（1）当 有 外 部 电 话 打 入 时 ，接 听 电 话 ；（2）当 有短信发送到系统时，读取短信内容，如果内容是预置命令，将会对相 应的电器进行控制；（3）当接收到传感器发送的异常信号时，会通过 GSM 网络将信息发送给用户。 程序流程图如图 4 所示。
【 关 键 词 】ARM ；Zigbee ；GSM ； 远 程 控 制
系 统 以 STM32 系 列 ARM 芯 片 为 微 控 制 器, 利 用 Zigbee 技 术 和 GSM 网络设计了一种远程的安防与控制系统。 一旦有室内盗窃、火灾 报警和煤气泄露等安全事故发生 ， 该系统就会通过 GSM 网络远程将 异常情况快速传递给用户，用户得到信息后，就可以采取有效的应急 措施；用户可以通过 GSM 网络对电器进行远程控制，提高用户的时间 利用率。
2 结论
本文阐述了关系模式到 XML 文档的两种数据转换方法： 基于模 板的转换和基于结构的转换。 这两种方法面临的最大挑战都是寻找一 种有效的方法产生但能够描述目标数据库的结构还能描述目标数据 库的语义的 XML 文档，这种转换是复杂的，因为这两种数据模型相差 很远。 关系数据是平面的，规则的，而 XML 则是由嵌套的元素结构组 成，通过层次和引用表现元素间的关系。 第一种方法利用预定义的模 板代码 去 构 造 XML 结 构 ，这 难 免 主 观 、不 准 确 ；第 二 种 方 法 当 前 的 研 究都是以 DTD 为目标模式，而 DTD 对 XML 文 档 没 有 作 太 多 约 束 ，所 以转换过程虽然相对简单，但也丢失了关系模式中的信息。 当前的研 究也缺乏对关系模式的详细分析，且只关注于单一的关系约束，这就 造成了转换后的 XML 数据也象关系数据那样变成平面的， 包含许多 冗余的没有联系的元素，完全没有体现出 XML 嵌套的特点。 科
源自文库2012 年 第 33 期
常， 可以通过 GSM 网络远程发送信息给用户； 远程接收命令的过程 为：用户通过 GSM 网络发送信息，远程控制模块对接收的命令进行分 析，最后通过 Zigbee 无线网络对电器进行控制。 无线接收与发送电路 如图 2 所示。 2.2 GSM 网络模块设计
GSM 网络模块与远程控制模块之间通过串口通信。 GSM 网络电 路如图 3 所示。
1 系统总体设计方案
系统由远程控制模块、 传感器监测模块和 GSM 网络模块三部分 组成。 传感器监测模块包括各种传感器及其外围电路，通过 Zigbee 无 线 网 络 与 远 程 控 制 模 块 通 信 ；GSM 网 络 模 块 负 责 用 户 终 端 与 远 程 控 制模块的通信；远程控制模块以 ARM 芯片为核心，负责远程发送信息 和接收命令。 系统的结构框图如图 1 所示。
图 1 系统的结构框图
2 系统硬件设计
2.1 远程控制模块设计 远程控制模块负责远程发送信息和接收命令。 远程发送信息的过
程为：传感器电路通过 Zigbee 无线 网 络 与 微 控 制 器 通 信 ，若 检 测 到 异
图 2 无线接收与发送电路
图 3 GSM 网络电路 80
科技信息
○科教前沿○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2012 年 第 33 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○科教前沿○
科技信息
远程智能安防与控制系统设计与实现
章 魁 卫新华 （常州信息职业技术学院 江苏 常州 213164）
【摘 要】以 STM32 系列 ARM 芯片 STM32F103VCT6 为微控制器,利用 Zigbee 技术和 GSM 网络设计与实现一种远程的安防与电器控制系 统。 安防系统包括远程监控室内防盗、火灾报警和煤气泄露等；控制系统能实现对空调、电灯、电饭煲等电器的远程控制。
4 结论
系统实现了远程安防与控制功能，系统设备运行成本低、操作方 便、具有很强的扩展性，只要稍加修改就可以实现不同的功能，具有广 阔的应用前景。 科
● 【参考文献】
［1］方 旭 明 ，何 蓉 .短 距 离 无 线 与 移 动 通 信 网 络 [M]. 北 京 ：人 民 邮 电 出 版 社 ，2004. ［2］吴键，袁慎芳，殷悦.基于 ZigBee 技术的无线传感器网 络 及 其 应 用 研 究[J].测 控 技 术 ，2008(1):13-15. ［3］ 宣 彩 平 ， 王 皓 ， 邹 国 良 . 利 用 GSM 无 线 模 块 发 送 短 消 息 [J]. 计 算 机 应 用 ， 2004，24(5):148-150.
图 4 程序流程图 系统启动上电之后开始执行初始化操作，初始化操作首先将会对
作 者 简 介 ： 章 魁 （1981— ）， 男 ， 江 苏 常 州 人 ， 讲 师 ， 常 州 信 息 职 业 技 术 学 院 。 ［责任编辑：王迎迎］
●
（上接第 65 页）视图。 如果数据需要来自多个结果集或者与仅仅表达 成一系列表格的集合相比，XML 的文档包含有更深层次 的 嵌 套 元 素 ， 那么类似的转换几乎是不可能实现。 1.2.2 特定数据对象模型
XML 文 档 中 第 二 种 普 遍 的 数 据 模 型 是 特 定 数 据 对 象 的 树 型 结 构。 在该模型中，元素类型通常对应对象，而 XML 中的内容模型、属性 和 PCDATA 则对应对象的属性。 这种 模 型 直 接 转 换 成 面 向 对 象 的 数 据 库 和 层 次 型 数 据 库 ， 当 然 借 助 于 传 统 的 对 象— ——关 系 映 射 技 术 和 SQL。
A Framework forPublishing Relational Data in XML.” ACM Trans. Database Syst., 27(4),2002,438-493. ［２］Carey M, Kiernan J,Shanmugas undaram J, et al.XPERANTO: Middlew are for Publishing Object -Relat ional Dat a as XML Documents [C].Proceedings of the 26th International Conference on Very Large Dat abas es, Cairo E gy pt, 2000. ［３］Turau V. Making Legacy Data Accessible for XML Applications [ EB/OL ]. [2006-10-12]. http://www.informatik.fhwiesbaden.de/turau/DB2XML/2001/. ［４］D. Lee, M. Mani, F. Chiu, and W. W. Chu, “Nesting -Based Relational -to XMLSchema Translation.” In Proceedings of the WebDB, 2001:61-66. ［５］D. Lee, M. Mani, F. Chiu, and W. W. Chu. “NeT & CoT: Translating relational schemas to XMLschemas using semantic constraints.” In ACM International Conference on Information and Knowledge Management, 2002:282-291. ［６］C. Baru, “XViews: XML Views of Relational Schemas.” In Proceedings of DEXA Workshop, 1999:700-705. ［７］G. Kappel, E. Kapsammer, and W. Retschitzegger, “Integrating XML and Relational Database Systems.”World Wide Web, 7(4), 2004:343-384. ［８］Kappel G, Kapsammer E, Rausch-Schott S, et al. X-Ray-Towards In tegratin g XML and Relational Database Systems [C]. Int l Conf on Conceptual Modeling ( E R),Salt Lake City, 2000. ［９］郝艳广，周定康,等.保留语义约束的关系模式到 XML Schema 转换[J].河南师 范 大 学 学 报 :自 然 科 学 版 ,2008.1:32-35.