多媒体课室监控管理系统.docx

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1、多媒体课室监控管理系统 Monitoring and control system in multimedia classroom摘要 本系统以S3C2410作为主控制器，以嵌入式Linux为操作系统，使用了Embest EduKit-III 教学实验平台中HOST USB 、串口、触摸屏、RJ45等资源实现了对多媒体课室的视频、温度等信息的采集和传输. 系统包含了图像采集系统，zigbee无线传感器网络系统，读卡门禁系统，远程控制系统。整个系统是一个实时远程监控和管理系统，利用嵌入式linux操作系统对多种任务的调度，把各个系统采集到的信息，并处理各种监控中心发送的控制信息，快速方便控制课室

2、的各种设备和降低多媒体课室管理成本关键词：S3C2410、嵌入式Linux、CS8900A、传感器、ARM9 ZigbeeAbstractBase on the embedded processor S3C2410 of Embest Edukit III board, this system uses Embedded Linux as operating system and take advantage of the hareware resouces on Embest Edukit III board such as UART , HOST USB , touch screen,RJ

3、45 and so on. It implement the functin inculde video ,audio,temperture data collection and transmission.the system also include an access control system,so it can be used for security monitoring and checking on work attendance.the whole system is a realtime remote monitoring and control system,it us

4、es the data collected to control every device in the classroom and cuts down the cost of management. Keywords: S3C2410、Embedded Linux、CS8900A、sensor、ARM9 Zigbee目录第1章 绪论5第2章 系统方案5第3章 功能与指标63.1功能63.2 指标63.2.1传输速率63.2.2传感器指标63.2.3摄像头73.2.4zigbee无线传感网络73.2.5突发事件响应7第4章 实现原理74.1系统硬件74.2操作系统94.3考勤系统104.4视频

5、采集124.6网络传输144.7 安全监控154.8 Zigbee无线传感器网络164.9远程控制184.10自动控制18第5章 硬件框图19第6章 软件流程22第7章 系统测试方案237.1测试对象237.2测试方法23第8章 测试设备23第9章 测试结果24第10章 结果分析24第11章 实现功能24第12章 特色24参考文献25附录一BMP文件格式26附录二、ZIGBEE协议概述271第1章 绪论 多媒体电化教学、网络教学、远程教学等已在全国各地悄然兴起。各式各样的先进设操作越来越复杂，使用户在使用时感到相当不便。多媒体中央控制系统利用计算机及微电脑技术对多媒体电教室、会议室中的各种设备

6、进行集中控制、管理。 随着各类学校的快速发展，面对新时代对教育的要求，多媒体教室必然会越来越多。也许一间小学或者一间中学的多媒体教室并不多，可以用人工的方法来管理。当需要管理的是整栋教学楼或者跨校区的多媒体教室，再用人工在每天上课的时候打开多媒体设备，下课之后又一间一间地巡查关闭及设备情况，将会是一个巨大的工作量。 随着校园网络和多媒体教室的快速普及，整个学校的计算机网络建设将越来越受到教育人士的重视。多媒体电化教学的无纸化、网络化和远程化，正以崭新的面貌和非凡的教学手段进入各大、中、小学校，对过去传统校园建设来说无疑是一次重大的飞跃和变化。采用多媒体智能管理系统，不仅可以更好节省人力管理，也

7、更进一步挖掘多媒体教室的作用。 同时通过实现这个系统，可以很方便地移植方案到工厂仓库管理及物流系统，办公室设备管理和安防系统。采用多媒体智能管理系统，不仅可以更好节省人力管理，也更进一步挖掘多媒体教室的作用。 同时通过实现这个系统，可以很方便地移植方案到工厂仓库管理及物流系统，办公室设备管理和安防系统，通过增加流媒体服务器实现学校间和校区之间的视频会议等方面应用。第2章 系统方案本系统由以S3C2410为处理器的客户端，和以处于控制中心的PC机的服务端组成。客户端通过局域网可以把视频、传感器、读卡器收集的信息传送给服务端，并能接收服务端的命令对课室的各种设备进行控制。利用嵌入式linux 对整

8、个管理系统进行繁多任务的调度。Zigbee传感器网络方便地将各种传感器的信息发送到设备。根据需要还随时可以扩充zigbee对各种设备的控制。系统具有良好的图形界面，用户可以通过客户端的触摸屏对视频、各类传感器和读卡器的工作状态进行设置，也可以根据需要对系统控制课室内的各种设备进行设置。 利用这个智能管理系统，不仅可以直观地看到每个多媒体教室的投影仪，电脑，以及各种设备的使用情况，也能随时监控教室的及人员的状况。利用智能的管理系统可以用软件提供的扫描检查功能方便的控制下课后各种设备的关闭。管理系统的课程管理功能更进一步发挥多媒体的智能化，可以根据设定的课程时间表打开以及关闭多媒体设备。利用校园里

9、一卡通功能管理系统不需要另外增加成本就可以实现简单的门禁功能，还可以记录学生以及老师的考勤情况。另外，系统的安全监控可以简便地与物业管理的消防安防等系统无缝相连，扩展系统的功能。第3章 功能与指标3.1功能（1）、课程管理功能。根据预先设定课程时间可以定时控制及检查设备的开关及开关。（2）、考勤及门禁功能。利用校园一卡通实现门禁的管理，允许管理人员开关教室，允许在特定时间开关。利用校园卡识别与服务器的通信实现考勤的管理。（3）、监控功能。利用各种防火防烟感应器实现对教室的安全管理。利用Zigbee网络将设备的使用情况进行搜集，可以方便统计各种设备的使用情况，以便使设备长久可靠运行。利用教室里的

10、摄像头，可以随时监控考试或者上课的情况。（4）、远程控制功能:系统可以通过局域网接收控制中心发出的命令控制多媒体课室的各种设备。（5）自动控制功能：在无人值守情况下电器按自定规则运作。（6）、环境/模式能源管理功能。根据环境对多媒体教室的窗帘还有照明管理，节省电能的消耗，环保。（7）、防盗功能。利用红外探测器监控是否有人非法进入课室。（8）、系统中加入了Zigbee模块用于传感器信息的无线传输，因此安装方便。3.2 指标3.2.1传输速率系统客户端与控制中心之间的数据传输速率不小于1Mbps；3.2.2传感器指标温度传感器：温度测量范围为-40+85 ，精度为2。烟雾探测器：工作电压：电池9V

11、工作温度：-10+50检测范围：20平方米静态电流：200uA有线双鉴红外探测器：工作电压：9V工作电流：18mA工作温度：-20+50探测距离：6-12米感应角度120度圆锥角 3.2.3摄像头高解析度35万像素， 色彩位数 24bit ，USB接口。3.2.4zigbee无线传感网络1.网络协调器（PAN）：工作电压 5V，功耗 150mw，传输命令时延小于15ms，其他指标同传感器无线传输模块。2.传感器处理节点：工作电压3V，温度范围-25到70度，工作时的电流损耗小于27mA，入网时间小于3s，定时信息发送周期为1.5s，报警按钮延时小于10s,调制方式是Q-QFSK.3.2.5突发

12、事件响应当发生火灾或非法入侵等突发事件时，客户端通知控制中心的时间不超过5秒。第4章 实现原理4.1系统硬件我们的系统硬件主要包括Embest EduKit-III教学实验平台、Zigbee发送和接收模块、网眼V3000摄像头和各类传感器等，由于摄像头和传感器将在视频采集和安全监控那里提到，因此在这里不作介绍。Embest EduKit-III 教学实验平台是一款功能强大的32 位的嵌入式开发板，里面采用了SAMSUNG 公司的以ARM7TDMI-S 为内核的处理器S3C44B0X,同时可以兼容S3C2410,具有JTAG 调试等功能。板上提供了一些键盘、LED 和串口、USB等一些常用的功能

13、模块，并且具有IDE 硬件接口，CF 存储卡接口、以太网接口和SD 卡接口等等，对用户在32 位ARM 嵌入式领域进行开发实验非常方便。 图4.1-1板功能模块Embest EduKit-III 教学实验平台的核心是其处理器S3C2410,S3C2410韩国三星电子公司一款基于ARM920T内核的16/32为RISC嵌入式微处理器，主要面向手持式设备以及高性价比、低功耗的应用，在系统中主要用到的S3C2410的资源如下：1个LCD 控制器（支持STN和TFT带有触摸屏的液晶显示屏）；SDRAM控制器3个通道的UART触摸屏接口2个USB主机接口，1个USB设备接口；Zigbee发送和接收模块采

14、用的是成都无线龙的C51RF-3开发套件，它的控制芯片采用的是CC2430，运用该芯片进行开发主要是因为CC2430是一款基于51内核的控制芯片，这样ZigBee就变为51代码组成的一堆软件。无论是无线数据传输、路由算法或网络拓扑等都是各种函数的组合、代码组合。任何人熟悉C51编程，就较容易熟悉ZigBee的代码，同时将自己的应用代码和ZigBee结合在一起。 图4.1-2 Zigbee模块实物图4.2操作系统本系统的操作系统采用嵌入式Linux。Linux具有内核小，效率高，源代码开放，内核直接提供网络支持等优点。但嵌入式系统的硬件资源毕竟有限，因此不能直接把Linux作为操作系统，需要针对

15、具体的应用通过配置内核、裁减shell和嵌入式C库对系统定制，使整个系统能够存放到容量较小的Flash中。Linux的动态模块加载，使Linux的裁减极为方便 ，高度模块化的部件使添加非常容易。正因为Linux的上述优点，在本文实现的平台上，使用的操作系统是对Linux进行了定制的armlinux。它启用了MMU（内存管理单元），是针对支持MMU的处理器设计的。 Linux采用2.4.18内核，打上Linux-2.4.18-rmk7-pxa1-mz5.tar.bz2.edukit2410.patch补丁。交叉编译工具采用Cross2.95.3。在Menuconfig选项中选中了支持USB Su

16、pport、USB Camera OV511 Support 和Led支持静态加载。4.3用户界面 本系统使用Qt来开发客户端用户界面。开发软件包括tmake1.11,Qt/Embedded2.37，Qt2.3.2 for X11,Qtopia1.70，e2fsprogs。 系统采用中文显示，并支持触摸屏输入，具有良好的用户交互接口。 4.3考勤系统考勤系统的大体功能为：客户端把从读卡器获得的卡号通过网络传输程序传输给服务端，服务端程序运用SQL语言查询数据库，把查询结果显示和记录起来，然后又通过网络传输给客户端并显示出来。具体做法如下：读卡器通过RS485接口接到Edukit实验箱，客户端有

17、一进程采用Select语句一直监听是否有数据到来。当有卡读入时，读卡器把卡号发送至串口。该进程就会收到数据后，然后通过有名管道传到网络程序再发到服务端。 首先采用微软公司的Access 2003构建一个数据库，该数据库包含了若干个表，其中有记录学生详细信息（包括校园卡卡号、学号、姓名、性别、专业、照片等）的表，也有记录学生到课情况的表。对于某些教室或者实验室只允许一些学生进入的情况，又建立了一张学生的权限表，用于表示该学生有无进入的权力。 图4.3-1 学生信息表示例 图4.3-2 学生进入某间课室的权限表示例 图4.3-3 学生到课表示例有了这个数据库后，当客户端通过局域网传输学生卡号过来时

18、，服务端就会使用SELECT语句查询学生信息表和学生权限表，得到结果后再使用INSERT语句把需要的结果数据和此时的时间加入到学生到课情况表中（如图4.3-3所示）。然后服务端也会把查询数据库的到的信息在本地显示出来让管理人员在远程查看进入课室人员的详细信息，如图4.3-5所示。与此同时，服务端也把这些信息发送到客户端显示出来，客户端通过收到的数据（权限）决定是否让刷卡人进入课室。在记录了学生到课情况后，我们就可以使用Access 2003强大的数据管理功能，实现查询或打印某天某个专业学生的考勤情况或者某个学生的到课情况等等。下面为李四同学到课时间的情况表，从下表我们可以清楚的看到李四同学的学

19、号、专业、到课时间等信息。 图4.3-4 运用Access 2003 查询功能示例客户端在搜索完数据库后会返回数据给客户端。客户端的网络进程在收到这些学生信息后会通过又名管道传送界面程序。界面程序会对数据进行分析处理，比如信息提取与区分、unicode汉字的合成，最后在界面显示出来。照片是通过Bmp文件格式传递与储存的，显示通过使用QT的QImage类。 图 4.3-5 服务端显示的刷卡人信息图 4.3-6 客户端显示的刷卡人信息4.4视频采集视频采集使用网眼V3000摄像头，该摄像头具有USB接口，使用的是OV511芯片，Linux已经具有了OV511的驱动程序，仅需在编译内核的时候将其加入

20、。视频采集程序主要是应用Video4Linux运用video4linux采集图像请参考Linux Kernel 的Documentation/v4l/API.html文件提供的函数进行编写，Video4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，这些视频设备包括现今市场上流行的TV卡、视频捕捉卡和USB摄像头等。用Video4Linux采集一帧图像的基本流程是：1.打开视频设备（使用Open函数）；2.获取视频设备信息,传递VIDIOCGCAP给ioctl()可返回视频设备信息，即调用：ioctl(fd,VIDIOCGCAP,&cap)；3

21、.获取图像信息（主要包括图像大小即分辨率，图像颜色深度等），传递VIDIOCGPICT和VIDIOCGWIN给ioctl()可返回图像信息，即调用：ioctl(fd,VIDIOCGPICT,&pic)和ioctl(fd,VIDIOCGWIN,&win)；4.设置图像参数（主要包括图像大小即分辨率，图像颜色深度等）,传递VIDIOCSPICT和VIDIOCSWIN给ioctl()可设置图像参数，即调用：ioctl(fd,VIDIOCSPICT,&spi)和ioctl(fd,VIDIOCSWIN，&win)；5.采集一帧图像,传递VIDIOCMCAPTURE给ioctl()可以获取一帧图片，即调用

22、：ioctl(fd,VIDIOCMCAPTURE,&vmmap)；6.判断采集是否完成,调用：ioctl(fd,VIDIOCSYNC,&mmap.frame)；获得采集到的图像有两种方法：一是直接读取设备（调用read()函数），二是采用内存映射的方法。在这里我们采用的第二种方法。每当摄像头采集完一帧图像时，视频采集程序就把保存在内存中的图像数据通过网络传输程序传输给服务端。因为通过摄像头采集到的图像是倒立的，所以服务端程序还要负责把它转换回来，并加上bmp的文件头（见附录一）才把图像保存并显示出来。当系统采集图像速率较高时，服务端显示出来的图像就会动起来，从而产生了较为连续的视频。由于种种限

23、制，不可能传输像电视那样连贯的视频，因此我们设置系统大概一秒采集一帧图片，这样的速度在服务端程序的屏幕中看到的效果还是令人满意的。下图为我们用网眼V3000采集到的一张图片。 图4.5-1 网眼V3000摄像头采集到的图像4.6网络传输客户端（教室）和服务端（多媒体控制中心）之间的通信包括视频、控制等信号的传输，数据量大，所以双方的之间通信采用以太网通讯。其中S3C2410采用以太网控制器CS8900A，实现与局域网的连接。CS8900A 的结构的核心是提供高效访问方法的内部寄存器和缓冲内存。PacketPage 是CS8900A 中集成的RAM。它可以用作接收帧和待发送帧的缓冲区，除此之外还

24、为内存或I/O 空间提供了一种统一的访问控制方法，减轻了CPU 的负担，降低了软件开发的难度。客户端的网络传输采用流式Socket，软件流程大致可分为分为以下5过程：1.建立一个socket，2.将本地IP地址端口号绑定bind，3.与服务器建立连接connect，4.发送接收数据，5.断开网络连接。网络主程序是一个Select的非阻塞IO，以响应多个进程请求，提高数据处理能力，并解决了请求的冲突。网络程序还对数据归类，响应服务端发送过来的不同信息，将主程序需要的数据通过又名管道形式发到主程序，并通过信号形式通知文件传输完毕，提醒主程序进行相应处理。服务端的网络传输功能主要是依靠Winsock

25、控件来实现，Winsock控件提供了访问TCP和UDP网络的极其方便的途径。利用Winsock控件可以与远程计算机建立连接，并通过用户数据报文协议（UDP）或者传输控制协议（TCP）进行数据交换。为了保证数据传输的准确性，采用TCP协议进行数据传输。由于Winsock对缓冲区的大小有限制（不能超过8KB即8192字节）,所以我们在服务端与客户端之间传输数据时规定每个数据包（不是指TCP数据包）最大为5000字节。 由于客户端与服务器交换的数据包括了视频、各种控制信号和状态信号，因此为了能让通信双方识别彼此传输的数据的类型，必须定义传输数据的格式。所以我们在数据的开头添加长度为8个字节的信息头，

26、但是在传输文件时为了提高传输速率，只在文件传输前和结束后通知接收方，传输的文件内容不在加信息头。通信双方规定的信息头如下： fcomming 表示有文件到来，后接传输文件的文件名fileover 通知文件接收方文件传输完毕ccomming 1.客户端通知服务端卡号信息到来，后接卡号。2.服务端通知客户端持卡人信息后接持卡人信息dcomming 表示设备状态到来，后接设备状态信息scomming 表示开关状态到来，后接开关状态信息nextpack 文件传输时，接收方通知发送方继续发送filerqst 文件发送请求pcomming 密码到来后接用户密码ucomming 表示传感器信息到来，后接传感

27、器信息vcomming 视频图像文件到来4.7 安全监控多媒体课室监控管理系统虽有摄像头可以实时监控课室的状况，但是这往往是不够的。因此我们在系统中加入了温度传感器，烟雾探测器和红外探测器。温度传感器和烟雾探测可以有效的控制火灾的发生。红外探测器可以在黑暗的情况下监控课室状况。温度传感器采用TC77，该传感器是串行输出数字温度传感器，特别适合低成本的应用。在+25+65 的精度为1; -40+85 的精度为2; 55+125 的精度为3。该温度传感器输出数据为16位，其中最高位为符号位，最低三位未使用（恒为1），其它位为数据位。烟雾探测器采用采用光电式感烟探测器。它是采用烟雾中的颗粒折射红外光

28、的原理来探测火灾的。它的电路主要由红外发射部分和接收部分组成，发射管与接收管置于光学迷宫中，光学迷宫可以屏蔽外界杂散光的干扰，但不影响烟雾进入。在无烟状态下，接收管只接收到很弱的红外光，当有烟雾进入时，由于散射作用，接收到的光信号增强，当烟雾到达一定浓度时，探测器输出报警信号（频率为4KHZ，幅度为5V的方波）。红外探测器采用的是型号为AL-415的有线双鉴红外探测器。它具有四源全密封微波头和双元红外，能够抗小动物干扰，自带了一个继电器。继电器在无人时闭合（电阻为0），当探测到有人时才断开（电阻无穷大）。因此用一个简单的电阻分压的电路即可把它的输出由电阻变化转变为电压信号。 以上传感器（探测器

29、）的输出信号的采集主要依靠Zigbee发射模块上的单片机控制芯片CC2430来完成。CC2430把采集到的信息进行判断，当传感器的输出有变化时通过Zigbee网络发送给协调器（Zigbee发送模块）。协调器在通过串口传输给客户端的CPU（s3c2410），进行处理后又通过Tcp协议发送到服务端。整个过程不超过2秒钟，加上视频采集的功能，管理人员完全可以随时了解课室里的各种情况。当有紧急情况发生时，能够及时采取相关措施，真正做到安全监控。传感器接入在Zibee模块上，主控模块通过串口RS232接入Edukit实验箱。当传感器状态有改变时，会通过Zibee发送数据到主控模块上，主控模块再把接收到的

30、数据发到客户端，由此构成传感器数据的采集。4.8 Zigbee无线传感器网络 多媒体课室监控管理系统具有一个Zigbee无线传感器网络，这样也使得传感器的安装更加简便。ZigBee是一种支持低速率、低功耗，安全可靠的双向无线通信标准，它是目前远程监控传感网络应用世界里唯一一种标准化的技术。 ZigBee的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE无线个人区域（Personal Area Network，PAN）工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4（ZigBee）技术标准。IEEE802.15.4标准主要规定了一种短距离、低功耗、高速率、高可靠性的短距离无线芯片标准。根据Zig

31、Bee联盟的设想，根据该标准和技术生产的相关产品主要适用于：智能家居（照明控制、各类窗帘控制、家庭安防、暖气控制、内置家居控制的机顶盒、万能遥控器）、环境检测与控制、自动读表系统、智能路灯系统、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、工业和楼宇自动化、安全监控、工业控制、传感器控制、停车计费数据传输等诸多领域。ZigBee将IEEE 802.15.4 收发器技术与 ZigBee 协议栈组合在一起，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，其资源消耗较少.ZigBee技术所具有的较低的成本、较低的功耗和适中的

32、传输距离等特性使其适用于大规模的敷设于无人值守的环境。我们采用成都无线龙的C51RF-3开发套件构建Zigbee无线传感器网络。该套件中Zigbee模块使用的控制芯片为CC2430。CC2430采用标准的8051处理器，对于熟悉8051单片机的开发人员来说使用特别方便。Zigbee无线传感网络由一个协调器（pan）及多个传感器处理节点组成一个典型的星型网络结构。星型网络协调器通过串口与主控机连接传输数据。组成星型网络，各节点的利用率高，而且最适合在这个监控系统中应用。配置及安装简单，组网跟入网的速度非常高效。同时为了减轻zigbee网络传输数据量，当环境参量发生变化时才将数据传送到协调器。因此

33、整个传感器网络的功耗非常低，每个节点只用两节1.5v电池足够运行很长时间。使用时只要与设备的串口连接好，设置19200波特率，协调器即可建网，再打开传感器节点，自动完成组网的过程。通过Zigbee2004协议栈自动对网络进行维护，维持网络的稳定运行。无线传感网络系统软件设计主要是围绕ZigBee网络适配器、ZigBee网络传感器节点、监控软件4部分来设计。ZigBee部分采用ZigBee2004协议栈，编译开发环境是IAR7.20H，以C语言编写。网络是动态组成的，可以自主组网、入网、网络自动管理等。 图4.7-1协调器程序流程图图4.7-2传感器节点程序流程图4.9远程控制多媒体课室监控管理

34、系统客户端通过各种控制器件与多媒体设备相连。发送命令格式预先定义，由服务端发出，通过局域网传输至客户端，客户端将其解读，并执行控制电器设备命令。由于条件限制，我们用LED灯来模拟被控设备。（我们拟增加一个300MHz的无线控制网，用来控制各种电器设备。由于器材订货较晚的原因，目前该部分尚未完成。因为这部分技术难度不高，我们保证能够在九月份完成。如果我们的团队能够进入决赛，将增加这部分的内容，使整个系统更加完善和实用化。）4.10自动控制多媒体课室数量多，电器复杂多样，若需要一直有人监视着它是一件费力的事。为此，我们加入了无人值守的自动控制模式。只要制定一套规则，比如要求什么条件下开启或关闭设备

35、，电器设备就可以按照这些规则有规律的运作。这些规则以配置文件格式（mcmcs.cfg）保存起来，在系统启动或者用户重新修改并应用后加载。用户并不需要直接编辑配置文件，只要在用户界面选项上填上相应的内容。在界面处理主程序，我们定义了一个1秒1次QTimer定时器，用于刷新时间显示和检查电器设备任务。电器设备任务以任务队列形式按时间先后排序，每次仅需检测下一个任务，缩短检测任务的时间。任务执行前5分钟会在消息栏提醒用户。 第5章 硬件框图 图5-1 单个客户端与服务端的硬件连接框图 图5-2 多个客户端与服务端的连接框图 图5-3 系统硬件连接示意图 第6章 软件流程 图6-1 系统客户端程序流程

36、图 图6-2 服务端程序流程图 第7章 系统测试方案7.1测试对象：1.系统客户端与服务端的数据传输速率.2.无线传感网络模块测试：建网和组网的速度；网络数据传输的速度和准确性；3.测试对象还包括：系统客户端应用软件、控制中心PC机（服务端）应用软件、系统中各类传感器、系统中的门禁子系统等。7.2测试方法： 1.系统客户端与服务端的数据传输速率测试：打开系统客户端和服务端，当两端的连接建立好后，从服务器发送一个已知大小的文件，记录传输时所用时间。通过这些数据即可简单的估算系统传输有效数据（去除用于双方判断的标识后的数据）的传输速率。2.无线传感网络模块测试方法：本系统一般在空旷处如大的实验室，

37、办公室等测试，而不是在象走廊等狭窄弯道上测试。不要在有强烈微波干扰的环境下（如 WIFI,蓝牙等）测试。测试时父子节点间必须是视距（在20m以内为宜）中间无遮挡物体，最好整个系统都放置在视距内。Zigbee 接收模块，再打开发射模块，当发射模块上的LED灯亮时表示发射模块与接收模块已经连接上，从中我们即可得知模块建网和组网的速度，因为Zigbee时刻都在采集传感器的状态，并在其状态改变时发送给服务端程序，因此我们只要改变传感器状态即可知道无线传感器网络数据传输的速度和准确性。3.其它测试对象的测试方法：打开系统客户端应用软件，反复设置系统工作状态，看看软件是够工作正常、稳定；运行服务端应用程序

38、，不断向客户端发送控制设备的命令（这里用LED灯来模拟外部设备），查看命令是否能被准确的发送、接收和执行；改变环境温度检查温度传感器是否正常工作和工作范围；改变空气中的烟雾浓度或靠近红外传感器，检验烟雾传感器或红外传感器是否正常和系统反应时间等指标是否符合要求。服务端能否记录id卡的相关信息和返回信息给客户端；让摄像头处于工作状态，检查能否得到清晰的图像。 第8章 测试设备PC机（Window XP 操作系统）一台、秒表一个、数字万用表一台、直流稳压电源一台、LED灯若干（用以模拟客户端的外部设备）、打火机(用于改变温度）、蚊香（用于产生烟雾）。 第9章 测试结果按照上面的测试方法测得：系统客

39、户端与服务端的数据传输速率：1906KB/s无线传感网络模块测试：建网和组网的速度2秒；网络传输延时1sZigbee发射模块与接收模块的最远距离不小于15米：传感器变化时，Zigbee发射模块发送信息到服务端接收到信息的时间不大于1秒：记录红外传感器的有效工作距离不小于7米；服务端发送控制设备到设备被启动或关闭的延时不大于2秒 。视频采集速率：1帧/秒服务端和客户端程序运行正常、稳定。 第10章 结果分析 从上面的测试结果我们可以看出所做的系统基本满足对多媒体课室实时监控的要求。接近2M的局域网数据传输速率使视频监控看起来基本连贯，传感器采集到的信息也能够及时的传送到服务端，电器设备的控制满足

40、实时控制要求。数据传输能够基本做到准确无误，没有设备的误操作。Zigbee组网时间短，传输速率快，能够迅速的传送课室的状态到达主控端。红外、烟感、温度、光敏反应灵敏，符合设计要求。 第11章 实现功能本系统可以实现对多媒体课室的安全监控和管理。系统正常运行时，摄像头会定时抓拍图像并通过USB传送给客户端，经客户端处理后传输到控制中心的PC机中。与此同时，传感器在不停地检测多媒体课室的环境变化。当发现温度过高，空气中的烟雾超标或者有非法入侵时，客户端就会马上向控制中心发出警报，并说明警报原因。系统中的门禁系统主要用于学生上课考勤和课室管理员管理课室。学生考勤信息将会存放在控制中心的数据库中，以便

41、学校和老师了解学生上课情况。管理员在本系统的帮助下可以在控制中心控制多媒体课室的各种设备，避免了到每间教室巡查，从而节约了人力、物力。 第12章 特色（1）、总控中心的集中管理。方便对设备宏观的监控还有各种 突发事件的处理，节约了管理的人力和物力。（2）自动化和远程电器设备管理，使多媒体课室管理更加轻松。（3）视屏、各类传感器数据的采集，在监控中心可以实时查看到各个教室的状态。（3）、联网管理及浏览技术。整个智能系统的控制界面可以非常方便集成到浏览器中 ，使用计算机浏览还有管理整个系统 非常方便。同时，我们的控制界面支持权限的分配和管理，大大增强了网络控制的安全性。（4）门禁考勤系统功能，可以

42、记录学生出勤率，融教学与课室管理一体。（5）Zigbee无线传感网络，方便传感器的分布。参考文献1 嵌入式Linux设备驱动开发详解 华清远见嵌入式培训中心 人民邮电出版社 20082 嵌入式设计及Linux驱动开发指南基于ARM 9处理器孙天泽等 电子工业出版社 20053 Linux与嵌入式系统 李善平 . 等 清华大学出版社 20024 传感器原理设计与应用（第四版） 刘迎春等 国防科技大学出版社 20045 数据库Access2003应用教程 卢湘鸿等 人民邮电出版社 20076 24小时学通Qt编程 Daniel Solin 著 袁鹏飞 译 人民邮电出版社 2000年7 嵌入式开发详

43、解 魏忠，蔡勇，雷红卫 电子工业出版社 20038 深入分析Linux内核源代码 陈莉君 人民邮电出版社 20029 ARM嵌入式处理器结构与应用基础 马忠梅 北京航空航天大学出版社 200210 Visual Basic 6.0 程序设计教程 第2版 张钧良 东南大学出版社 2004 11 Zigbee无线网络与无线定位实战 李文仲 段朝玉等 北京航空航天大学出版社 200812 ZigBee网络原理与应用开发 吕治安 北京航空航天大学出版社，2008 13 Linux网络编程 林宇 郭凌云 人民邮电出版社，2000附录一BMP文件格式BMP(Bitmap-File)图形文件是一种与硬件设备

44、无关图形文件格式，使用非常广泛。它采用位映射存储格式。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。 文件头的数据格式为：Type BITMAPFILEHEADERbfType As Integer 文件类型字段bfSize As integer 文件大小bfReserved1 As Integer 保留字段1bfReserved2 As integer 保留字段2bfOffBits As Long 图像数据与文件头的偏移值（一般为54）End Type 文件信息头的数据格式：Type BITMAPINFOHEADERbiSize As Long 文件信息头的长度biWidth As Long 位图的宽度biHeight As Long 位图的高度biplanes As Integer 平面的数目