基于Android平臺的保險箱異動監控系統的設計

摘要：為了實現遠程監控保險箱，及時地預警和報警，降低損失，在傳統保險箱基礎上增加了振動傳感器、GPS模塊、GSM模塊、攝像頭模塊等監控設備，并利用WSN，GPS，GSM，拍照等現有的技術提出了一種基于Android平臺的保險箱異動監控系統。介紹了保險箱監控系統體系結構和硬件平臺，重點論述了Android平臺下保險箱異動監控客戶端的設計思路與實現過程。在無線局域網絡的環境下對保險箱進行測試，實現了Android手機對保險箱定位，圖片顯示，遠程拍照等功能，達到了利用手機進行保險箱異動監控的目的。
關鍵詞：遠程監控；Android；異動監控；客戶端；手機監控

0 引言
隨著黃金，白銀等貴金屬價格的飆升，人們投資黃金的熱情不斷高漲，投資類金條屢次簽出大單，黃金飾品銷量也隨之攀升，越來越多的家庭開始擁有黃金、珠寶首飾等貴重物品以及大量現金或房產證等，這些貴重物品的保管成了一個難題。傳統的保險箱雖然有防火，防盜，防潮等功能，但還存在很多弊端，主要表現在：
(1)物主不在家中貴重物品被盜時物主不能及時被通知，也不能捕捉犯罪證據，報警后也難以立案，給辦案人員增加了不少困難。
(2)物主要時常打開保險箱查看里面的貴重物品是否丟失和變質，以及保險箱內環境是否潮濕，給物主帶來不便，尤其是物主長期在外出差。
為了解決以上問題，存傳統保險箱基礎上增加一些必要的傳感器，如振動傳感器，傾角傳感器，濕度傳感器、通信模塊，如GSM(Global System for Mobile Communications)全球移動通信系統／GPRS(General Paeket Radio Service)通用分組無線服務模塊，GPS(Global Posi tioning System)全球定位系統定位模塊、攝像頭模塊，數據處理設備等，利用現有的WSN(Wireless Sensor Network)無線傳感器網絡技術，GSM技術，GPS技術，攝像頭拍照技術對保險箱當前狀態進行監測，當保險箱出現異常狀態時能將保險箱狀態等信息可靠的發送到指定的服務平臺。同時保險箱也能解析從服務平臺發送過來的特定指令，如保險箱防盜配置，查看等互動操作指令，并且能根據這些指令做出相應的動作。本文將使用Android智能手機為保險箱異動監控系統的客戶終端，開發出一套網絡化，智能化的保險箱異動監控系統移動客戶終端。

1 保險箱異動監控系統簡介
保險箱異動監控系統整體分為硬件部分和軟件部分。硬件設備有監測設備，數據庫，服務器，電腦，手機終端組成，其中監測設備的硬件框圖如圖1所示。

監測設備主要包括供電模塊、傳感模塊(振動傳感器、傾角傳感器、紅外傳感器、攝像頭)、控制模塊、GSM／GPRS模塊、GPS模塊、蜂鳴器、Ethernet以太網卡、存儲卡。軟件部分從功能上分為數據采集程序，數據傳輸程序，數據處理程序等。軟件部分各功能子模塊程序獨立設計運行，從而使系統運行更流暢，更具靈活性。整個系統的網絡架構如圖2所示。

(1)監控設備負責感知整個保險箱的狀態。例如，如果有報警事件被觸發，則要么通過短信方式，要么通過GPRS方式，將報警信息發送至GSM／GPRS網絡。
(2)GSM／GPRS／Internet網絡負責數據的中轉。
GSM／GPRS與Internet之間內部是通過專有網關負責轉發。
(3)服務器是一臺連入公網的服務器，負責接收來自Internet網絡的數據。
(4)PC(Personal Computer)個人計算機終端與服務器相連，可獲得來自服務器端數據信息，在終端顯示。
(5)手機終端可獲取報警的短信信息，通過手機客戶端軟件實現對保險箱定位，圖片顯示，遠程拍照等功能，達到利用手機對保險箱異動監控的目的。

2 Android系統介紹
Android是Google公司開發的基于Linux平臺的開源手機操作系統。Android顯著的開放性使其擁有眾多的開發者，應用日益豐富，不僅應用于智能手機，也向平板電腦等方向急速擴張。同時，Android智能手機操作系統具有5大優勢：開放性，擺脫運營商的束縛，豐富的應用選擇，開發商不受任何限制和無縫合的Google應用。Android平臺由操作系統，中間件，用戶界面和應用軟件組成。它的體系結構主要分為4層，從高層到低層分別是應用程序(Application)，應用程序框架(Application Framework)，核心類庫(Libraries and Android Runtime)，Linux內核(Linux Kernel)。
應用程序層是Android系統自帶的一系列核心應用程序的集合，其中所有的應用程序都是采用Java語言編寫的。
應用程序框架層是Android平臺為應用程序的開發設計的，開發者完全可以訪問核心應用程序所使用的框架APIs。應用程序的體系結構旨在簡化組件的重用，任何應用程序都能發布它的功能且任何其他應用程序可以使用這些功能(需要服從框架執行的安全限制)。
核心類庫層包括一個被Android系統中各種不同組件所使用的C／C++類庫，同時包含了一個提供Java編寫語言核心庫的大多數功能的核心庫。
Linux內核層是系統內核層。Android核心系統服務依賴于Linux 2．6內核，Linux內核作為硬件和軟件之間的抽象層，它隱藏了具體硬件的一些細節而為上層提供統一的服務。
開發Android應用程序最簡捷的方式是安裝Android SDK和Eclipse IDE。Eclipse提供了一個豐富的Java環境，Java代碼通過編譯后，Android DeveloperTools會將它打包，用于安裝。