引? 言

　　火災(zāi)是城市災(zāi)害中的一種主要形式，它已經(jīng)日益成為影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的一個(gè)重要災(zāi)害，而目前城市在預(yù)防火災(zāi)方面主要采用的就是在建筑物內(nèi)安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及其聯(lián)動(dòng)消防裝置，雖然這種裝置在及早發(fā)現(xiàn)火情和控制火勢(shì)方面發(fā)揮了重要作用，但是在目前這種消防設(shè)備管理和監(jiān)督體系下，很多建筑物的所有方不能夠及時(shí)地對(duì)建筑物內(nèi)的消防設(shè)施進(jìn)行檢查維修，導(dǎo)致很多火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)故障誤報(bào)頻發(fā)，極大地影響了建筑物內(nèi)的人員的工作和生活; 同時(shí)，大部分消防主控室主要通過(guò)人工值班、電話報(bào)警方式，因受到電話線路、報(bào)警方式方法以及報(bào)警人情緒的影響，往往造成接警調(diào)度處理速度較慢; 消防部門(mén)在接警時(shí)也是依靠電話來(lái)傳遞信息的，極易受到報(bào)警人或值班員聽(tīng)覺(jué)的影響而導(dǎo)致接傳火警信息有誤，造成不應(yīng)有的錯(cuò)誤和無(wú)法估量的損失，所以建立基于互聯(lián)網(wǎng)的城市消防監(jiān)控系統(tǒng)具有很重要的實(shí)踐意義。在這項(xiàng)工程中，最關(guān)鍵的就是處于網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置之間的接入網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)和研制。利用這種專(zhuān)門(mén)的硬件設(shè)備以及在這之中的程序，可以把各個(gè)建筑物的消防自動(dòng)化及其聯(lián)動(dòng)裝置接入Internet，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到城市中的監(jiān)控中心。

　　1?? 基于互聯(lián)網(wǎng)的城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　該系統(tǒng)由三層組成，系統(tǒng)框圖如圖1 所示。第一層是建筑物內(nèi)的消防自動(dòng)報(bào)警及其聯(lián)動(dòng)裝置以及其他一些用戶的消防設(shè)施，它們由很多不同廠家和類(lèi)型的火災(zāi)探頭、消防主機(jī)、手動(dòng)消防設(shè)備組成; 第二層是火災(zāi)信息收集管理處置中心、政府消防部門(mén)信息接口、互聯(lián)網(wǎng)普通用戶查詢接口等信息使用單位 。

　　2?? 火災(zāi)信息傳輸網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計(jì)

　　該嵌入式網(wǎng)關(guān)的中央處理單元采用三星公司的16/ 32 位RISC 處理器S3C2440A，它基于ARM920T內(nèi)核，運(yùn)算速度高達(dá)400 MHz，適用于需要聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嵌入式電子設(shè)備。其中的NOR FLASH 用于存儲(chǔ)bo ot loader 啟動(dòng)代碼，NAND FLASH 用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像，SDRAM 用于加載操作系統(tǒng)內(nèi)核及應(yīng)用程序等可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)，為其運(yùn)行提供空間。外圍電路包括以太網(wǎng)模塊、串口模塊、人機(jī)接口模塊等，如圖2 所示。

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圖1?? 基于網(wǎng)絡(luò)的城市火災(zāi)信息傳輸系統(tǒng)

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圖2?? 嵌入式網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)

　　3?? 火災(zāi)信息傳輸網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)

　　3. 1?? 軟件總體設(shè)計(jì)

　　軟件總體設(shè)計(jì)如圖3 所示。

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圖3? 軟件基本框架

　　3. 2?? 總體概述

　　網(wǎng)關(guān)軟件系統(tǒng)按照功能分為4 個(gè)模塊。

　　( 1) 網(wǎng)絡(luò)通信模塊

　　主要負(fù)責(zé)信息往網(wǎng)絡(luò)上的傳遞，將該網(wǎng)關(guān)獲取的火警，故障等信息依照特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議準(zhǔn)確無(wú)誤地傳遞給上層的應(yīng)用服務(wù)器，同時(shí)還要負(fù)責(zé)接收來(lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù)，如配置信息，控制指令等。具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)通信模塊又可以分為兩個(gè)子模塊: 數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)通信的工作只是負(fù)責(zé)從網(wǎng)絡(luò)上獲取數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)處理主要負(fù)責(zé)組包和解包，涉及到通信協(xié)議。當(dāng)數(shù)據(jù)區(qū)有數(shù)據(jù)需要網(wǎng)絡(luò)通信模塊處理時(shí)，數(shù)據(jù)處理子模塊會(huì)首先從數(shù)據(jù)區(qū)取出數(shù)據(jù)，并分析、判斷數(shù)據(jù)類(lèi)型，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型組包，然后將包交給數(shù)據(jù)通信子模塊發(fā)送。

　　( 2) 串口采集模塊

　　主要負(fù)責(zé)通過(guò)串口獲取消防主機(jī)的狀態(tài)，并進(jìn)行分析，分離出有用信息，并將其寫(xiě)入數(shù)據(jù)區(qū)，供其他模塊使用，它是信息傳輸網(wǎng)關(guān)的核心。

　　由于消防主機(jī)眾多，而且協(xié)議又各不相同，因此串口采集模塊需要根據(jù)消防主機(jī)定制。在此，同樣將串口采集模塊分為兩個(gè)子模塊: 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)加工。數(shù)據(jù)采集通過(guò)特定的對(duì)話方式( 和具體的消防主機(jī)有關(guān)) 從消防主機(jī)獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)加工讀取這些數(shù)據(jù)，并按照消防主機(jī)協(xié)議進(jìn)行解析，提取初步的信息，如消息類(lèi)型( 火警還是故障) ，探頭地址( 內(nèi)部編碼地址) 。然后依照內(nèi)部協(xié)議組包，并寫(xiě)入數(shù)據(jù)區(qū),以后的工作就交由網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

　　( 3) 系統(tǒng)控制模塊

　　主要用于控制信息傳輸網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)備，如指示燈、按鍵、燈等。它從數(shù)據(jù)區(qū)讀取控制指令，根據(jù)控制指令執(zhí)行特定的硬件控制?？刂浦噶羁赡苡删W(wǎng)絡(luò)通信模塊產(chǎn)生,如上層服務(wù)器發(fā)送查崗請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)通信模塊經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為響喇叭指令，寫(xiě)入數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)然，控制指令可以由任何模塊產(chǎn)生。系統(tǒng)控制模塊可以返回硬件狀態(tài)信息，也是通過(guò)寫(xiě)狀態(tài)信息到數(shù)據(jù)區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳遞的。

　　( 4) 系統(tǒng)維護(hù)模塊

　　主要負(fù)責(zé)確保系統(tǒng)各個(gè)模塊的正常運(yùn)行，同時(shí)記錄及上傳工作日志，供系統(tǒng)維護(hù)人員參考，同時(shí)收集上來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析和挖掘，可以作為產(chǎn)品性能指標(biāo)制定的依據(jù)。各模塊在建立之初將會(huì)在數(shù)據(jù)區(qū)注冊(cè)，維護(hù)模塊通過(guò)這個(gè)注冊(cè)信息實(shí)現(xiàn)心跳應(yīng)答機(jī)制來(lái)判斷各個(gè)模塊的工作狀態(tài)。同時(shí)，還將數(shù)據(jù)區(qū)中的日志信息提取出來(lái)寫(xiě)入日志文件，并提出發(fā)送日志文件請(qǐng)求給網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

　　每個(gè)模塊依照分工完成職能之內(nèi)的工作，不屬于職能內(nèi)的工作通過(guò)寫(xiě)入數(shù)據(jù)區(qū)交由職能模塊去完成。數(shù)據(jù)區(qū)是各個(gè)模塊傳遞信息的媒介，通過(guò)格式化的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀取，實(shí)現(xiàn)模塊間的信息共享和職能分工。