基于ARM9和GSM／GPRS的無(wú)線可移動(dòng)紅外監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

0 引言
傳統(tǒng)的圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往布線復(fù)雜，通過(guò)遠(yuǎn)距離有線傳輸而費(fèi)用高昂，并且靈活機(jī)動(dòng)性小，由于GPRS(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))通信技術(shù)在中低速率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方面的突出優(yōu)勢(shì)，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)打破了電纜和光纖傳輸?shù)南拗疲趫D像監(jiān)控系統(tǒng)市場(chǎng)中占有很大優(yōu)勢(shì)。但是使用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的網(wǎng)路費(fèi)用較大，而在某些場(chǎng)合，比如運(yùn)送重要物品的貨車、無(wú)人值守的貴重設(shè)備等并不需要實(shí)時(shí)監(jiān)控，僅當(dāng)有入侵障礙物時(shí)才需要采集和傳輸現(xiàn)場(chǎng)圖像并發(fā)送報(bào)警信號(hào)，以達(dá)到監(jiān)測(cè)和防盜的目的。
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM9和GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線可移動(dòng)紅外監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，使用紅外監(jiān)測(cè)模塊對(duì)被監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)探測(cè)到入侵障礙物時(shí)調(diào)用圖像采集設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行圖像采集并以JPEG格式保存在終端的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，然后使用GPRS模塊將最新的現(xiàn)場(chǎng)圖像通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街付ǖ腇TP服務(wù)器上，并以短信息的方式向用戶報(bào)警。本系統(tǒng)的紅外監(jiān)測(cè)觸發(fā)傳輸圖像模式可以使系統(tǒng)按流量計(jì)費(fèi)來(lái)節(jié)省GPRS網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi)用，它的通用性強(qiáng)，可行性和性價(jià)比高，在實(shí)際應(yīng)用中有一定的價(jià)值。

1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
從體系結(jié)構(gòu)上看，本系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端、GSM／GPRS及Internet無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、FTP服務(wù)器監(jiān)控中心及用戶手機(jī)組成。監(jiān)控中心通過(guò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)專線與Internet互聯(lián)，具有固定的IP地址。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端由終端控制單元、圖像采集設(shè)備、紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備及GSM／GPRS模塊組成。圖1所示為本系統(tǒng)的整體體系結(jié)構(gòu)示意圖。

2 終端的硬件設(shè)計(jì)
2．1 終端的硬件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)中終端使用ARM9內(nèi)核的S3C2410為處理器，以TX-05D紅外線反射開關(guān)作為紅外監(jiān)測(cè)模塊，使用包含USB接口和ZC301p芯片的CMOS圖像傳感器作為圖像采集設(shè)備，采用GSM／GPRS模塊WAVECOM Q2403A作為無(wú)線傳輸模塊。圖2為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

2．2 終端的硬件實(shí)現(xiàn)
S3C2410微處理器有豐富的外設(shè)接口，其中包括117個(gè)復(fù)用功能輸入／輸出端口引腳，即GPIO口，每一個(gè)端口都可以通過(guò)軟件設(shè)置來(lái)滿足各種系統(tǒng)配置和設(shè)計(jì)需求[1]。終端中使用S3C2410微處理器GPIO口中的GPG6口以輸入模式連接紅外監(jiān)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)線，當(dāng)紅外監(jiān)測(cè)模塊探測(cè)到入侵障礙物時(shí)，數(shù)據(jù)線將向GPG6口輸入高電平信號(hào)，從而被處理器識(shí)別并做出相關(guān)處理。GSM／GRPS模塊WAVECOMQ2403A通過(guò)串口2連接到S3C2410實(shí)現(xiàn)圖像傳輸和短信息發(fā)送。終端中圖像采集設(shè)備是USB接口的、基于ZC301p芯片的CMOS圖像傳感器，它連接到S3C2410的USB HOST口中，實(shí)現(xiàn)圖像的采集。終端電源模塊為S3C2410及各個(gè)設(shè)備提供相應(yīng)的工作電壓。通過(guò)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，終端的硬件設(shè)計(jì)能夠達(dá)到功能和性能上的要求，基本能夠進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

3 終端的軟件設(shè)計(jì)
3．1 終端的軟件結(jié)構(gòu)
終端的軟件包括引導(dǎo)加載程序Bootloader、操作系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用層程序，其軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

終端的文件系統(tǒng)采用了雙文件系統(tǒng)，即以cramfs不可寫文件系統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)文件，以jffs2可讀寫文件系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件，從而既可以使系統(tǒng)文件得到可靠保護(hù)，又可以方便前期調(diào)試工作和圖像數(shù)據(jù)文件的讀寫。這也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn)。