基于GPRS的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究和設計

摘要：設計一種以S3C2410為硬件平臺和嵌入式Linux為軟件平臺，基于M35 GPRS模塊的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)圍繞圖像的采集，傳輸和顯示進行了探討，闡述了遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)中的軟硬件處理技術。測試結果表明，該遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)具有監(jiān)控溫度，實時傳輸視頻流，通過網(wǎng)頁遠程控制監(jiān)控機動作，短信服務和報警等功能。與已有系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)把Web服務器和CGI應用到監(jiān)控機和網(wǎng)頁的交互，真正實現(xiàn)了對監(jiān)控端的遠程控制。
關鍵詞：ARM；GPRS；s3c2410；遠程監(jiān)控

隨著社會電子信息化的不斷發(fā)展，人們在家居中使用的電器越來越多，由此帶來的安全隱患也有了明顯的增多。在這些電器中一旦出現(xiàn)一些異常，便會給人們帶來很大的損失。為了降低電器的不合理使用帶來的異常情況，就要求在異常發(fā)生時用戶能及時得到信息，并通過實時監(jiān)控采取一定的操作排除異常。因此，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的作用是非常巨大的。
隨著安防行業(yè)的高速發(fā)展，國內外對安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究越來越熱門，昆明理工大學信息工程與自動化學院的張俊才提出的基于嵌入式Web服務器的信息家電安防監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與Internet相連、家庭內部得安全監(jiān)控、信息傳輸。缺點是傳輸速率不是很高，并且通過網(wǎng)頁與監(jiān)控端交互比較麻煩。新的系統(tǒng)將對以上地方進行完善，新的系統(tǒng)需要實用家居環(huán)境的要求，降低成本，改變原先不間斷監(jiān)控模式，并需要為用戶提供友好的交互界面，使用戶在不同的場所下對設備進行監(jiān)控操作。
在此設計的基于GPRS的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，是采用的是攝像機傳送視頻信號經(jīng)壓縮編碼后，通過內部總線傳送到內置的Web服務器。用戶在監(jiān)控端可以直接通過瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機視頻圖像，授權用戶還可以控制監(jiān)控機的動作。這樣就實現(xiàn)了對監(jiān)控點的遠程控制，通過瀏覽器很方便地實現(xiàn)了對監(jiān)控機控制。

1 總體方案設計
系統(tǒng)以ARM 9處理器S3C2410為MCU，作為控制器，負責從紅外傳感器，溫度傳感器，攝像頭采集數(shù)據(jù)，并且控制報警措施和滅火措施的執(zhí)行，通過GPRS模塊向用戶發(fā)送短信，同時監(jiān)控機可以通過Internet和網(wǎng)頁進行交互，用戶可以通過登錄網(wǎng)頁對監(jiān)控機進行控制，同時監(jiān)控機可以將采集到的數(shù)據(jù)通過Web服務器傳輸給網(wǎng)頁端。本系統(tǒng)的總體設計框架如圖1所示。

2 硬件電路設計
2．1 主控電路設計
主控系統(tǒng)電路主要由三星公司的處理器S3C2410組成，主控電路連接的外圍包括攝像頭，GPRS模塊，溫度采集模塊，蜂鳴器報警模塊，滅火處理模塊，紅外傳感模塊組成。處理器采用輪詢的方式不斷的從溫度采集模塊和紅外傳感模塊讀取數(shù)據(jù)，當讀取的溫度值超過設定的臨界值，或者紅外傳感模塊有中斷來臨時，說明家里有火災，或者家里出現(xiàn)小偷，處理器此時去驅動蜂鳴器報警模塊報警，并通過GPRS模塊發(fā)送報警短信給用戶。處理器在處理這些動作的同時還一直獲取攝像頭的視屏流。
2．2 報警電路設計
首先將蜂鳴器接到S3C2410處理器的一個GPB0管腳上。首先配置GPBCON的GPB0為輸出模式，當數(shù)據(jù)寄存器里寫入1時。蜂鳴器打開，寫0關閉蜂鳴器。軟件上是通過ioctl來進行相應的控制的。報警電路如圖2所示。

2．3 溫度采集電路設計
溫度值由主控板從溫度傳感器中得到，得到的溫度值通過A／D轉換器轉換后傳送給主控板。A／D轉換器是模擬信號源和CPU之間聯(lián)系的接口，它的任務是將連續(xù)變化的模擬信號轉化為數(shù)字信號，以便計算機和數(shù)字系統(tǒng)使用。FS2410開發(fā)板用的A／D轉換器是ARMS3C2410自帶的一個一路10位的A／D轉換器。并且支持觸摸屏功能。最大轉化率是500 kHz，A／D轉換器頻率的計算公式為：系統(tǒng)時鐘／(比例值+1)。本電路的特點是通過改變滑動變阻器的阻值來改變模擬電壓量來模擬溫度的變化。軟件是通過read，write來進行對A／D的讀和寫的操作。溫度采集模擬電路如圖3所示。

2．4 滅火電路設計
將4個LED燈與S3C2410處理器的4個管腳相連接，由于GPIO是復用管腳，所以首先進行相應寄存器的配置，也就是首先配置控制寄存器GPFCON，配置為output．然后就是對燈的相應控制，這個是對數(shù)據(jù)寄存器GPFDAT，如果寫0，led燈亮，燈亮模擬的是啟動滅火裝置。否則燈滅，軟件是通過ioctl進行相應的控制。滅火模塊模擬電路如圖4所示。