基于GPRS的遠程安防監控系統的研究和設計

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模塊的遠程安防監控系統，整個(gè)系統圍繞圖像的采集，傳輸和顯示進(jìn)行了探討，闡述了遠程安防監控系統中的軟硬件處理技術(shù)。測試結果表明，該遠程安防監控系統具有監控溫度，實(shí)時(shí)傳輸視頻流，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)遠程控制監控機動(dòng)作，短信服務(wù)和報警等功能。與已有系統相比，該系統把Web服務(wù)器和CGI應用到監控機和網(wǎng)頁(yè)的交互，真正實(shí)現了對監控端的遠程控制。
關(guān)鍵詞：ARM；GPRS；s3c2410；遠程監控

隨著(zhù)社會(huì )電子信息化的不斷發(fā)展，人們在家居中使用的電器越來(lái)越多，由此帶來(lái)的安全隱患也有了明顯的增多。在這些電器中一旦出現一些異常，便會(huì )給人們帶來(lái)很大的損失。為了降低電器的不合理使用帶來(lái)的異常情況，就要求在異常發(fā)生時(shí)用戶(hù)能及時(shí)得到信息，并通過(guò)實(shí)時(shí)監控采取一定的操作排除異常。因此，遠程監控系統的作用是非常巨大的。
隨著(zhù)安防行業(yè)的高速發(fā)展，國內外對安防監控系統的研究越來(lái)越熱門(mén)，昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院的張俊才提出的基于嵌入式Web服務(wù)器的信息家電安防監控系統，實(shí)現了嵌入式系統與Internet相連、家庭內部得安全監控、信息傳輸。缺點(diǎn)是傳輸速率不是很高，并且通過(guò)網(wǎng)頁(yè)與監控端交互比較麻煩。新的系統將對以上地方進(jìn)行完善，新的系統需要實(shí)用家居環(huán)境的要求，降低成本，改變原先不間斷監控模式，并需要為用戶(hù)提供友好的交互界面，使用戶(hù)在不同的場(chǎng)所下對設備進(jìn)行監控操作。
在此設計的基于GPRS的遠程安防監控系統，是采用的是攝像機傳送視頻信號經(jīng)壓縮編碼后，通過(guò)內部總線(xiàn)傳送到內置的Web服務(wù)器。用戶(hù)在監控端可以直接通過(guò)瀏覽器觀(guān)看Web服務(wù)器上的攝像機視頻圖像，授權用戶(hù)還可以控制監控機的動(dòng)作。這樣就實(shí)現了對監控點(diǎn)的遠程控制，通過(guò)瀏覽器很方便地實(shí)現了對監控機控制。

1 總體方案設計
系統以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，攝像頭采集數據，并且控制報警措施和滅火措施的執行，通過(guò)GPRS模塊向用戶(hù)發(fā)送短信，同時(shí)監控機可以通過(guò)Internet和網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行交互，用戶(hù)可以通過(guò)登錄網(wǎng)頁(yè)對監控機進(jìn)行控制，同時(shí)監控機可以將采集到的數據通過(guò)Web服務(wù)器傳輸給網(wǎng)頁(yè)端。本系統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(xún)的方式不斷的從溫度采集模塊和紅外傳感模塊讀取數據，當讀取的溫度值超過(guò)設定的臨界值，或者紅外傳感模塊有中斷來(lái)臨時(shí)，說(shuō)明家里有火災，或者家里出現小偷，處理器此時(shí)去驅動(dòng)蜂鳴器報警模塊報警，并通過(guò)GPRS模塊發(fā)送報警短信給用戶(hù)。處理器在處理這些動(dòng)作的同時(shí)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(gè)GPB0管腳上。首先配置GPBCON的GPB0為輸出模式，當數據寄存器里寫(xiě)入1時(shí)。蜂鳴器打開(kāi)，寫(xiě)0關(guān)閉蜂鳴器。軟件上是通過(guò)ioctl來(lái)進(jìn)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(guò)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(wù)是將連續變化的模擬信號轉化為數字信號，以便計算機和數字系統使用。FS2410開(kāi)發(fā)板用的A／D轉換器是ARMS3C2410自帶的一個(gè)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：系統時(shí)鐘／(比例值+1)。本電路的特點(diǎn)是通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變模擬電壓量來(lái)模擬溫度的變化。軟件是通過(guò)read，write來(lái)進(jìn)行對A／D的讀和寫(xiě)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(gè)LED燈與S3C2410處理器的4個(gè)管腳相連接，由于GPIO是復用管腳，所以首先進(jìn)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(gè)是對數據寄存器GPFDAT，如果寫(xiě)0，led燈亮，燈亮模擬的是啟動(dòng)滅火裝置。否則燈滅，軟件是通過(guò)ioctl進(jìn)行相應的控制。滅火模塊模擬電路如圖4所示。