《GPRS远程安防监控系统的应用设计》.pdf

GPRS 远程安防监控系统的应用设计 随着社会电子信息化的不断发展，人们在家居中使用的电器越来越多，由此带来的安全隐患 也有了明显的增多。在这些电器中一旦出现一些异常，便会给人们带来很大的损失。为了降 低电器的不合理使用带来的异常情况，就要求在异常发生时用户能及时得到信息，并通过实 时监控采取一定的操作排除异常。因此，远程监控系统的作用是非常巨大的。 随着安防行业的高速发展，国内外对安防监控系统的研究越来越热门，昆明理工大学信息工 程与自动化学院的张俊才提出的基于嵌入式Web服务器的信息家电安防监控系统，实现了 嵌入式系统与Internet 相连、家庭内部得安全监控、信息传输。缺点是传输速率不是很高， 并且通过网页与监控端交互比较麻烦。新的系统将对以上地方进行完善，新的系统需要实用 家居环境的要求，降低成本，改变原先不间断监控模式，并需要为用户提供友好的交互界面， 使用户在不同的场所下对设备进行监控操作。 在此设计的基于GPRS 的远程安防监控系统，是采用的是摄像机传送视频信号经压缩编码 后，通过内部总线传送到内置的Web服务器。用户在监控端可以直接通过浏览器观看Web 服务器上的摄像机视频图像，授权用户还可以控制监控机的动作。这样就实现了对监控点的 远程控制，通过浏览器很方便地实现了对监控机控制。 1 总体方案设计 系统以ARM 9处理器S3C2410为MCU，作为控制器，负责从红外传感器，温度传感器， 摄像头采集数据，并且控制报警措施和灭火措施的执行，通过GPRS 模块向用户发送短信， 同时监控机可以通过Internet 和网页进行交互，用户可以通过登录网页对监控机进行控制， 同时监控机可以将采集到的数据通过Web服务器传输给网页端。本系统的总体设计框架如 图1所示。 2 硬件电路设计 2．1 主控电路设计 主控系统电路主要由三星公司的处理器S3C2410 组成，主控电路连接的外围包括摄像头， GPRS 模块，温度采集模块，蜂鸣器报警模块，灭火处理模块，红外传感模块组成。处理器 采用轮询的方式不断的从温度采集模块和红外传感模块读取数据，当读取的温度值超过设定 的临界值，或者红外传感模块有中断来临时，说明家里有火灾，或者家里出现小偷，处理器 此时去驱动蜂鸣器报警模块报警，并通过GPRS 模块发送报警短信给用户。处理器在处理这 些动作的同时还一直获取摄像头的视屏流。 2．2 报警电路设计 首先将蜂鸣器接到S3C2410 处理器的一个GPB0 管脚上。首先配置GPBCON 的GPB0 为输 出模式，当数据寄存器里写入1 时。蜂鸣器打开，写0 关闭蜂鸣器。软件上是通过ioctl 来 进行相应的控制的。报警电路如图2所示。 2．3 温度采集电路设计 温度值由主控板从温度传感器中得到，得到的温度值通过A／D 转换器转换后传送给主控 板。A／D转换器是模拟信号源和CPU 之间联系的接口，它的任务是将连续变化的模拟信 号转化为数字信号，以便计算机和数字系统使用。FS2410 开发板用的 A／D 转换器是 ARMS3C2410自带的一个一路10位的A／D 转换器。并且支持触摸屏功能。最大转化率是 500kHz，A／D 转换器频率的计算公式为：系统时钟／(比例值+1)。本电路的特点是通过改 变滑动变阻器的阻值来改变模拟电压量来模拟温度的变化。软件是通过 read，write 来进行 对A／D的读和写的操作。温度采集模拟电路如图3所示。 2．4 灭火电路设计 将4个LED 灯与S3C2410 处理器的4个管脚相连接，由于GPIO 是复用管脚，所以首先进 行相应寄存器的配置，也就是首先配置控制寄存器GPFCON，配置为output．然后就是对灯 的相应控制，这个是对数据寄存器 GPFDAT，如果写0，led灯亮，灯亮模拟的是启动灭火 装置。否则灯灭，软件是通过ioctl 进行相应的控制。灭火模块模拟电路如图4所示。 2．5 红外传感器电路设计 本设计用键盘电路来模拟红外传感器，当有键盘按下时，说明有人闯入，主控板接收到键盘 中断时，通过蜂鸣器报警，并发送短信给用户，启动灭火装置。根据硬件电路图可知4×4 键盘扫描的工作原理，软件上首先完成对相应的寄存器作配置，这里主要涉及 GPFCON， GPGCO N，GPECON 三个寄存器，把相应的位设置为0UTPUT 和INPUT工作模式，这个 根据原理图。然后就是对中断的处理，设置下降沿有效。红外传感器模拟电路如图5所示。 2．6GPRS 电路设计 GPRS 是通用分组无线业务的简称，目前理论传输速率为115kpbs，GPRS 的基本原理是： 当用户上传或下载互联网数据时，系统利用分组将数据在网络