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基于ARM9的无线可移动红外监测报警系统

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基于ARM9（改为51单片机）的无线可移动红外监测报警系统

0引言

传统的图像监测系统往往布线复杂，通过远距离有线传输而费用高昂，并且灵活机动性小，由于GPRS(通用分组无线业务)通信技术在中低速率无线数据传输方面的突出优势，基于G用GPRS网络进行实时监控的网路费用较大，而在某些场合，比如运送PRS网络的图像监测系统打破了电缆和光纤传输的限制，在图像监控系统市场中占有很大优势。但是使重要物品的货车、无人值守的贵重设备等并不需要实时监控，仅当有入侵障碍物时才需要采集和传输现场图像并发送报警信号，以达到监测和防盗的目的。

针对这个问题，本文设计了一种基于ARM9和GSM／GPRS网络的无线可移动红外监测报警系统，使用红外监测模块对被监测点进行监测，当探测到入侵障碍物时调用图像采集设备对现场状况进行图像采集并以JPEG格式保存在终端的存储系统中，然后使用GPRS模块将必威体育精装版的现场图像通过GPRS网络传输到指定的FTP服务器上，并以短信息的方式向用户报警。本系统的红外监测触发传输图像模式可以使系统按流量计费来节省GPRS网络通信费用，它的通用性强，可行性和性价比高，在实际应用中有一定的价值。

1系统的体系结构

从体系结构上看，本系统由远程监测终端、GSM／GPRS及Internet无线网络、FTP服务器监控中心及用户手机组成。监控中心通过数字数据网专线与Internet互联，具有固定的IP地址。远程监测终端由终端控制单元、图像采集设备、红外监测设备及GSM／GPRS模块组成。图1所示为本系统的整体体系结构示意图。

2终端的硬件设计

2．1终端的硬件结构

系统中终端使用ARM9内核的S3C2410为处理器，以TX-05D红外线反射开关作为红外监测模块，使用包含USB接口和ZC301p芯片的CMOS图像传感器作为图像采集设备，采用GSM／GPRS模块WAVECOMQ2403A作为无线传输模块。图2为远程监测终端的硬件结构框图。

2．2终端的硬件实现

S3C2410微处理器有丰富的外设接口，其中包括117个复用功能输入／输出端口引脚，即GPIO口，每一个端口都可以通过软件设置来满足各种系统配置和设计需求[1]。终端中使用S3C2410微处理器GPIO口中的GPG6口以输入模式连接红外监测模块的数据线，当红外监测模块探测到入侵障碍物时，数据线将向GPG6口输入高电平信号，从而被处理器识别并做出相关处理。GSM／GRPS模块WAVECOMQ2403A通过串口2连接到S3C2410实现图像传输和短信息发送。终端中图像采集设备是USB接口的、基于ZC301p芯片的CMOS图像传感器，它连接到S3C2410的USBHOST口中，实现图像的采集。终端电源模块为S3C2410及各个设备提供相应的工作电压。通过进行模拟试验，终端的硬件设计能够达到功能和性能上的要求，基本能够进行实际应用。

3终端的软件设计

3．1终端的软件结构

终端的软件包括引导加载程序Bootloader、操作系统内核、设备驱动程序和应用层程序，其软件结构如图3所示。

ioct1系统调用为驱动程序执行命令提供了一个设备相关的入口点。与read和其他方法不同，ioct1是设备相关的，它允许应用程序访问被驱动硬件的特殊功能一配置设备以及进入或退出操作模式。在本设计中用到的，是通过ioct1截取jpeg流和配置图像采集设备的参数。

3．3PPP拨号脚本

本设计中，对于处理器而言，GPRS模块就相当于一个调制解调器，处理器通过串口发送AT命令控制GPRS模块工作情况和得到GPRS模块相关信息。中国移动在GPRS网中建立了相当于ISP的GGSN，以连接GPRS网与外部的Internet网络。要使用GPRS功能首先要登录GPRS网络中的GGSN，这个工作可以通过相关AT命令完成。同时，为了能够进行IP数据包的传输，就必须首先实现数据链路层PPP协议。

PPP是简单链路设计的链路层协议。设计目的主要是用来建立点对点连接，进行数据收发。PPP协议中主要任务有链路建立、维护、拆除、上层协议协商和认证等。在GPRS网络中一般用到的有LCP(链路控制协议)、PAP(密码验证协议)、CHAP(挑战握手验证协议)和IPCP协议(PPPIP控制协议)。为了建立点到点连接，PPP连接时的两端开始都必须发送LCP数据包来配置和测试数据连接；在连接建立后，对等实体还有可能需要认证；然后，PPP必须发送NCP数据包来选择一种或多种网络层协议来配置。一旦网络层协议被配置好后，该网络层的数据包就可以被封装在ppp帧中在链路上传送了。PPP链路将保持可配置的状态，直到有L