基于GPRS的宿舍火災監(jiān)測系統(tǒng)

作者：時間：2011-04-14 來源：網絡

加入技術交流群
- 掃碼加入
  和技術大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

O 引言

　　監(jiān)控技術在政治、工業(yè)、文化設施的安全防范中有著舉足輕重的作用，監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，目前已到了網絡數字監(jiān)控階段。GPRS無線監(jiān)控系統(tǒng)采用GPRS網絡作為載體，通過撥號實現(xiàn)與Interact的無線連接，并將視頻數據實時的采集發(fā)送。

　　1 基本結構設計思路

　　通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service)是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。GPRS高校學生宿舍火災監(jiān)測系統(tǒng)是將感溫、感煙探測器安裝在各個宿舍當中，并通過單片機控制，通過RS-232總線傳輸串并聯(lián)起來，通過不同的傳感器采集后，通過傳輸線送入單片機，經微處理器的處理后，通過GPRS模塊，根據需要發(fā)送到宿舍管理員的PC機或者是管理者所攜帶的手機上。當宿舍里發(fā)生火災時，宿舍里安裝的感溫、感煙探測器會發(fā)出警報，在宿舍管理員那里會發(fā)出火警報警聲音，顯示屏會閃亮，每個寢室在顯示屏上都會有相應的位置，宿舍管理員能及時疏散學生，查看火情，并報火警，同時單片機可以發(fā)送短信到學生和相關人員的手機上面，告訴學生和相關人員已發(fā)生火災。同時單片機對數據與原設數據進行比較分析，發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)報警并啟動控制功能。

　　2 系統(tǒng)總體結構

　　系統(tǒng)劃分為溫濕度傳感和煙霧探測模塊傳感器、宿舍管理監(jiān)控、無線網絡傳輸和控制中心四部分。

　　溫濕度傳感和煙霧探測模塊傳感器模塊：煙霧探測模塊通過一對紅外線發(fā)射和接收二極管實現(xiàn)的，紅外發(fā)光二極管工作在脈沖狀態(tài)。在沒有煙霧進入光學探測室時，紅外光線被光學迷宮吸收，接收二極管接收不到光線?；馂陌l(fā)生時，有煙霧顆粒進入光學探測室，使紅外光線發(fā)生散射，接收二極管收到散射光線，產生脈沖電流信號，經過放大后輸出，脈沖信號控制紅外發(fā)射二極管的開啟與關閉。溫度濕度傳感器芯片測量監(jiān)控現(xiàn)場的溫度、濕度參數。傳感器包括1只濕度敏感元件和1只溫度敏感元件，分別產生相對濕度與溫度的信號，經放大后分別送至14位A/D進行模數轉換，并經校準和糾錯，并通過二線串行接口將數據送至微控器。

　　其中無線網絡傳輸包括GPRS模塊、GPRS內網和Internet公網及相應網絡設備組成?？刂浦行陌ㄖ行谋O(jiān)控服務器、Web服務器和視頻數據庫服務器組成。

　　監(jiān)控現(xiàn)場由嵌入式視頻終端、GPRS模塊接口和傳感器組組成。傳感器組采集監(jiān)測現(xiàn)場的圖像信息，通過GPRSDTU無線數據傳輸把數據發(fā)送到監(jiān)控中心。GPRS與監(jiān)控中心的連接有兩種方案：GPRS內網連接;GPRS+Internet連接。

　　3 主要關鍵技術

　　3.1 系統(tǒng)的硬件設計

　　微處理器與通訊模塊實現(xiàn)網絡連接，又因為GPRS技術是一種基于分包的傳輸技術，因此數據在傳輸之前必須進行TCP/IP技術的封裝處理，這個任務由 TCP/IP協(xié)議處理芯片完成，而短信的收發(fā)主要通過AT指令完成。GPRS在此嵌入式系統(tǒng)中有兩種應用方式，一是利用GPRS模塊實現(xiàn)SMS短信的收發(fā)，二是利用GPRS模塊實現(xiàn)微處理器的無線上網。

　　數據采集單元在啟動后，通過所連接的外設采集監(jiān)控區(qū)域的物理信息，對接收到的數據實現(xiàn)分析和處理在接收到主設備控制單元的數據傳輸指令后，將經過分析處理后的數據發(fā)送到PXA270微處理控制單元具體的設備數據傳輸流。

　　PXA270微處理器開發(fā)平臺結構如圖2：

　　硬件配置：

　　CPU：Intel Xscale PXA270，以太網：DM9000，內存SDRAM：HY57V561620，LCD：SHARP LQ080

　　3.2 系統(tǒng)軟件設計

　　監(jiān)控部門主要采用現(xiàn)有的高級語言程序模塊。下位機系統(tǒng)的控制需人為隨時改變，整體框架不變。

　　以Inter公司的PXA270徽處理器為核心，結合傳感器、數字通信、網絡技術，提出了火災智能監(jiān)測系統(tǒng)的設計方法。系統(tǒng)軟件設計：基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)(embedded operating system，EOS)是支持嵌入式系統(tǒng)應用的系統(tǒng)軟件，是嵌入式系統(tǒng)(包括硬、軟件系統(tǒng))重要的組成部分，通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統(tǒng)內核、設備驅動接口、通信協(xié)議等。內核開放的嵌入式Linux具有諸多

　　優(yōu)勢，在嵌入式領域得到廣泛應用。

　　(1)安裝RedHat Linux9.O：(2)安裝工具鏈：(3)安裝ARM-Linux操作系統(tǒng)：把ARM-Linux壓縮包解壓剄相應目錄下。(4)配置NFS：配置目的是讓目標系統(tǒng)通過網絡映像宿主機硬盤，使宿主機硬盤為目標系統(tǒng)的一個虛擬硬盤;(5)配置minicom：配置目標系統(tǒng)的顯示終端，用于觀察目標系統(tǒng)的運行結果。

　　軟件程序設計：