基于ARM9和GSM／GPRS的無線可移動紅外監(jiān)測報警系統(tǒng)

0 引言
傳統(tǒng)的圖像監(jiān)測系統(tǒng)往往布線復雜，通過遠距離有線傳輸而費用高昂，并且靈活機動性小，由于GPRS(通用分組無線業(yè)務)通信技術在中低速率無線數(shù)據(jù)傳輸方面的突出優(yōu)勢，基于GPRS網(wǎng)絡的圖像監(jiān)測系統(tǒng)打破了電纜和光纖傳輸?shù)南拗?，在圖像監(jiān)控系統(tǒng)市場中占有很大優(yōu)勢。但是使用GPRS網(wǎng)絡進行實時監(jiān)控的網(wǎng)路費用較大，而在某些場合，比如運送重要物品的貨車、無人值守的貴重設備等并不需要實時監(jiān)控，僅當有入侵障礙物時才需要采集和傳輸現(xiàn)場圖像并發(fā)送報警信號，以達到監(jiān)測和防盜的目的。
針對這個問題，本文設計了一種基于ARM9和GSM／GPRS網(wǎng)絡的無線可移動紅外監(jiān)測報警系統(tǒng)，使用紅外監(jiān)測模塊對被監(jiān)測點進行監(jiān)測，當探測到入侵障礙物時調(diào)用圖像采集設備對現(xiàn)場狀況進行圖像采集并以JPEG格式保存在終端的存儲系統(tǒng)中，然后使用GPRS模塊將最新的現(xiàn)場圖像通過GPRS網(wǎng)絡傳輸?shù)街付ǖ腇TP服務器上，并以短信息的方式向用戶報警。本系統(tǒng)的紅外監(jiān)測觸發(fā)傳輸圖像模式可以使系統(tǒng)按流量計費來節(jié)省GPRS網(wǎng)絡通信費用，它的通用性強，可行性和性價比高，在實際應用中有一定的價值。

1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
從體系結(jié)構(gòu)上看，本系統(tǒng)由遠程監(jiān)測終端、GSM／GPRS及Internet無線網(wǎng)絡、FTP服務器監(jiān)控中心及用戶手機組成。監(jiān)控中心通過數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)專線與Internet互聯(lián)，具有固定的IP地址。遠程監(jiān)測終端由終端控制單元、圖像采集設備、紅外監(jiān)測設備及GSM／GPRS模塊組成。圖1所示為本系統(tǒng)的整體體系結(jié)構(gòu)示意圖。

2 終端的硬件設計
2．1 終端的硬件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)中終端使用ARM9內(nèi)核的S3C2410為處理器，以TX-05D紅外線反射開關作為紅外監(jiān)測模塊，使用包含USB接口和ZC301p芯片的CMOS圖像傳感器作為圖像采集設備，采用GSM／GPRS模塊WAVECOM Q2403A作為無線傳輸模塊。圖2為遠程監(jiān)測終端的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

2．2 終端的硬件實現(xiàn)
S3C2410微處理器有豐富的外設接口，其中包括117個復用功能輸入／輸出端口引腳，即GPIO口，每一個端口都可以通過軟件設置來滿足各種系統(tǒng)配置和設計需求[1]。終端中使用S3C2410微處理器GPIO口中的GPG6口以輸入模式連接紅外監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)線，當紅外監(jiān)測模塊探測到入侵障礙物時，數(shù)據(jù)線將向GPG6口輸入高電平信號，從而被處理器識別并做出相關處理。GSM／GRPS模塊WAVECOMQ2403A通過串口2連接到S3C2410實現(xiàn)圖像傳輸和短信息發(fā)送。終端中圖像采集設備是USB接口的、基于ZC301p芯片的CMOS圖像傳感器，它連接到S3C2410的USB HOST口中，實現(xiàn)圖像的采集。終端電源模塊為S3C2410及各個設備提供相應的工作電壓。通過進行模擬試驗，終端的硬件設計能夠達到功能和性能上的要求，基本能夠進行實際應用。

3 終端的軟件設計
3．1 終端的軟件結(jié)構(gòu)
終端的軟件包括引導加載程序Bootloader、操作系統(tǒng)內(nèi)核、設備驅(qū)動程序和應用層程序，其軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

終端的文件系統(tǒng)采用了雙文件系統(tǒng)，即以cramfs不可寫文件系統(tǒng)存儲系統(tǒng)文件，以jffs2可讀寫文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)文件，從而既可以使系統(tǒng)文件得到可靠保護，又可以方便前期調(diào)試工作和圖像數(shù)據(jù)文件的讀寫。這也是本設計的一個特點。