基于GPRS的火灾监测系统设计

引言

　　监控技术在政治、工业、文化设施的安全防范中有着举足轻重的作用，监控系统是安全防范系统的重要组成部分，目前已到了网络数字监控阶段。GPRS 无线监控系统采用GPRS 网络作为载体，通过拨号实现与Internet 的无线连接，并将视频数据实时的采集发送。

　　一、基本结构设计思路

　　通用分组无线服务技术（G e n e r a lPacket Radio Service)是GSM 移动电话用户可用的一种移动数据业务。它通过利用GSM 网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS 火灾监测系统监测系统是感温、感烟探测器安装在监测环境中，并通过单片机控制，通过RS232总线传输串并联起来，通过不同的传感器采集后, 通过传输线送入单片机, 经微处理器的处理后，通过GPRS 模块根据需要发送到管理员的PC 机或者是管理者所携带的手机上,连接到楼下管理员那里。当发生火灾时，安装的感温、感烟探测器会发出警报，会发出火警报警声音，显示屏会闪亮。同时单片机可以发送短信到相关人员的手机上面，告诉相关人员已发生火灾。同时单片机对数据与原设数据进行比较分析, 启动现场的执行系统报警系统控制功能。

　　二、系统总体结构

　　系统划分为温湿度传感和烟雾探测模块传感器、 管理监控、无线网络传输和控制中心四部分。

　　温湿度传感和烟雾探测模块传感器模块：烟雾探测模块通过一对红外线发射和接收二极管实现的 ,红外发光二极管工作在脉冲状态。在没有烟雾进入光学探测室时 ,红外光线被光学迷宫吸收 ,接收二极管接收不到光线。火灾发生时 ,有烟雾颗粒进入光学探测室 ,使红外光线发生散射 ,接收二极管收到散射光线 ,产生脉冲电流信号 ,经过放大后输出 ,脉冲信号控制红外发射二极管的开启与关闭。温度湿度传感器芯片测量监控现场的温度、湿度参数。传感器包括1 只湿度敏感元件和1 只温度敏感元件 ,分别产生相对湿度与温度的信号 ,经放大后分别送至14位 A/D进行模数转换 ,并经校准和纠错 ,并通过二线串行接口将数据送至微控器。

　　其中无线网络传输包括GPRS 模块、GPRS 内网和Internet 公网及相应网络设备组成。控制中心包括中心监控服务器、Web 服务器和视频数据库服务器组成。

　　监控现场由嵌入式视频终端、GPRS模块接口和传感器组组成。传感器组采集监测现场的图像信息，通过GPRS DTU无线数据传输把数据发送到监控中心。

　　GPRS 与监控中心的连接有两种方案：GPRS 内网连接；GPRS+Internet 连接。

　　三、关键技术

　　系统的硬件设计：微处理器与通讯模块实现网络连接, 又因为GPRS 技术是一种基于分包的传输技术, 因此数据在传输之前必须进行TCP/IP 技术的封装处理,这个任务由TCP/IP 协议处理芯片完成,而短信的收发主要通过A T 指令完成。

　　GPRS在此嵌入式系统中有两种应用方式,一是利用GPRS 模块实现SMS 短信的收发, 二是利用GPRS 模块实现微处理器的无线上网。

　　数据采集单元在启动后， 通过所连接的外设采集监控区域的物理信息，对接收到的数据实现分析和处理在接收到主设备控制单元的数据传输指令后，将经过分析处理后的数据发送到PXA270微处理控制单元具体的设备数据传输流。

　　PXA270 微处理器开发平台结构如图1。

图1 PXA270 微处理器开发平台

　

　系统软件设计系统控制设计：

　　监控部门主要采用现有的高级语言程序模块。下位机系统的控制需人为随时改变, 整体框架不变。

　　以Interl 公司的PXA270 微处理器为核心, 结合传感器、数字通信、网络技术, 提出了火灾智能监测系统的设计方法。系统软件设计:基于嵌入式Linux 操作系统，嵌入式操作系统( e m b e d d e doperating system，EOS)是支持嵌入式系统应用的系统软件，是嵌入式系统 ( 包括硬、软件系统 ) 重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议等。内核开放的嵌入式 Linux 具有诸多优势， 在嵌入式领域得到广泛应用。

(1)安装 RedHat Linux9.0： (2)安装工具链： (3)安装ARM-Linux操作系统：

　　把ARM-Linux 压缩包解压到相应目录下。(4)配置 NFS： 配置目的是让目标系统通过网络映像宿主机硬盘， 使宿主机硬盘为目标系统的一个虚拟硬盘；( 5 ) 配置minicom：配置目标系统的显示终端， 用于观察目标系统的运行结果。

图2软件程序设计