基于ARM9和GSM／GPRS的無線可移動紅外監測報警系統

0 引言
傳統的圖像監測系統往往布線復雜，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(通用分組無線業務)通信技術在中低速率無線數據傳輸方面的突出優勢，基于GPRS網絡的圖像監測系統打破了電纜和光纖傳輸的限制，在圖像監控系統市場中占有很大優勢。但是使用GPRS網絡進行實時監控的網路費用較大，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控，僅當有入侵障礙物時才需要采集和傳輸現場圖像并發送報警信號，以達到監測和防盜的目的。
針對這個問題，本文設計了一種基于ARM9和GSM／GPRS網絡的無線可移動紅外監測報警系統，使用紅外監測模塊對被監測點進行監測，當探測到入侵障礙物時調用圖像采集設備對現場狀況進行圖像采集并以JPEG格式保存在終端的存儲系統中，然后使用GPRS模塊將最新的現場圖像通過GPRS網絡傳輸到指定的FTP服務器上，并以短信息的方式向用戶報警。本系統的紅外監測觸發傳輸圖像模式可以使系統按流量計費來節省GPRS網絡通信費用，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 系統的體系結構
從體系結構上看，本系統由遠程監測終端、GSM／GPRS及Internet無線網絡、FTP服務器監控中心及用戶手機組成。監控中心通過數字數據網專線與Internet互聯，具有固定的IP地址。遠程監測終端由終端控制單元、圖像采集設備、紅外監測設備及GSM／GPRS模塊組成。圖1所示為本系統的整體體系結構示意圖。

2 終端的硬件設計
2．1 終端的硬件結構
系統中終端使用ARM9內核的S3C2410為處理器，以TX-05D紅外線反射開關作為紅外監測模塊，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為遠程監測終端的硬件結構框圖。

2．2 終端的硬件實現
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測模塊的數據線，當紅外監測模塊探測到入侵障礙物時，數據線將向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實現圖像傳輸和短信息發送。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 終端的軟件結構
終端的軟件包括引導加載程序Bootloader、操作系統內核、設備驅動程序和應用層程序，其軟件結構如圖3所示。

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