MMS 即時報警系統設計
加入技術交流群
本文設計的報警系統以即時報警為理念，即時將報警系統抓拍的罪犯圖像以MMS（Multimedia Messaging Service，彩信）形式發送給用戶，從而讓用戶及時掌握家中動態，為破案提供直接證據。本系統同時能與用戶語音交互，用戶可以主動要求系統抓拍室內當前圖像。
1 系統的工作原理
1.1 系統方案設計
系統總體方案的設計應該全面考慮系統的總體功能，進行硬件的初步選型后，確定一個硬件實現的可行方案。經過反復對比，考慮到節約整體成本，系統以Atmel公司生產的AVR系列ATmega16L單片機為控制核心，并選用低功耗和低成本的功能器件。經過調查研究，從技術上認真分析，認為需滿足下列5條技術要求，方能實現功能完善、即時報警這兩個主要目標。
①報警系統靈敏度要高，能即時向用戶發送警情；
②報警地點與被呼叫對象（用戶）之間的空間距離應不受限制；
③能夠與用戶進行語音交互；
④如因故死機，應能正常恢復運行；
⑤整個系統應能隱蔽安裝，不易被罪犯發覺破壞。
1.2 系統框圖
即時報警系統由AVR單片機ATmega16L、語音模塊、GPRS模塊、DTMF譯碼電路、人體熱紅外感應電路和圖像采集模塊組成，系統框圖如圖1所示。
圖1 系統框圖
1.3 系統主要功能①當人體熱紅外感應探頭感應到人體熱紅外線時，便會啟動人體熱紅外感應電路產生一個觸發信號，并傳送給主控單片機ATmega16L.微控制器在被觸發后啟動攝像頭模塊抓拍圖片，并將圖片以MMS形式通過GPRS模塊發送給用戶指定的手機號碼；發送完后給用戶打電話，語音通知用戶報警。
②用戶可以主動給系統撥號，系統與用戶語音交互，接受用戶控制，如設定報警號碼、要求抓拍圖片等。
2 主要功能模塊硬件電路設計
2.1 主控芯片電路
ATmega16L單片機是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，具有先進的RISC結構，內部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM和SPI串行外設接口，有兩個可編程的串行UART和豐富的片內/片外中斷引腳。
2.2 人體熱紅外感應電路
此部分電路以熱釋電紅外傳感器和紅外傳感信號處理器BISS0001為核心，熱釋電紅外傳感器是一種能夠感應人體靠近或遠離的傳感器，將人體紅外熱輻射信號轉化成電信號。人體都有恒定的體溫，一般在37℃左右，人體會發射10 μm左右的特定波長紅外線。熱釋電紅外傳感器通過菲涅爾透鏡將熱釋的紅外信號聚焦在熱釋電紅外傳感器（PIR）上。熱釋電紅外傳感器將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉換成電信號，即熱電轉換。因此在被動紅外探測器的警戒區內，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度；當人體進入警戒區時，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異。此時將前后兩次采集的數據進行比較，根據比較結果，可以判斷出是否有人進入警戒區。人體熱紅外感應電路如圖2所示，主控器通過與SING端相連的輸入端口的高低電平來判斷是否有人進入警戒區。
圖2 體熱紅外感應電路
PIR將熱電轉換的電信號由S腳傳送到第一級運放的1IN+腳，運算放大器OP1（1IN-、1IN+為差分輸入端）組成傳感信號預處理電路，將信號放大，然后耦合給運算放大器OP2（2IN-為反相輸入端），再進行第二級放大，同時將直流電位抬高（≈0.5VDD）后，BISS0001內部將輸出信號送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發信號。由于BISS0001內部VH≈0.7VDD，VL≈0.3VDD，所以當VDD=5 V時，可有效抑制±1 V的噪聲干擾，提高系統的可靠性。BISS0001具有感應封鎖時間：感應模塊在每一次感應輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設置一個封鎖時間段，在此時間段內感應器不接收任何感應信號。由此，當有人進入警戒區時，信號輸出引腳SING將變為高電平，而無人時則變為低電平。微處理器檢測到SING相連的引腳的電平變化，就可以判斷有人進入了警戒區。
2.3 圖像采集模塊
2.3.1 VC0706介紹
圖像采集模塊采用北京中星微電子公司的VC0706系列芯片，該芯片是中星微電子針對圖像采集和處理應用而專門設計的監控攝像機數字圖像處理芯片。通過對來自CMOS傳感器的視頻信號進行AWB（自動白平衡）、AE（自動曝光）、AGC（自動增益控制）等圖像處理，并融合低照度下圖像增強處理、圖像噪聲智能預測與抑制等先進技術，通過標準CCIR656接口輸出高質量的數字視頻信號，供外部處理器進行壓縮和處理。
系統MCU通過SPI接口與VC0706連接，依據VC0706的內部通信協議進行通信。VC0706的SPI接口只支持兩種工作模式：
①Master mode，VC0706作為SPI的主設備，主要用于連接SPI Flash或者其他SPI從設備；
②Slave mode，VC0706作為SPI的從設備，主要用于連接外部控制器。
同時，VC0706只支持MSB的傳輸方式和8位的字符長度。
VC0706支持的SPI時序如圖3所示。
圖3 VC0706支持的SPI時序圖
評論