一、單片機(jī)開發(fā)基于GPRS無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)一種基于GPRS 和ARM 單片機(jī)開發(fā)的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)。利用單片機(jī)開發(fā)技術(shù)、無線通信模塊、圖像捕獲和圖像壓縮編碼功能模塊，實(shí)現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)到電路板設(shè)計(jì)開發(fā)。用單片機(jī)開發(fā)語言控制輸入輸出端口及串口攝像頭圖像采集和壓縮處理，采集圖像通過彩信的格式發(fā)送到用戶手機(jī)，同時(shí)可以通過短信命令隨時(shí)查看系統(tǒng)狀態(tài)，或者攝像頭采集圖像，監(jiān)控及控制現(xiàn)場設(shè)備情況。

所以人們越來越關(guān)注于依托中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、基于未來來發(fā)展現(xiàn)代的電子防盜報(bào)警系統(tǒng)， 從而能在此系統(tǒng)上發(fā)揮其隨時(shí)隨地監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)涵蓋范圍大、查詢控制等操作簡便、費(fèi)用低、報(bào)警通信速度快、音視頻應(yīng)用簡易等眾多優(yōu)勢，使其能廣泛應(yīng)用于家庭、辦公、工廠、商鋪等等各種場所。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總線設(shè)計(jì)

本彩信報(bào)警系統(tǒng)以ARM32單片機(jī)和帶有彩信功能的無線模塊GPRS，前端設(shè)備可以根據(jù)控制攝像頭采集圖片，發(fā)送到用戶手機(jī)上，同時(shí)用戶可以通過短信命令隨時(shí)查看系統(tǒng)狀態(tài)， 或者控制前端攝像頭采集圖像，監(jiān)控現(xiàn)場情況。采用此方案設(shè)計(jì)的產(chǎn)品操作簡單，為了降低成本，在*小硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的功能盡可能用軟件程序來實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到降低成本，滿足市場需求。

設(shè)計(jì)的硬件電路主要由三部分組成： 圖像捕獲和圖像壓縮編碼部分通過串口攝像頭實(shí)現(xiàn)； 主控制器處理圖像數(shù)據(jù)和任務(wù)控制用AT89C52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)；帶彩信協(xié)議GPRS 模塊無線部分。在設(shè)計(jì)中使用電路圖，在設(shè)計(jì)的過程中，首先設(shè)計(jì)了硬件的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1 所示：

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

采用單片機(jī)開發(fā)核心組成彩信報(bào)警系統(tǒng)，片，帶彩信協(xié)議棧MMS 功能；利用串口攝像頭實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場捕獲和圖像壓縮存儲(chǔ)功能。

1.2 單片機(jī)接口設(shè)計(jì)

單片機(jī)接口中， 作為只要一組串口，GM8123 可以將一個(gè)全雙工的標(biāo)準(zhǔn)串口擴(kuò)展成3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口，并能通過外部引腳控制串口擴(kuò)展模式。該芯片母串口和子串口的工作波特率可由軟件調(diào)節(jié)，而不需要修改外部電路和晶振頻率， 它的外部控制少，應(yīng)用靈活，編程使用簡單，適用于大多數(shù)有串口擴(kuò)展需求的系統(tǒng)。所以利用GM8123 為擴(kuò)展出3 組串口， 可以與串口攝像頭和GPRS 模塊進(jìn)行連接通信。如圖2 所示。

1.3 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸模塊硬件設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)場圖片需要以彩信的形式發(fā)送， 所以選用了帶有彩信功能的無線模塊， 這里選用的GPRS模塊是西門子的MC55［5］.GPRS 模塊和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信主要是通過端口TXD0 與TXD1 之間，RXD0 與RXD1 之間的數(shù)據(jù)傳輸來完成。其中GPRS模塊上的TXD0 口是用于接收從單片機(jī)傳來的數(shù)據(jù)， 而單片機(jī)上的擴(kuò)展TXD2 端口是用于向GPRS模塊傳送數(shù)據(jù)的。GPRS 模塊上的RXD0 口是用于向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)， 單片機(jī)的擴(kuò)展RXD2 口則是用于接收從GPRS 模塊傳輸來的數(shù)據(jù)。

GPRS 數(shù)據(jù)傳輸模塊硬件部分的電路原理圖如圖3 所示。

圖3 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸模塊電路設(shè)計(jì)

3 結(jié)語

本設(shè)計(jì)選擇中深微電子公司的串口攝像頭實(shí)現(xiàn)了圖像捕獲和圖像壓縮編碼于一體， 簡化了電路的復(fù)雜性， 帶彩信協(xié)議GPRS 模塊無線部分選用SIEMENS 公司的MC55，該模塊性能穩(wěn)定、可靠、操作方便。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，用戶可以隨時(shí)隨地用手機(jī)遠(yuǎn)程遙控， 拍攝現(xiàn)場的照片并發(fā)送到指定手機(jī)或者電子郵箱里?？梢酝饨佣喾N無線傳感器報(bào)警，例如煙感、無線門磁、紅外人體感應(yīng)器、煤氣傳感器等，實(shí)現(xiàn)多種觸發(fā)方式的報(bào)警，并具有圖像移動(dòng)偵測功能， 能對移動(dòng)的物體自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，具有一定的實(shí)用價(jià)值。