【摘 要】本論文作者提出了一種基于GPRS的智能家庭報警系統(tǒng)，在系統(tǒng)中綜合了傳感器技術(shù)、GPRS通信模塊、無線傳輸技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)等。通過傳感器檢測到各種報警信號，通過無線方式傳送給報警模塊，報警模塊收到報警信號后，在驅(qū)動報警器的同時，通過GPRS模塊將報警信號發(fā)至用戶的手機(jī)。除此之外，如果收到的是紅外報警信號，啟動攝像模塊拍攝圖片并保存供警方查詢。

【關(guān)鍵詞】傳感器 GPRS模塊 報警 無線傳輸

【中圖分類號】TU89 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）07－0005－02

一 引言

隨著生活水平的提高，特別是物質(zhì)生活水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和普遍應(yīng)用，進(jìn)一步推動了智能化家庭的建設(shè)步伐，家庭安全技術(shù)防范系統(tǒng)已經(jīng)從本地向遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展，從社會的周邊防范向家庭內(nèi)部防控逐漸靠攏，家庭安全報警系統(tǒng)在人們對美好生活的追求中迅速崛起，已從簡單化、局部化向智能化、集成化方向發(fā)展。目前市場上常見的防盜報警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等。就目前的現(xiàn)狀而言，智能家庭報警系統(tǒng)尚未步入平常人家，主要原因有三點(diǎn)，其一是價格昂貴，其二安裝較復(fù)雜，其三報警系統(tǒng)的功能尚不完善。但是人們對于家庭安全防護(hù)的需要從未停止過。因此本系統(tǒng)的最終目的在于設(shè)計出價格便宜、功能齊全且安裝方便的智能報警系統(tǒng)，其應(yīng)用前景及帶來的經(jīng)濟(jì)效益不可估量。

二 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)將GPRS通信模塊和嵌入式系統(tǒng)的硬軟件、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)了小區(qū)家庭的安全防護(hù)功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信技術(shù)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每一個傳感器節(jié)點(diǎn)都具有無線通信功能，各個測點(diǎn)的傳感器單元對此處的參數(shù)進(jìn)行測量，并組成一個無線網(wǎng)絡(luò)，將測量的數(shù)據(jù)以無線方式送給監(jiān)控中心。本系統(tǒng)采用單層結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括一個匯聚節(jié)點(diǎn)和多個子節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

三 硬件設(shè)計

在本系統(tǒng)中，由紅外線傳感器、火災(zāi)煙感傳感器、煤氣泄露傳感器形成傳感器網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而將報警信息通過GPRS通信模塊發(fā)送至用戶的手機(jī)。

在系統(tǒng)中的單片機(jī)可以采用MSP430系列單片機(jī)，它是一種新型的16位單片機(jī)，主要特點(diǎn)就是功耗小、速度快，主要開發(fā)語言是C。由于系統(tǒng)運(yùn)行時打開的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統(tǒng)中共有一種活動模式（AM）和五種低功耗模式（LPM0～LPM4）。在等待方式下，耗電為0.7uA，在節(jié)電方式下，最低可達(dá)0.1uA。因此在本系統(tǒng)中選用MSP430系列單片機(jī)非常合適。因為考慮到在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，有保存圖片的要求，所以在系統(tǒng)中增加了Flash存儲器，擴(kuò)展了單片機(jī)片外存儲空間。

在系統(tǒng)中的無線發(fā)射接收模塊可采用CC2420。CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器。該器件包括眾多額外功能，是第一款適用于ZigBee產(chǎn)品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技術(shù)，以0.18um CMOS工藝制成只需極少外部元器件，性能穩(wěn)定且功耗極低。利用此芯片開發(fā)的無線通信設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps可以實現(xiàn)多點(diǎn)對多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。

同時在系統(tǒng)中增加數(shù)字?jǐn)z像模塊，本設(shè)計可選用ZM460數(shù)字?jǐn)z像模塊。ZM460數(shù)碼相機(jī)模塊是一種內(nèi)置JPEG壓縮功能的數(shù)字輸出的嵌入式攝像設(shè)備模塊，能夠輸出完整的JPEG文件。并且有多種接口方式，具有休眠功能，在休眠狀態(tài)下電流<1mA典型應(yīng)用。該攝像模塊集攝像頭、視頻捕捉單元、數(shù)字壓縮單元、數(shù)據(jù)編碼單元于一體，特別適用本設(shè)計。當(dāng)系統(tǒng)檢測到有紅外報警信號時，通過單片機(jī)啟動攝像模塊拍攝圖片，并將圖片存儲的同時發(fā)送至用戶的手機(jī)，同時也為后續(xù)的警方調(diào)查提供資料。

在系統(tǒng)中還通過GPRS模塊將報警信號及時通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶的手機(jī)。在本系統(tǒng)中我們采用MC35i模塊。MC35i是Siemens公司推出的新一代無線通信GPRS模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)（Short Message Service）和傳真。MC35i的GPRS模塊永久在線功能提供了最快的數(shù)傳速率。體積小巧、功耗低，能提供數(shù)據(jù)、語音、短信、傳真功能，可廣泛用于遙感測量記錄傳輸、遠(yuǎn)程信息處理、電話。

四 結(jié)論

隨著人們生活水平的不斷提高和安全防范意識的逐步增強(qiáng)，人們開始越來越關(guān)心自己的居住環(huán)境，不僅要求家居環(huán)境的人性化和舒適化，而且對智能化和安全性也提出了更高的要求，家庭報警系統(tǒng)作為智能家居系統(tǒng)的一個重要組成部分，其性能的好壞直接關(guān)系到整個智能家居系統(tǒng)的好壞。隨著GPRS技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，通信網(wǎng)絡(luò)的日益完善，無線通訊穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高，使得GPRS技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用條件已基本成熟。在本項目中設(shè)計的基于GPRS的智能家庭報警系統(tǒng)，將GPRS技術(shù)與家庭智能安全系統(tǒng)結(jié)合起來，構(gòu)成家庭物聯(lián)網(wǎng)，將有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

［1］楊東.家庭智能化安全防范系統(tǒng)分析與運(yùn)用［J］.科技咨訊，2006（24）：7

［2］居滋培等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計［J］.上海理工大學(xué)學(xué)報，2009（6）：609～612

［3］余永輝.基于CC2420的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)低功耗研究［J］.電視技術(shù)，2009（5）：73～75

［4］陳威.基于ATmega128與GSM的家庭報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.設(shè)計與應(yīng)用，2009（6）：56～58

〔責(zé)任編輯：李錦雯〕