GPRS高校学生宿舍火灾监测设计

摘要：基于GPRS的高校学生宿舍火灾监测系统由感温、感烟探测器通过单片机来控制，系统的创新点是数据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，再通过GPRS模块根据需要发送有关人员所携带的手机上，经实际应用性能良好。

关键词：GPRS；监测系统；系统设计

O 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Interact的无线连接，并将视频数据实时的采集发送。

1 基本结构设计思路

    通用分组无线服务技术(General Packet 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高校学生宿舍火灾监测系统是将感温、感烟探测器安装在各个宿舍当中，并通过单片机控制，通过RS-232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，根据需要发送到宿舍管理员的PC机或者是管理者所携带的手机上。当宿舍里发生火灾时，宿舍里安装的感温、感烟探测器会发出警报，在宿舍管理员那里会发出火警报警声音，显示屏会闪亮，每个寝室在显示屏上都会有相应的位置，宿舍管理员能及时疏散学生，查看火情，并报火警，同时单片机可以发送短信到学生和相关人员的手机上面，告诉学生和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，发现异常，系统报警并启动控制功能。

2 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、宿舍管理监控、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GPRSDTU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。

3 主要关键技术

3．1 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AT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。

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    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2：

    硬件配置：

    CPU：Intel Xscale PXA270，以太网：DM9000，内存SDRAM：HY57V561620，LCD：SHARP LQ080

3．2 系统软件设计

    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Inter公司的PXA270徽处理器为核心，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(embedded operating 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．O：(2)安装工具链：(3)安装ARM-Linux操作系统：把ARM-Linux压缩包解压刭相应目录下。(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。

    软件程序设计：

4 总结

    通过几所高职院校和中专学校学生宿舍的采用证明本系统具有设计合理、信息传送迅速、可靠性高等优点，性能稳定的特点。