詳解基于GPRS彩信模塊的多功能家庭安防系統

　　隨著(zhù)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報警系統已從原來(lái)的簡(jiǎn)單化、局部化向智能化、集成化發(fā)展。而各種防盜報警系統之間的主要區別是在于如何讓分機與主機、分機與用戶(hù)之間進(jìn)行通信。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的防盜報警系統的通信方式有固定電話(huà)撥號、以太網(wǎng)、GSM短信等。但它們有各自的缺點(diǎn)：
　　(1)固定電話(huà)撥號容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話(huà)線(xiàn)或惡意占線(xiàn)，使其在關(guān)鍵時(shí)刻失靈;
　　(2)以太網(wǎng)同樣面臨著(zhù)線(xiàn)路被切斷的隱患，且不易普及;
　　(3)GSM短信報警系統沒(méi)有信息的過(guò)濾，從而產(chǎn)生誤報、錯報，給用戶(hù)帶來(lái)極大的不便。
　　針對以上通信方式的缺點(diǎn)，設計了基于GPRS彩信模塊的多功能家庭安防系統，該系統解決了這些隱患，讓家庭防盜更及時(shí)、使用更方便。它不再依賴(lài)有線(xiàn)電話(huà)執行報警，而是借助最可靠、最成熟的GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，以最直觀(guān)的彩信圖片和電話(huà)形式，直接把報警現場(chǎng)的情況反映到您的手機屏幕上。它采用主動(dòng)式紅外線(xiàn)傳感器進(jìn)行檢測，變有形的傳統防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災時(shí)的逃生提供方便，并配置煙霧傳感器和燃氣泄漏傳感器，實(shí)現防火、防燃氣泄漏的作用。另外，為了克服盜賊用萬(wàn)能鑰匙開(kāi)鎖的現象，設計了一款雙重電子密碼鎖，該電子鎖由RFID碼電子感應鎖和語(yǔ)音提示的電子密碼鎖組合而成。
　　1 設計的基本思路
　　在設計的過(guò)程中，根據設計的內容將整個(gè)設計分成兩個(gè)模塊：主控電路模塊和雙重電子鎖模塊。兩個(gè)模塊分別由ARM芯片和凌陽(yáng)單片機控制。
　　首先將超級用戶(hù)的號碼存入SIM卡中，當入侵信號被傳感器探測到后，無(wú)線(xiàn)模塊立即啟動(dòng)，并將入侵信號發(fā)送至ARM7處理器，處理器接到信號后立即啟動(dòng)串口攝像頭拍照，拍照后的圖片信號處理后由GPRS彩信模塊發(fā)送給超級用戶(hù)，同時(shí)將入侵的地點(diǎn)及觸發(fā)的傳感器以短信的形式發(fā)送給用戶(hù)，使用戶(hù)能及時(shí)的報警。主控模塊方框圖如圖1所示。
　　如圖2所示，電子鎖原始密碼和用戶(hù)設定密碼已存于外部存儲器E2PROM內，用戶(hù)要開(kāi)門(mén)需先用電子感應鑰匙開(kāi)RFID碼感應鎖，當感應鎖成功開(kāi)鎖時(shí)，系統將發(fā)出語(yǔ)音提示“感應鎖開(kāi)鎖成功”，然后輸入先前設定的密碼，密碼正確后，系統發(fā)出語(yǔ)音提示“開(kāi)鎖成功”，否則提示“輸入密碼錯誤”。輸入密碼三次以上錯誤，系統將報警并自鎖30 min。整個(gè)開(kāi)鎖時(shí)間不能超過(guò)30 s，否則系統發(fā)出警報聲，以防止盜賊在短時(shí)間內利用萬(wàn)能工具開(kāi)鎖。系統待機時(shí)能在液晶上顯示時(shí)間、日期和星期等信息，實(shí)現友好的人機界面。
　　2 系統硬件設計
　　2.1 主控模塊電路
　　主控模塊由傳感器模塊、無(wú)線(xiàn)接收/發(fā)送模塊、串口攝像頭模塊、GPRS彩信模塊和ARM7處理器模塊五部分組成。
　　2.1.1 傳感器模塊
　　(1)煙霧傳感器
　　本設計選用離子式煙霧傳感器，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統中，性能遠優(yōu)于氣敏電阻類(lèi)的火災報警器。
　　(2)人體接近傳感器
　　該傳感器能檢測到的范圍為1 m，可以將其安放在窗戶(hù)兩邊，當有盜賊破窗而入時(shí)，該傳感器會(huì )觸發(fā)。
　　(3)門(mén)磁傳感器
　　為防止非法人員破門(mén)進(jìn)入住戶(hù)，可在門(mén)上安裝該傳感器，該傳感器由永磁體和干簧管兩部分組成，將其分別安裝在門(mén)邊和門(mén)框上，當永磁體與干簧管的距離大于5 mm(即門(mén)邊和門(mén)框距離大于5 mm)，門(mén)磁傳感器觸發(fā)。
　　(4)緊急按鈕
　　住戶(hù)生活中的意外難免會(huì )發(fā)生，遇到此種情況，住戶(hù)可立即按下設在起居室的緊急按鈕，發(fā)出求救。
　　2.1.2 無(wú)線(xiàn)接收/發(fā)送模塊
　　為了使探測點(diǎn)的信號更穩定有效地傳送到主控器，采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式。該無(wú)線(xiàn)模塊采用PT2262/PT2272編解碼芯片對，載波選用工業(yè)專(zhuān)用頻段315 MHz，其穩定性好，有效距離遠。
　　2.1.3 串口攝像頭模塊
　　該攝像頭是一款內置JEPG壓縮功能的數字輸出攝像設備，采用30萬(wàn)像素實(shí)現邏輯控制的數字圖像采集處理系統的設計原理和實(shí)現方法。圖像具有640×480，320×240，160×128的多種分辨率，輸出完整的JEPG并結合最適應的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，將圖像通過(guò)RS 232/RS 485串口輸出。另外，其帶有自動(dòng)的像素缺陷補償、黑度校正、RGB色彩插值補償、Gamma參數補償和色調、飽和度補償功能。
　　2.1.4 GPRS彩信模塊
　　本設計使用PTM100廣州譜泰公司研制的內置TCP/IP協(xié)議和MMC彩信協(xié)議的GPRS模塊。該模塊可以快速安全地實(shí)現數據、語(yǔ)音等的傳輸，可工作在GSM 900 MHz，DCS 1 800 MHz和PCS 1 900 MHz三個(gè)頻段，RS 232數據口符合ETSI標準GSM0707。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶(hù)提供標準的AT命令接口，使語(yǔ)音傳輸、短消息和彩信發(fā)送、無(wú)線(xiàn)終端與服務(wù)器之間的數據傳輸更加快速、可靠。　 　　2.1.5 ARM7處理器模塊
　　采用Phlips公司專(zhuān)為嵌入式應用提供的高性?xún)r(jià)比ARM7微處理器LPC2132作主控器。它采用ARM公司的16/32位RISC結構，內核是ARM7TDMI -S，超小LQFP64封裝，128位寬度接口/加速器，實(shí)現工作頻率高達60 MHz。其內嵌64 KB的高速FLASH存儲器和16 KB的SRAM，具有豐富的外設資源：2個(gè)32位定時(shí)器(帶4路捕獲、4路比較通道);1個(gè)10位8路A/D轉換器，轉換時(shí)間低于2.44μs;1個(gè)10位DAC;PWM通道(6路輸出);47路GPIO;9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳;具有獨立電源和時(shí)鐘的RTC;多個(gè)串行接口，包括2個(gè)工業(yè)標準UART、2個(gè)高速I(mǎi)2C接口、SPI和具有緩沖作用及數據長(cháng)度可變功能的SSP。它內含向量中斷控制器，可配置中斷優(yōu)先級和向量地址，片內Boot裝載程序可實(shí)現在系統/在線(xiàn)應用編程(ISP/IAP)，具有空閑和掉電兩種低功耗模式，并可通過(guò)外部中斷喚醒。
　　

現代電子技術(shù)