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案例詳情

單片機(jī)開發(fā)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)案例

日期:2024-10-09 21:17
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摘要:

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。

國內(nèi)傳統(tǒng)的電盜注報(bào)警系統(tǒng)方案往往是在用戶端通過電子設(shè)備檢測到盜竊等報(bào)警信息, 然后通過通訊器經(jīng)電話線將信號自動(dòng)傳到報(bào)警中心來完成報(bào)警過程。這種報(bào)警中心往往存在很多局限。例如:報(bào)警中心地點(diǎn)和人員需固定,報(bào)警通信速度慢,反向查詢、控制等操作困難而專業(yè),電話線斷線問題難以解決,通信費(fèi)用、尤其是遠(yuǎn)程通信費(fèi)用較高,不利于組建遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò),通信帶寬太小,加載信息量少,音視頻信號的技術(shù)手段應(yīng)用困難, 很難應(yīng)用于家庭安防市場等等。

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。

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