摘要:文章提出基于mms的自主机房防火报警系统的总体设计。详细介绍了系统的架构、功能和关键技术实现。取得了较好的应用效果,对同类产品的设计与实现有一定的参考价值。
引言
在高校里,为了促进教学,设立了许多自主机房,机房多,管理人员少,因此机房的安全就是一大隐患,尤其是火灾隐患。虽然安装了火灾自动报警系统;但在实际使用过程中管理人员不可能时刻实时检测,这样就会延误火灾自动报警。利用mms进行传输报警信息,为管理人员和灭火救援部门提供强有力的支持,同时可缩短报警时间,能够迅速扑救火灾,提高整体防灾减灾的技术水平。
1、mms的实现方式
mms根据字面意思可译为“多媒体信息服务”,通俗称法则为“彩信”或“多媒体信息”,也被称为“gsm384”,mms业务支持在移动终端用户之间传递包括声音、文本、图像、视频短片等内容的多媒体信息。
mms与目前广泛使用的短消息业务(sms)在概念上看似很相似,但两者有着本质的区别。mms是在gprs网络支持下,封装在wap协议下的应用程序,它除了可以发送sms那样简单的文本信息外,还支持声音、图片和动画信息。另外,两者消息发送方式上都是相同的:都是存储一转发业务,却也存在本质的区别。sms采用信令通道,传输能力有限,是小数据量的应用。mms采用数据通道,用户可以随心所欲地发送和接收数据,而不再受带宽的限制。
mms系统有两种实现方式:基于wap的实现和基于ip的实现。本论文主要研究mms基于wap的实现方式。
在基于wap的实现方式中,mmsc和移动网络通过wap网关相连,mms终端和移动网络之间使用标准的wap无线会话协议(wsp)进行消息传输。当mms终端发送mms信息时,mms信息按照wap协议进行编码,经由移动网络传送到wap网关,mmsc和wap网关之间通过http进行通信,从而把mms信息传至mmsc中,mms再进行寻址、存储和转发。如图1所示。
2、系统总体设计
系统总体设计如图2所示,主要由摄像头、烟雾传感器、arm和gprs模块四部分组成。在监控状态下,当机房的烟雾达到一定浓度时,烟雾传感器将信号传递到arm,arm立刻打开摄像头采集图像,摄像头再将采集到的图像数据传送给arm进行图像数据处理,arm将处理后的图像数据通过gprs模块以彩信的形式发送到管理人员手机中。系统通过gprs模块以彩信或直接呼叫的方式向管理人员发送监控信息,管理人员则通过手机短信的方式对系统发送命令和进行相关设置。
3、系统硬件设计
3.1微处理器模块
微处理器模块是系统硬件的核心,它负责对异常情况的判断和处理工作。
本系统采用samsung公司的s3c2410芯片,芯片内部集成了arm公司arm920t处理器核的32位微控制器,带有mmu功能,能够支持处理器工作频率zui高达到203mhz,是一款专门针对手持设备而设计的低功耗微处理器,具有多种电源使用模式,能有效地节约能量消耗。
53c2410的显著特性是它的cpu核心,实现了mmu、amba(advancedmicrocontrollerbusarchitecture)总线和hatyard高速缓冲体系结构。
53c2410的另外一个优点是外形小巧,相当于普通人的拇指甲的大小。53c2410采用了fbga封装。整个芯片大小仅为14×14mm,在如此小的体积上,却集成了如此多的功能,性价比*。
3.2温度烟雾信号采集模块
由于火灾中气体烟雾的主要成分是co和co2,所以气体检测采用tgs202芯片。tgs202气体传感器能够检测co、co2、甲烷、煤气等多种气体,其灵敏度较高、稳定性较好,尤其适合于火灾中气体的探测。
由于火灾明火时烟雾较少,并且一些材料燃烧时会产生黑烟,而tgs202对黑烟不太敏感。为了提高报警的可靠性,在前面烟雾探测的基础上增加了温度传感器,传感器选取美国dallas半导体公司的数字化温度传感器ds18b20。该芯片采用数字输出,省去了传感器信号放大、模数转换等过程。同时ds18b20具有较强抗*力,非常适合用于火灾报警中。
3.3图像采集模块
此模块主要实现监控图像的采集及图像的模数转换,接收从微处理器发出的各种控制命令,向微处理器传输图像信息。
图像采集的核心系统采用中星微的zc0301摄像头微处理器芯片,zc0301利用usb端口来与arm进行沟通,同时芯片内建的图像处理功能包括图像信号处理、图像数据压缩及数据传输、jpeg译码功能等。zc0302支持zui高30帧/秒的图像拍摄速度。
3.4gprs模块
gprs模块主要完成图像数据的无线传输,其选型是设计的一个比较关键环节。本系统选用新加坡iwow公司生产的tr800模块。tr800模块是一种高性能、低功耗的gprs模块,它内嵌了tcp/ip协议栈、wap协议栈以及mms协议栈,这些便于用户的二次开发以及固件的升级。用户只需要使用相应的at命令,就可以利用该模块来实现mms的收发并从中提取所需信息。
4、系统软件设计
本系统是基于vc++6.0实现的,图3是系统主要功能流程图,每接收到一次烟雾触发信号便进行一次拍摄图片、发送彩信报警的过程。在烟雾信号检测、拍照、发送彩信等过程中要用到ppp协议、及wap协议。
5、结论
本系统很好地结合了arm与gprs模块,实现了图像采集和mms传输,更好地保障了自主机房的安全。本系统具有良好的可靠性、灵活性及扩展性,适应于不同的工作环境。在防火报警领域具有广阔的发展空间,同时也能够产生良好的社会效益和经济效益。