基于MMS的自主機房防火報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘要：文章提出基于MMS的自主機房防火報警系統(tǒng)的總體設計。詳細介紹了系統(tǒng)的架構、功能和關鍵技術實現(xiàn)。取得了較好的應用效果，對同類產(chǎn)品的設計與實現(xiàn)有一定的參考價值。
關鍵詞：MMS；火災報警；GPRS網(wǎng)絡

0 引言
    在高校里，為了促進教學，設立了許多自主機房，機房多，管理人員少，因此機房的安全就是一大隱患，尤其是火災隱患。雖然安裝了火災自動報警系統(tǒng)；但在實際使用過程中管理人員不可能時刻實時檢測，這樣就會延誤火災自動報警。利用MMS進行傳輸報警信息，為管理人員和滅火救援部門提供強有力的支持，同時可縮短報警時間，能夠迅速撲救火災，提高整體防災減災的技術水平。

1 MMS的實現(xiàn)方式
    MMS根據(jù)字面意思可譯為“多媒體信息服務”，通俗稱法則為“彩信”或“多媒體信息”，也被稱為“GSM384”，MMS業(yè)務支持在移動終端用戶之間傳遞包括聲音、文本、圖像、視頻短片等內(nèi)容的多媒體信息。
    MMS與目前廣泛使用的短消息業(yè)務(SMS)在概念上看似很相似，但兩者有著本質的區(qū)別。MMS是在GPRS網(wǎng)絡支持下，封裝在WAP協(xié)議下的高級應用程序，它除了可以發(fā)送SMS那樣簡單的文本信息外，還支持聲音、圖片和動畫信息。另外，兩者消息發(fā)送方式上都是相同的：都是存儲一轉發(fā)業(yè)務，卻也存在本質的區(qū)別。SMS采用信令通道，傳輸能力有限，是小數(shù)據(jù)量的應用。MMS采用數(shù)據(jù)通道，用戶可以隨心所欲地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不再受帶寬的限制。
    MMS系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)方式：基于WAP的實現(xiàn)和基于IP的實現(xiàn)。本論文主要研究MMS基于WAP的實現(xiàn)方式。
    在基于WAP的實現(xiàn)方式中，MMSC和移動網(wǎng)絡通過WAP網(wǎng)關相連，MMS終端和移動網(wǎng)絡之間使用標準的WAP無線會話協(xié)議(WSP)進行消息傳輸。當MMS終端發(fā)送MMS信息時，MMS信息按照WAP協(xié)議進行編碼，經(jīng)由移動網(wǎng)絡傳送到WAP網(wǎng)關，MMSC和WAP網(wǎng)關之間通過HTTP進行通信，從而把MMS信息傳至MMSC中，MMS再進行尋址、存儲和轉發(fā)。如圖1所示。

2 系統(tǒng)總體設計
    系統(tǒng)總體設計如圖2所示，主要由攝像頭、煙霧傳感器、ARM和GPRS模塊四部分組成。在監(jiān)控狀態(tài)下，當機房的煙霧達到一定濃度時，煙霧傳感器將信號傳遞到ARM，ARM立刻打開攝像頭采集圖像，攝像頭再將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳送給ARM進行圖像數(shù)據(jù)處理，ARM將處理后的圖像數(shù)據(jù)通過GPRS模塊以彩信的形式發(fā)送到管理人員手機中。系統(tǒng)通過GPRS模塊以彩信或直接呼叫的方式向管理人員發(fā)送監(jiān)控信息，管理人員則通過手機短信的方式對系統(tǒng)發(fā)送命令和進行相關設置。

3 系統(tǒng)硬件設計
3．1 微處理器模塊
    微處理器模塊是系統(tǒng)硬件的核心，它負責對異常情況的判斷和處理工作。
    本系統(tǒng)采用Samsung公司的S3C2410芯片，芯片內(nèi)部集成了ARM公司ARM920T處理器核的32位微控制器，帶有MMU功能，能夠支持處理器工作頻率最高達到203MHz，是一款專門針對手持設備而設計的低功耗微處理器，具有多種電源使用模式，能有效地節(jié)約能量消耗。
    53C2410的顯著特性是它的CPU核心，實現(xiàn)了MMU、AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)總線和Hatyard高速緩沖體系結構。
    53C2410的另外一個優(yōu)點是外形小巧，相當于普通人的拇指甲的大小。53C2410采用了FBGA封裝。整個芯片大小僅為14×14mm，在如此小的體積上，卻集成了如此多的功能，性價比極高。
3．2 溫度煙霧信號采集模塊
    由于火災中氣體煙霧的主要成分是CO和CO2，所以氣體檢測采用TGS202芯片。TGS202氣體傳感器能夠檢測CO、CO2、甲烷、煤氣等多種氣體，其靈敏度較高、穩(wěn)定性較好，尤其適合于火災中氣體的探測。
    由于火災明火時煙霧較少，并且一些材料燃燒時會產(chǎn)生黑煙，而TGS202對黑煙不太敏感。為了提高報警的可靠性，在前面煙霧探測的基礎上增加了溫度傳感器，傳感器選取美國Dallas半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20。該芯片采用數(shù)字輸出，省去了傳感器信號放大、模數(shù)轉換等過程。同時DS18B20具有較強抗干擾能力，非常適合用于火災報警中。
3．3 圖像采集模塊
    此模塊主要實現(xiàn)監(jiān)控圖像的采集及圖像的模數(shù)轉換，接收從微處理器發(fā)出的各種控制命令，向微處理器傳輸圖像信息。
    圖像采集的核心系統(tǒng)采用中星微的ZC0301攝像頭微處理器芯片，ZC0301利用USB端口來與ARM進行溝通，同時芯片內(nèi)建的圖像處理功能包括圖像信號處理、圖像數(shù)據(jù)壓縮及數(shù)據(jù)傳輸、JPEG譯碼功能等。ZC0302支持最高30幀／秒的圖像拍攝速度。
3．4 GPRS模塊
    GPRS模塊主要完成圖像數(shù)據(jù)的無線傳輸，其選型是設計的一個比較關鍵環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)選用新加坡IWOW公司生產(chǎn)的TR800模塊。TR800模塊是一種高性能、低功耗的GPRS模塊，它內(nèi)嵌了TCP／IP協(xié)議棧、WAP協(xié)議棧以及MMS協(xié)議棧，這些便于用戶的二次開發(fā)以及固件的升級。用戶只需要使用相應的AT命令，就可以利用該模塊來實現(xiàn)MMS的收發(fā)并從中提取所需信息。

4 系統(tǒng)軟件設計
    本系統(tǒng)是基于VC++6．0實現(xiàn)的，圖3是系統(tǒng)主要功能流程圖，每接收到一次煙霧觸發(fā)信號便進行一次拍攝圖片、發(fā)送彩信報警的過程。在煙霧信號檢測、拍照、發(fā)送彩信等過程中要用到PPP協(xié)議、及WAP協(xié)議。

5 結論
    本系統(tǒng)很好地結合了ARM與GPRS模塊，實現(xiàn)了圖像采集和MMS傳輸，更好地保障了自主機房的安全。本系統(tǒng)具有良好的可靠性、靈活性及擴展性，適應于不同的工作環(huán)境。在防火報警領域具有廣闊的發(fā)展空間，同時也能夠產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。