基于MMS的自主機(jī)房防火報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：文章提出基于MMS的自主機(jī)房防火報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)、功能和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。取得了較好的應(yīng)用效果，對(duì)同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：MMS；火災(zāi)報(bào)警；GPRS網(wǎng)絡(luò)

0 引言
    在高校里，為了促進(jìn)教學(xué)，設(shè)立了許多自主機(jī)房，機(jī)房多，管理人員少，因此機(jī)房的安全就是一大隱患，尤其是火災(zāi)隱患。雖然安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；但在實(shí)際使用過程中管理人員不可能時(shí)刻實(shí)時(shí)檢測，這樣就會(huì)延誤火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警。利用MMS進(jìn)行傳輸報(bào)警信息，為管理人員和滅火救援部門提供強(qiáng)有力的支持，同時(shí)可縮短報(bào)警時(shí)間，能夠迅速撲救火災(zāi)，提高整體防災(zāi)減災(zāi)的技術(shù)水平。

1 MMS的實(shí)現(xiàn)方式
    MMS根據(jù)字面意思可譯為“多媒體信息服務(wù)”，通俗稱法則為“彩信”或“多媒體信息”，也被稱為“GSM384”，MMS業(yè)務(wù)支持在移動(dòng)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(wù)(SMS)在概念上看似很相似，但兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。MMS是在GPRS網(wǎng)絡(luò)支持下，封裝在WAP協(xié)議下的高級(jí)應(yīng)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(dòng)畫信息。另外，兩者消息發(fā)送方式上都是相同的：都是存儲(chǔ)一轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，卻也存在本質(zhì)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(yīng)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(shí)現(xiàn)方式：基于WAP的實(shí)現(xiàn)和基于IP的實(shí)現(xiàn)。本論文主要研究MMS基于WAP的實(shí)現(xiàn)方式。
    在基于WAP的實(shí)現(xiàn)方式中，MMSC和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通過WAP網(wǎng)關(guān)相連，MMS終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間使用標(biāo)準(zhǔn)的WAP無線會(huì)話協(xié)議(WSP)進(jìn)行消息傳輸。當(dāng)MMS終端發(fā)送MMS信息時(shí)，MMS信息按照WAP協(xié)議進(jìn)行編碼，經(jīng)由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳送到WAP網(wǎng)關(guān)，MMSC和WAP網(wǎng)關(guān)之間通過HTTP進(jìn)行通信，從而把MMS信息傳至MMSC中，MMS再進(jìn)行尋址、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。如圖1所示。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)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(dāng)機(jī)房的煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，煙霧傳感器將信號(hào)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(jìn)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(jī)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(jī)短信的方式對(duì)系統(tǒng)發(fā)送命令和進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
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(fù)責(zé)對(duì)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(dá)到203MHz，是一款專門針對(duì)手持設(shè)備而設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了MMU、AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)總線和Hatyard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。
    53C2410的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是外形小巧，相當(dāng)于普通人的拇指甲的大小。53C2410采用了FBGA封裝。整個(gè)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(jià)比極高。
3．2 溫度煙霧信號(hào)采集模塊
    由于火災(zāi)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(zāi)中氣體的探測。
    由于火災(zāi)明火時(shí)煙霧較少，并且一些材料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生黑煙，而TGS202對(duì)黑煙不太敏感。為了提高報(bào)警的可靠性，在前面煙霧探測的基礎(chǔ)上增加了溫度傳感器，傳感器選取美國Dallas半導(dǎo)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(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等過程。同時(shí)DS18B20具有較強(qiáng)抗干擾能力，非常適合用于火災(zāi)報(bào)警中。
3．3 圖像采集模塊
    此模塊主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像的采集及圖像的模數(shù)轉(zhuǎn)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(jìn)行溝通，同時(shí)芯片內(nèi)建的圖像處理功能包括圖像信號(hào)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(shè)計(jì)的一個(gè)比較關(guān)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(jí)。用戶只需要使用相應(yīng)的AT命令，就可以利用該模塊來實(shí)現(xiàn)MMS的收發(fā)并從中提取所需信息。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    本系統(tǒng)是基于VC++6．0實(shí)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(hào)便進(jìn)行一次拍攝圖片、發(fā)送彩信報(bào)警的過程。在煙霧信號(hào)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(jié)論
    本系統(tǒng)很好地結(jié)合了ARM與GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)了圖像采集和MMS傳輸，更好地保障了自主機(jī)房的安全。本系統(tǒng)具有良好的可靠性、靈活性及擴(kuò)展性，適應(yīng)于不同的工作環(huán)境。在防火報(bào)警領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也能夠產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。