智能家庭報警系統的設計

【摘 要】本論文作者提出了一種基于GPRS的智能家庭報警系統，在系統中綜合了傳感器技術、GPRS通信模塊、無線傳輸技術、單片機技術等。通過傳感器檢測到各種報警信號，通過無線方式傳送給報警模塊，報警模塊收到報警信號后，在驅動報警器的同時，通過GPRS模塊將報警信號發至用戶的手機。除此之外，如果收到的是紅外報警信號，啟動攝像模塊拍攝圖片并保存供警方查詢。

【關鍵詞】傳感器 GPRS模塊 報警 無線傳輸

【中圖分類號】TU89 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）07－0005－02

一 引言

隨著生活水平的提高，特別是物質生活水平的不斷提高，科學技術的進步和普遍應用，進一步推動了智能化家庭的建設步伐，家庭安全技術防范系統已經從本地向遠程監控發展，從社會的周邊防范向家庭內部防控逐漸靠攏，家庭安全報警系統在人們對美好生活的追求中迅速崛起，已從簡單化、局部化向智能化、集成化方向發展。目前市場上常見的防盜報警系統的通信方式有固定電話撥號、以太網、集群系統等。就目前的現狀而言，智能家庭報警系統尚未步入平常人家，主要原因有三點，其一是價格昂貴，其二安裝較復雜，其三報警系統的功能尚不完善。但是人們對于家庭安全防護的需要從未停止過。因此本系統的最終目的在于設計出價格便宜、功能齊全且安裝方便的智能報警系統，其應用前景及帶來的經濟效益不可估量。

二 系統的總體結構

本系統將GPRS通信模塊和嵌入式系統的硬軟件、無線傳感器網絡有機地結合起來，從而實現了小區家庭的安全防護功能。無線傳感器網絡是由大量傳感器節點通過無線通信技術自組織構成的網絡，在無線傳感器網絡系統中，每一個傳感器節點都具有無線通信功能，各個測點的傳感器單元對此處的參數進行測量，并組成一個無線網絡，將測量的數據以無線方式送給監控中心。本系統采用單層結構的無線傳感器網絡，包括一個匯聚節點和多個子節點。系統的總體結構框圖如圖1所示。

三 硬件設計

在本系統中，由紅外線傳感器、火災煙感傳感器、煤氣泄露傳感器形成傳感器網絡的子節點，子節點將采集到的數據通過無線方式發送至匯聚節點，匯聚節點對采集到的數據進行分析處理，從而將報警信息通過GPRS通信模塊發送至用戶的手機。

在系統中的單片機可以采用MSP430系列單片機，它是一種新型的16位單片機，主要特點就是功耗小、速度快，主要開發語言是C。由于系統運行時打開的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統中共有一種活動模式（AM）和五種低功耗模式（LPM0～LPM4）。在等待方式下，耗電為0.7uA，在節電方式下，最低可達0.1uA。因此在本系統中選用MSP430系列單片機非常合適。因為考慮到在系統運行過程中，有保存圖片的要求，所以在系統中增加了Flash存儲器，擴展了單片機片外存儲空間。

在系統中的無線發射接收模塊可采用CC2420。CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4標準的射頻收發器。該器件包括眾多額外功能，是第一款適用于ZigBee產品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技術，以0.18um CMOS工藝制成只需極少外部元器件，性能穩定且功耗極低。利用此芯片開發的無線通信設備支持數據傳輸率高達250kbps可以實現多點對多點的快速組網。

同時在系統中增加數字攝像模塊，本設計可選用ZM460數字攝像模塊。ZM460數碼相機模塊是一種內置JPEG壓縮功能的數字輸出的嵌入式攝像設備模塊，能夠輸出完整的JPEG文件。并且有多種接口方式，具有休眠功能，在休眠狀態下電流<1mA典型應用。該攝像模塊集攝像頭、視頻捕捉單元、數字壓縮單元、數據編碼單元于一體，特別適用本設計。當系統檢測到有紅外報警信號時，通過單片機啟動攝像模塊拍攝圖片，并將圖片存儲的同時發送至用戶的手機，同時也為后續的警方調查提供資料。

在系統中還通過GPRS模塊將報警信號及時通過GPRS網絡發送至用戶的手機。在本系統中我們采用MC35i模塊。MC35i是Siemens公司推出的新一代無線通信GPRS模塊，可以快速安全可靠地實現系統方案中的數據、語音傳輸、短消息服務（Short Message Service）和傳真。MC35i的GPRS模塊永久在線功能提供了最快的數傳速率。體積小巧、功耗低，能提供數據、語音、短信、傳真功能，可廣泛用于遙感測量記錄傳輸、遠程信息處理、電話。

四 結論

隨著人們生活水平的不斷提高和安全防范意識的逐步增強，人們開始越來越關心自己的居住環境，不僅要求家居環境的人性化和舒適化，而且對智能化和安全性也提出了更高的要求，家庭報警系統作為智能家居系統的一個重要組成部分，其性能的好壞直接關系到整個智能家居系統的好壞。隨著GPRS技術的出現和成熟，通信網絡的日益完善，無線通訊穩定性的進一步提高，使得GPRS技術在各領域的應用條件已基本成熟。在本項目中設計的基于GPRS的智能家庭報警系統，將GPRS技術與家庭智能安全系統結合起來，構成家庭物聯網，將有著廣闊的發展前景。

參考文獻

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〔責任編輯：李錦雯〕