基于GPRS技术的远程住宅监测系统设计

　随着通信和交通的发展,人们的生活空间和流动性越来越大,现在很多人在沿海的城市购置海景房或在风景优美的城郊购置住宅,以备假期休闲或退休后生活.这些房屋大部分时间或长期无人看管,户主也不可能经常去查视,房屋是否漏水、失火、煤气泄漏或小偷入侵等实际问题使住户担心.现利用SPCE3200微处理器作为控制核心,设计了传感器电路,可以对房屋内的温度、光照及红外报警等情况进行采集和处理.结合GPRS网络技术,可以方便地将检测数据和报警信号传送到远方住户的手机终端,实现远程监控.该系统改变了过去需要依托有线公共网络进行远程数据传输的限制,显示出无线网络的优势,具有成本低,安全可靠的特点,通过扩展传感器,还可以对湿度、气体浓度、震动等参数进行监测,应用领域十分广泛.

　1　系统方案设计

　系统功能结构如图1,整个系统分为三大模块:对温度、光照及红外线等环境参数进行检测的传感器模块、以微处理器SPCE3200为核心的控制模块和SIM300芯片构成的GPRS收发模块.传感器模块主要将温度、光照及红外线等非电物理量转换为相应的电压值,由于住宅中需要多个传感器,将它们按照顺序编号,采用分时扫描方式,传感器将采集到的现场数据发送到微处理器SPCE3200的ADC(模数转换)接口. SPCE3200将模拟信号转换为数字信号后和规定值进行比较,根据比较结果分成不同的情况,经过UART串口传送到GPRS模块,通过GPRS网络将信息发送到用户的手机.为避免突发的干扰,在软件编程时让控制端对某一个传感器进行反复扫描,当确定某一传感器数值超过规定值时,立即发出报警信号.

　图1　系统功能结构示意

　1·1　系统硬件设计

　1·1·1　微处理器SPCE3200

　微处理器SPCE3200有8路12位ADC输入端口可供外接传感器电路.最高CPU时钟频率可达162 MHz,支持32位与16位混合指令模式以及并行条件执行. 4 K字的内存SRAM,而且支持SDRDRAM,最大容量可达16 M字节,支持NANDFLASH存储容量为512M字节,满足系统的存储要求.通过自带的UART接口和外部设备进行串行通信.

　1·1·2　GPRS通讯芯片SIM300

　GPRS网络是一种以分组交换技术为基础,传输数据及指令的高效数据传输网络.他的基本功能是在移动终端和Internet网络的路由器之间传递分组数据.作为从2 G到3 G移动通信系统的过渡形态,GPRS建立在原有GSM无线设备的基础上,对网络架构进行了修改,给移动用户提供高速无线IP和X·25服务,使其可以更加充分地使用现有网络资源[1].与电路交换相比,具有数据传输速率高、“永远在线”和费用低等特点.

　SIM300芯片具备TCP/IP协议栈,可以方便实现上网功能.使用UART串行通信接口与主芯片SPCE3200进行通信,支持EGSM900M、DCS1800M、PCS1900M三种频段,兼容GSM Phase2/2+. SIM300芯片需要启动后才可以通过UART串口发送AT指令来控制数据收发,其34引脚PWRKEY为电源开关信号输入引脚,该系统中设计手动按键ON/OFF如图2,使用时按下按键大约2秒钟之后松开,GPRS模块即被启动.