基于MMS的自主機房防火報警系統的設計與實現

　　摘要：文章提出基于MMS的自主機房防火報警系統的總體設計。詳細介紹了系統的架構、功能和關鍵技術實現。取得了較好的應用效果，對同類產品的設計與實現有一定的參考價值。
　　
　　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；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的實現方式
　　
　　MMS根據字面意思可譯為“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、視頻短片等內容的多媒體信息。
　　
　　MMS與目前廣泛使用的短消息業務（SMS）在概念上看似很相似，但兩者有著本質的區別。MMS是在GPRS網絡支持下，封裝在WAP協議下的應用程序，它除了可以發送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，兩者消息發送方式上都是相同的：都是存儲一轉發業務，卻也存在本質的區別。SMS采用信令通道，傳輸能力有限，是小數據量的應用。MMS采用數據通道，用戶可以隨心所欲地發送和接收數據，而不再受帶寬的限制。
　　
　　MMS系統有兩種實現方式：基于WAP的實現和基于IP的實現。本論文主要研究MMS基于WAP的實現方式。
　　
　　在基于WAP的實現方式中，MMSC和移動網絡通過WAP網關相連，MMS終端和移動網絡之間使用標準的WAP無線會話協議（WSP）進行消息傳輸。當MMS終端發送MMS信息時，MMS信息按照WAP協議進行編碼，經由移動網絡傳送到WAP網關，MMSC和WAP網關之間通過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。如圖1所示。　　
　　2、系統總體設計
　　
　　系統總體設計如圖2所示，主要由攝像頭、煙霧傳感器、ARM和GPRS模塊四部分組成。在監控狀態下，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據傳送給ARM進行圖像數據處理，ARM將處理后的圖像數據通過GPRS模塊以彩信的形式發送到管理人員手機中。系統通過GPRS模塊以彩信或直接呼叫的方式向管理人員發送監控信息，管理人員則通過手機短信的方式對系統發送命令和進行相關設置。　　
　　3、系統硬件設計
　　
　　3．1微處理器模塊
　　
　　微處理器模塊是系統硬件的核心，它負責對異常情況的判斷和處理工作。
　　
　　本系統采用Samsung公司的S3C2410芯片，芯片內部集成了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zui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，能有效地節約能量消耗。
　　
　　53C2410的顯著特性是它的CPU核心，實現了MMU、AMBA（AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture）總線和Hatyard高速緩沖體系結構。
　　
　　53C2410的另外一個優點是外形小巧，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*。
　　
　　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半導體公司的數字化溫度傳感器DS18B20。該芯片采用數字輸出，省去了傳感器信號放大、模數轉換等過程。同時DS18B20具有較強抗*力，非常適合用于火災報警中。
　　
　　3．3圖像采集模塊
　　
　　此模塊主要實現監控圖像的采集及圖像的模數轉換，接收從微處理器發出的各種控制命令，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，同時芯片內建的圖像處理功能包括圖像信號處理、圖像數據壓縮及數據傳輸、JPEG譯碼功能等。ZC0302支持zui高30幀／秒的圖像拍攝速度。
　　
　　3．4GPRS模塊
　　
　　GPRS模塊主要完成圖像數據的無線傳輸，其選型是設計的一個比較關鍵環節。本系統選用新加坡IWOW公司生產的TR800模塊。TR800模塊是一種高性能、低功耗的GPRS模塊，它內嵌了TCP／IP協議棧、WAP協議棧以及MMS協議棧，這些便于用戶的二次開發以及固件的升級。用戶只需要使用相應的AT命令，就可以利用該模塊來實現MMS的收發并從中提取所需信息。
　　
　　4、系統軟件設計
　　
　　本系統是基于VC++6．0實現的，圖3是系統主要功能流程圖，每接收到一次煙霧觸發信號便進行一次拍攝圖片、發送彩信報警的過程。在煙霧信號檢測、拍照、發送彩信等過程中要用到PPP協議、及WAP協議。　　
　　5、結論
　　
　　本系統很好地結合了ARM與GPRS模塊，實現了圖像采集和MMS傳輸，更好地保障了自主機房的安全。本系統具有良好的可靠性、靈活性及擴展性，適應于不同的工作環境。在防火報警領域具有廣闊的發展空間，同時也能夠產生良好的社會效益和經濟效益。