基于ARM11和MMS技术的远程监控系统

 

　　目前大多数监控系统都是将现场信息发送到远程计算机上，但计算机携带不方便，不能满足人们随时随地查看现场信息的需求。而手机相对计算机来说普及率高、成本低、携带轻便，尤其是近年来GPRS无线数字移动通信网的快速发展，为手机终端提供了无线接入Internet业务，使得手机成为互联网中最普遍的终端设备。多媒体消息服务(Multimedia Message Service，MMS)作为GPRS一项基本业务，被广大手机用户所使用。它不仅实现了终端之间、终端和电子邮件之间的信息传递，还实现了内容的多样性，包括图片、音频、视频、图像、数据和文本的各种组合。可见，利用GPRS和MMS技术可完全满足远程监控系统对距离、图像、声音、高实时性的要求，具有重要的研究意义和使用价值。本文利用S3C6410作为微控制器，设计了一种基于ARM11和MMS技术的远程监控系统。

　　1 MMS概述

　　MMS是由3(3PP(Third Generation Partnership Project，3G伙伴计划)和WAP Forum(Wireless Application Protocol Forum，无线应用协议论坛)制定的一种手机消息业务，是短信业务和图片信息的进一步发展。MMS系统主要包括多媒体信息中心(MMSC)、WAP网关、数据库服务器和增值服务系统等。它的实现方式有2种：基于WAP和基于IP。目前，GPRS网络采用基于WAP的方式发送和接收MMS彩信，其具体实现方式如图1所示。

　　

 

　　从图1中可以看出，MMS业务是以WAP为载体来传送信息的，可见WAP技术在多媒体消息服务中扮演了重要的角色。WAP(Wireless Applica-tion Protocol，无线应用协议)是开发移动网络上类似Internet应用的一系列协议的组合，实现了Internet和移动通信网的互联。在WAP体系结构中，WTP协议与WSP协议起到核心作用。WSP协议层在会话服务中提供了一致的接口，并针对无线网络通信进行了优化，而WTP协议为互动式浏览(请求/应答)提供服务。

　　在GPRS网络中，使用MMS PDU(协议数据单元)对MMS信息进行发送和接收，并采用多媒体邮件扩展(MIME)协议进行打包。MMS PDU由MMS Header和MMS Body两部分组成。Header描述了PDU的特定信息。Body包括了SMIL表述，用来设定多媒体片段的位置、播放时间等。当用户终端发送MMS信息时，会将MMS PDU作为WAP协议的数据单元进行封装，并在移动网络中寻址、存储和转发，最终传递给接收用户。

　　2 系统总体架构

　　为了全面、详细地掌握现场情况，本系统所采集的信息包括温度、湿度、烟雾浓度、图像数据，以满足人们在生产和生活中的需求。系统的总体架构如图2所示。

　　

 

　　由图2可知，本系统主要包括控制模块、传感器模块、图像采集模块、报警模块、GPRS模块以及存储器模块等部分。各个模块的主要功能如下：

　　①控制模块是整个系统的核心部分。运行系统的主控程序，完成设备的初始化工作;通过对图像采集模块的控制，完成对图像信息的采集、编码以及存储等工作;通过传感器模块，采集远程终端的温度、湿度、烟雾浓度，并将这些信息转换成ASCII码;完成MMS信息的封装、发送任务。

　　②传感器模块主要完成对现场信息的采集，包括温度、湿度、烟雾浓度，实现非电信号向电信号的转换。

　　③图像采集模块实现对原始图像信息的采集、数据的传送等功能。

　　④GPRS模块通过PPP协议连接到GPRS无线网络，可实现对MMS信息的发送，以及对来自终端用户SMS(短信息)的接收。

　　⑤存储器模块主要用于存储经过编码处理的图像信息。

　　⑥当现场温度、湿度或烟雾浓度超过预设报警值时，报警模块产生报警信号，提示工作人员及时处理现场发生的事故。

　　监控系统的工作原理：当系统正常工作时，微控制器模块会定时采集现场的温度和烟雾浓度，并与预设的报警值进行对比。当温度或烟雾浓度高于此值时，微控制器模块将会控制图像采集模块采集现场图像，并将采集到的数据进行编码和处理，作为MMS消息的图片数据进行存储;同时，通过传感器模块采集现场的温湿度、烟雾浓度，并作为MMS消息的文字部分进行存储。而后将这两部分数据进行封装，以MMS消息的形式传递到终端用户。在完成发送任务的同时，系统会驱动报警模块产生报警信号，达到报警的目的。

　　用户也可以通过向系统发送短信息(SMS)的形式，要求监控终端发送现场的温度、湿度、图像等信息，以实现用户对现场的远程监控。