用C51单片机设计远程红外安防监控管理系统

　　摘 要：介绍了基于移动GSM\GPRS 网络的远程红外监控管理系统的总体设计方案。本系统采用C8051F15 作为核心处理器，完成对无线红外、门磁、烟雾传感器的数据采集；通过嵌入TCP\IP 协议的GPRS 模块，完成与监控中心的数据通信和数据传输；安装基于B/S 结构的集中监控中心的终端监控软件，完成上行的告警查询、下行远程控制等。最终实现远程实时监控功能。

　　随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对办公场所的安全提出了更高的要求。特别对于企业而言，防火防盗更是必不可少的安全防范事件。针对传统的安防成本比较高、且实时性不强、集中管理控制困难、难以对安全隐患问题进行排查预警等情况； 现基于单片机技术和移动通信网络开发出一种实时、无线、便于管理、成本低廉的主动防护远程红外监控管理系统。

　　1 系统组成及功能

　　1.1 系统组成

　　整个系统主要由现场监控端、移动传输网络和监控中心三部分组成。现场监控端包括监控主机、传感器（包括红外传感器、烟雾传感器和门磁传感器）、摄像头和GPRS 通信模块。传输网络借由移动通信的GSM\GPRS 网络，完成远程通信。监控中心由可靠的DCN/DDN 专线、监控计算机以及手机、无线浏览器等组成，网上运行TCP/IP 协议。

　　1.2 系统功能

　　以单片机为核心处理芯片的监控主机将采集到的传感器的输出数据，进行分析、检测和识别后，将告警信息本地存储并通过移动网络上，实时传送到监控中心；经过监控中心的应用服务器和数据库服务器上的程序处理和分析后，将告警短信和彩信发送到使用者的手机上，使用者可以通过Internet 或者手机WAP上网就可直接浏览、查询监控对象的参数和状态。

　　手机、计算机发出的有权限的控制命令通过ZSM\GPRS 和Internet 传输到监控中心转发给监控主机执行。

　　

　　图1 系统工作原理图

　　2 现场监控端

　　2.1 硬件组成

　　现场监控端为独立监控子系统，主要硬件组成是监控主机（主控芯片为F8051C015）、GPRS 通讯模块（西门子MC35i）和无线传感器。它可以采集红外、门磁、烟感、视频抓拍等设备的状态及环境参数；采用USSD、SMS、GPRS 结合Internet 的传输方式将数据定期上传集中监控中心，实时上传告警信息；接收并实时处理网络用户或者手机用户通过集中监控中心下发的控制命令。

　　2.1.1 监控主机

　　监控主机通过16 路DI 口控制数字量采集单元，15 路AD 口控制模拟量采集单元，UART0 口连接GPRS 通讯模块， UART1 口连接掉电复位模块AT89C2051;通过RS232\RS485 连接1-4 路的视频抓拍监控板，现场调试或者连接其他的接口单元；SMBUS 总线连接远程升级单元，1-4 路的开关电源接口板，连接UPS 电源接口板，连接电机接口板，1-4路的视频抓拍监控接口板。

　　

　　图2 硬件组成架构图

　　监控主机的核心部分是C8051F015 单片机，它的P34 与MC35i 的15 脚（IGT）相连接，用于开启MC35i 模块；C8051F015 的TXD\RXD 脚和MC35i的TX0/RX0 相连， 进行数据的输入输出； MC35i模块通过RS-232 接口各引脚输出的信号有RXD、CTS、DSR、DCD、RING，输入的信号为TXD、RTS、DTR.MC35i 的数据接口采用串行异步收发，符合ITU2T RS-232 接口电路标准，工作在CMOS 电平（2.65 V） 。数据接口配置为8 位数据位、1 位停止位、无校验位。C8051F015 片内集成了2304 字节的内部数据存储器和32K 字节的闪存，10 位的ADC 模块和两个12 位的DAC 和两个模拟比较器，外部有丰富的I/O 资源，内部有一个全双工UART、SPI 总线和I2C/SMBus，可实现和外部的通讯。它带有交叉开关模块，通过设置可以控制寄存器将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC 转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其他数字信号配置为出现在端口I/O 引脚。这就允许用户根据自己的需求选择通用端口I/O 组合，简化硬件电路上的设计，提高系统的可靠性，降低生产成本。