單片機開發遠程數據采集系統案例
一、單片機開發基于GPRS無線數據采集系統設計方案
設計一種基于GPRS 和ARM 單片機開發的遠程轉輸系統。利用單片機開發技術、無線通信模塊、圖像捕獲和圖像壓縮編碼功能模塊，實現原理圖設計到電路板設計開發。用單片機開發語言控制輸入輸出端口及串口攝像頭圖像采集和壓縮處理，采集圖像通過彩信的格式發送到用戶手機，同時可以通過短信命令隨時查看系統狀態，或者攝像頭采集圖像，監控及控制現場設備情況。
所以人們越來越關注于依托中國移動網絡、基于未來來發展現代的電子防盜報警系統， 從而能在此系統上發揮其隨時隨地監控、網絡涵蓋范圍大、查詢控制等操作簡便、費用低、報警通信速度快、音視頻應用簡易等眾多優勢，使其能廣泛應用于家庭、辦公、工廠、商鋪等等各種場所。
1 系統硬件設計
1.1 系統總線設計
本彩信報警系統以ARM32單片機和帶有彩信功能的無線模塊GPRS，前端設備可以根據控制攝像頭采集圖片，發送到用戶手機上，同時用戶可以通過短信命令隨時查看系統狀態， 或者控制前端攝像頭采集圖像，監控現場情況。采用此方案設計的產品操作簡單，為了降低成本，在*小硬件設計的基礎上，系統的功能盡可能用軟件程序來實現，以達到降低成本，滿足市場需求。
設計的硬件電路主要由三部分組成： 圖像捕獲和圖像壓縮編碼部分通過串口攝像頭實現； 主控制器處理圖像數據和任務控制用AT89C52 單片機實現；帶彩信協議GPRS 模塊無線部分。在設計中使用電路圖，在設計的過程中，首先設計了硬件的結構框圖，如圖1 所示：
圖1 系統硬件結構框圖
采用單片機開發核心組成彩信報警系統，片，帶彩信協議棧MMS 功能；利用串口攝像頭實現現場捕獲和圖像壓縮存儲功能。
1.2 單片機接口設計
單片機接口中， 作為只要一組串口，GM8123 可以將一個全雙工的標準串口擴展成3 個標準串口，并能通過外部引腳控制串口擴展模式。該芯片母串口和子串口的工作波特率可由軟件調節，而不需要修改外部電路和晶振頻率， 它的外部控制少，應用靈活，編程使用簡單，適用于大多數有串口擴展需求的系統。所以利用GM8123 為擴展出3 組串口， 可以與串口攝像頭和GPRS 模塊進行連接通信。如圖2 所示。
1.3 GPRS 數據傳輸模塊硬件設計
由于現場圖片需要以彩信的形式發送， 所以選用了帶有彩信功能的無線模塊， 這里選用的GPRS模塊是西門子的MC55［5］.GPRS 模塊和單片機之間的數據通信主要是通過端口TXD0 與TXD1 之間，RXD0 與RXD1 之間的數據傳輸來完成。其中GPRS模塊上的TXD0 口是用于接收從單片機傳來的數據， 而單片機上的擴展TXD2 端口是用于向GPRS模塊傳送數據的。GPRS 模塊上的RXD0 口是用于向單片機發送數據， 單片機的擴展RXD2 口則是用于接收從GPRS 模塊傳輸來的數據。
GPRS 數據傳輸模塊硬件部分的電路原理圖如圖3 所示。
圖3 GPRS 數據傳輸模塊電路設計
3 結語
本設計選擇中深微電子公司的串口攝像頭實現了圖像捕獲和圖像壓縮編碼于一體， 簡化了電路的復雜性， 帶彩信協議GPRS 模塊無線部分選用SIEMENS 公司的MC55，該模塊性能穩定、可靠、操作方便。通過實驗驗證該報警系統運行效果良好，用戶可以隨時隨地用手機遠程遙控， 拍攝現場的照片并發送到指定手機或者電子郵箱里?？梢酝饨佣喾N無線傳感器報警，例如煙感、無線門磁、紅外人體感應器、煤氣傳感器等，實現多種觸發方式的報警，并具有圖像移動偵測功能， 能對移動的物體自動觸發報警，具有一定的實用價值。
