单片机开发远程数据采集系统案例
一、单片机开发基于GPRS无线数据采集系统设计方案
设计一种基于GPRS 和ARM 单片机开发的远程转输系统。利用单片机开发技术、无线通信模块、图像捕获和图像压缩编码功能模块，实现原理图设计到电路板设计开发。用单片机开发语言控制输入输出端口及串口摄像头图像采集和压缩处理，采集图像通过彩信的格式发送到用户手机，同时可以通过短信命令随时查看系统状态，或者摄像头采集图像，监控及控制现场设备情况。
所以人们越来越关注于依托中国移动网络、基于未来来发展现代的电子防盗报警系统， 从而能在此系统上发挥其随时随地监控、网络涵盖范围大、查询控制等操作简便、费用低、报警通信速度快、音视频应用简易等众多优势，使其能广泛应用于家庭、办公、工厂、商铺等等各种场所。
1 系统硬件设计
1.1 系统总线设计
本彩信报警系统以ARM32单片机和带有彩信功能的无线模块GPRS，前端设备可以根据控制摄像头采集图片，发送到用户手机上，同时用户可以通过短信命令随时查看系统状态， 或者控制前端摄像头采集图像，监控现场情况。采用此方案设计的产品操作简单，为了降低成本，在*小硬件设计的基础上，系统的功能尽可能用软件程序来实现，以达到降低成本，满足市场需求。
设计的硬件电路主要由三部分组成： 图像捕获和图像压缩编码部分通过串口摄像头实现； 主控制器处理图像数据和任务控制用AT89C52 单片机实现；带彩信协议GPRS 模块无线部分。在设计中使用电路图，在设计的过程中，首先设计了硬件的结构框图，如图1 所示：
图1 系统硬件结构框图
采用单片机开发核心组成彩信报警系统，片，带彩信协议栈MMS 功能；利用串口摄像头实现现场捕获和图像压缩存储功能。
1.2 单片机接口设计
单片机接口中， 作为只要一组串口，GM8123 可以将一个全双工的标准串口扩展成3 个标准串口，并能通过外部引脚控制串口扩展模式。该芯片母串口和子串口的工作波特率可由软件调节，而不需要修改外部电路和晶振频率， 它的外部控制少，应用灵活，编程使用简单，适用于大多数有串口扩展需求的系统。所以利用GM8123 为扩展出3 组串口， 可以与串口摄像头和GPRS 模块进行连接通信。如图2 所示。
1.3 GPRS 数据传输模块硬件设计
由于现场图片需要以彩信的形式发送， 所以选用了带有彩信功能的无线模块， 这里选用的GPRS模块是西门子的MC55［5］.GPRS 模块和单片机之间的数据通信主要是通过端口TXD0 与TXD1 之间，RXD0 与RXD1 之间的数据传输来完成。其中GPRS模块上的TXD0 口是用于接收从单片机传来的数据， 而单片机上的扩展TXD2 端口是用于向GPRS模块传送数据的。GPRS 模块上的RXD0 口是用于向单片机发送数据， 单片机的扩展RXD2 口则是用于接收从GPRS 模块传输来的数据。
GPRS 数据传输模块硬件部分的电路原理图如图3 所示。
图3 GPRS 数据传输模块电路设计
3 结语
本设计选择中深微电子公司的串口摄像头实现了图像捕获和图像压缩编码于一体， 简化了电路的复杂性， 带彩信协议GPRS 模块无线部分选用SIEMENS 公司的MC55，该模块性能稳定、可靠、操作方便。通过实验验证该报警系统运行效果良好，用户可以随时随地用手机远程遥控， 拍摄现场的照片并发送到指定手机或者电子邮箱里。可以外接多种无线传感器报警，例如烟感、无线门磁、红外人体感应器、煤气传感器等，实现多种触发方式的报警，并具有图像移动侦测功能， 能对移动的物体自动触发报警，具有一定的实用价值。
