论文导读:：提出一种在全球性定位监控报警系统采用GPRS无线通信技术进行信息的传输，系统可通过发送短信方式，对各个功能模块的状态进行远程监控，异常情况时可远程操作该系统，实现智能化全球监控。
论文关键词：GPRS，SIM300模块，短消息，AT指令，S3C44B0，GPS
1 引言
随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对各种场所的安全越来越关注并提出了更高的要求。但是传统的安防设备成本比较高、实时性不强、集中管理控制困难等情况。本文基于ARM7、GPRS无线网络和GPS全球定位系统技术开发出一种实时、无线、便于管理、成本低廉的主动性全球性定位监控报警系统。该系统体积小，灵活性好，性价比高，空间扩展功能强。
GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，目的是为GSM用户提供分组形式的无线数据传输业务，实现数据分组收发，用户永远在线，保证数据传输的实时性，接入速度快，并按流量计费，有效的降低服务成本。
2系统总体结构
全球定位监控报警系统主要由S3C44B0作为主控器，GPRS、GPS、图像叠加模块、人机接口模块、传感器模块作为硬件与S3C44B0进行通信，由S3C44B0对各个部分进行统一管理控制，从而实现各项功能。本文主要研究GPRS与处理器协调工作这方面，全球定位监控报警系统组成框图如下图l所示。
系统工作流程如下：首先通过人机接口模块按照实际报警监控要求对系统进行初始设置，并开放相应的端口进行监控。系统在运行过程中如果遇到异常情况将通过传感器模块感应传送给S3C44B0处理器，处理器收到感应信息后，将信号进行采集并进行初步的处理，再通过GPS模块接收来自卫星的导航电文，并对电文摘要可通过GPRS对系统进行反馈控制，实现实时监控。
图l 全球定位监控报警系统组成框图
3系统硬件组成和功能
3．1 S3C44B0处理器模块
S3C44B0是Samsung公司推出的一款高性能、低功耗的16/32位RISC内核ARM7TDMI微处理器。为了降低系统成本及外围器件数目，S3C44B0在ARM7TDMI核的基础上，扩展了一系列的外围器件，主要包括CPU单元、系统时钟管理单元、存储单元和系统功能接口单元。片上集成具体的功能部件有8KB的cache、外部扩充存储器控制器、LCD控制器、带有1个LCD专用DMA通道、2个通用DMA通道，2个带外部请求引脚的DMA、2个带有握手协议的UART、1个同步SIO接口、1个I2C总线控制器、5个PWM定时器、1个内部定时器、1个看门狗定时器、71个通用可编程I/O口、8个外部中断源、8路10位ADC、具有日历功能的RTC、PLL倍频器、功耗控制模式有正常、低、休眠和停止等。
3.2 SIM300模块
SIM300模块是SIMCOM公司研制的GSM／GPRS通信产品，SIM300模块体积小，性能可靠,内嵌有强大的TCP/IP协议，集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，主要为语音传输、短信息和数据业务提供无线接口，适合于开发一些GSM／GPRS的无线应用产品。SIM300提供标准的RS232串行接口，实现了语音、SMS、数据和传真信息的高速传输，本设计使用SIM300全串口通信。
3.2.1 SIM300模块电源电路
电源对模块非常重要，一旦在电源上产生扰动、干扰，都可能造成SIM300模块的死机，模块在发送的时候电流约2A，因此在电源电路设计时模块的供电电流应该有大于2A 的裕量，功率应大于8W的裕量，电源线应该尽量宽、走线尽量短以便减小线路阻抗增强电源的稳定性。
为了提高模块的抗干扰能力，最好在PCB板与模块金属屏蔽罩相接触的地方大面积铺地并露铜，并使模块屏蔽罩与PCB露铜部分接触良好；在外部输入电源与模块系统间串入感性器件以达到更好的干扰抑制效果，而在电池与模块系统间不要串接任何器件，以避免对电池供电系统造成影响；如果采用多层板，电源走线最好走外层，以利于PCB板的散热。电源电路设计如下图2所示：
图2 电源电路
3.2.2 SIM300模块SIM卡连接电路
SIM300模块的SIM卡接口电路支持外部SIM卡，可直接与1.8 V和3.0 V的SIM卡连接，采用I2C总线结构，通过串行时钟线和串行数据线完成串口数据传输，其时钟线时钟频率为13MHz/4；串行数据线接一个10K电阻上拉到SIM卡电源上，以保证数据传输的正确性,为了对静电的抑制，在SIMRST、SIMCLK、SIMDAT三线上分别串入的10K电阻进行抗传导型干扰。SIM卡连接电路设计如下图3所示：
图3 SIM卡连接电路
3.2.3SIM300模块启动电路
SIM300模块的启动方式是通过控制PWRKEY管脚，在该管脚上产生一个一段时间的低电平，然后在PWRKEY引脚产生高阻态或高电平进行启动，模块启动后将发送RDY信号通知模块已经启动。启动电路设计如下图4所示：
图4 启动电路
3.2.4 SIM300模块指示电路
SIM300模块的指示电路主要包括网络状态指示电路和模块来电指示电路。指示电路的设计如下图5所示：
图5 网络状态指示电路来电指示电路
4系统软件设计与实现
GSM\GPRS在全球定位监控报警系统中软件设计主要是通过ARM7对SIM300模块发送AT指令进行控制和传送信息，AT指令的执行过程需要ARM7与模块交互应答完成，每一次发送或接收的字节有严格的规定。
收发短信模式主要Text模式和PDU二种模式，Text模式主要是以纯文本方式发送信息，在国内很少被采用。PDU模式编码的短消息不仅可以发送英文短消息，也可以发送中文短消息，被普遍采用。当ARM7通过SIM300发送中文短消息时应注意以下几个问题：(1)ARM7是以ASCII编码的形式发送所有AT指令的指令符号、常数、指令结束符、PDU数据包符号等；(2)在ARM7控制SIM300模块工作时，必须通过AT指令“AT+CMGF=0”把模块的短信息工作模式设置为PDU模式，以PDU编码方式发送短消息；(3)ARM7发送每一条AT指令后，必须立即发送回车符的ASCII码0DH，如果缺少回车符，模块将不能识别指令；(4)ARM7发送中文短信息时，发送的是汉字的Unicode编码，可以通过Unicode编码表查出要发送汉字的Unicode码进行发送，适用于发送汉字信息较少且固定的情况；也可以借助汉字GB-2312码与Unicode码转换表，利用函数在ARM编译系统生成的GB-2312码转换成汉字的Unicode码进行发送。
GSM\GPRS在全球定位监控报警系统中软件设计，软件采用C语言编写，在ADS下调试编译，软件流程如下图6所示：
图6 软件流程框图
5结束语
SIM300模块在全球定位监控报警系统能够方便、快速地完成各种有效传感信息的传送，经过多次实际使用验证表明，SIM300模块在全球定位监控报警系统中应用具有优良的稳定性、可靠性和性价比，是当前改善监控报警系统的广泛性和智能性的有效途径。本系统可广泛应用在工业、农业等多种远程监控领域中，具有较大的市场价值。
参考文献
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