基于GSM的遠程室內移動監(jiān)控系統(tǒng)設計

覃克蘭+車洪彬+朱軍

【摘 要】 本系統(tǒng)基于GSM（Global System for Mobile Communication）移動通信網(wǎng)絡，采用STM32作為現(xiàn)場監(jiān)測和控制核心的一種遠程監(jiān)控系統(tǒng)。圖像采集端搭載在一輛智能小車上，通過控制小車移動，就可以完成室內全方位的圖像采集，并通過彩信（MMS， Multimedia Message Service）的方式將圖片發(fā)送給用戶，起到了監(jiān)控防盜的作用。

【關鍵詞】 GSM STM32 MMS

【Abstract】 The System based on GSM （Global System for Mobile Communication） Mobile Communication network， using the STM32 as the scene monitoring and control core of a new kind of remote monitoring System. Image acquisition terminal of carrying on a smart car， move through the control of the car， you can do indoor and a full range of image acquisition， and through the MMS （MMS， Multimedia Message Service） way to send pictures to the user， have played an important role in monitoring anti-theft.

【Key words】 GSM STM32 MMS

室內遠程監(jiān)控一直是我們探討的熱點，現(xiàn)在的遠程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線控制；通過市話網(wǎng)；通過Internet網(wǎng)絡；通過自組網(wǎng)絡；通過數(shù)傳電臺方式。本設計基于GSM的遠程室內移動監(jiān)控系統(tǒng)，以STM32作為中央處理器，手機作為用戶端，本系統(tǒng)用戶通過手機便可簡單方便直觀的隨時隨地獲取室內全方位圖片信息以了解和監(jiān)控室內的情況，起到安全防盜等作用。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

本系統(tǒng)分為三部分，圖像采集端完成圖像的實時采集，數(shù)據(jù)收發(fā)端完成命令的發(fā)送和圖像的接收，智能移動端完成室內全方位的智能移動實時圖像信息。

1.1.1 圖像采集端

STM32F103C8T6單片機作為該設計的主控芯片，當有中斷觸發(fā)時通過串口發(fā)拍照指令，串口攝像頭（VC0706）接收到指令后進行初始化及拍照，然后通過STM32的GPIO口把采集到的圖像信息存入到SD卡，完成圖片的采集。

1.1.2 數(shù)據(jù)收發(fā)端

用戶通過手機撥打GSM模塊上的SIM卡的號碼，STM32通過與GSM模塊相連的串口獲取撥打用戶的號碼并確認該手機號碼是否為我們所綁定的用戶手機號碼，如果不是綁定用戶掛斷電話，如果是綁定用戶則STM32單片機通過串口給GSM模塊發(fā)送指令進入發(fā)送彩信的準備階段；然后再通過另一串口向串口攝像頭VC0706發(fā)送拍照指令將照片存入SD卡；最后將SD卡的數(shù)據(jù)發(fā)送到剛剛來電的用戶手機號碼上，即實現(xiàn)了彩信的發(fā)送。

1.1.3 智能小車移動端

采用智能移動小車可進行室內全方位的移動，我們將圖像采集系統(tǒng)搭載在智能移動小車上，通過藍牙控制可智能壁障小車的移動可方便收集室內的全方位的圖像信息。

1.2 系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)功能結構如圖1所示。

（1）通過STM32控制攝像頭進行拍照，將從攝像頭采集到的數(shù)據(jù)進行處理和存儲，將處理好的數(shù)據(jù)通過串口交付給GSM模塊，由GSM模塊將接收到的數(shù)據(jù)以彩信的方式發(fā)送到用戶的手機上，達到實時遠程監(jiān)控的目的。

（2）用戶可以發(fā)送短信給GSM模塊來綁定其他用戶，GSM模塊將來自用戶的短信解析，通過串口交付給STM32，STM32對用戶的需求做出反應，從而達到了能夠按照用戶需求來綁定其他用戶。

（3）STM32作為整個系統(tǒng)的核心，它要建立起攝像頭和GSM模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，自定義一些簡單的通信協(xié)議，使整個系統(tǒng)能夠協(xié)調穩(wěn)定的工作。

（4）智能移動小車的調試及紅外檢測法壁障設計。

2 軟件設計

2.1 攝像頭模塊軟件設計

STM32通過串口與攝像頭進行通信，發(fā)送拍照指令和讀取攝像頭采集的數(shù)據(jù)等操作，攝像頭的主要初始化包括對其采集圖片大小進行設定，壓縮比例，攝像頭反沖區(qū)的清理等，主要初始化過程如圖2所示。

2.2 GSM模塊軟件設計

GSM模塊需要處理由用戶端發(fā)送來的信息，本設計對短信息（SMS）的處理模式是PDU模式的，所以對用戶的信息需要進行Unicode碼轉換，鑒于Unicode碼轉換的復雜性和本設計的需要，只是對Admin和user號碼的綁定是用短信進行設置的，用戶發(fā)送的其他短信內容信息本設計沒有再進行相應功能定義。

2.3 SD卡初始化軟件設計

STM32F103C8T6是64K的閃存程序存儲器，20K字節(jié)的SRAM，為了更多的儲存我們的數(shù)據(jù)，以及方便將SD卡取出放入手機或PC機里瀏覽照片，我們引入了SD卡，SD的初始化首先對相應的IO進行初始化，設置SD卡起初運行模式，讓系統(tǒng)進入待機狀態(tài)就可以隨時接收由控制端發(fā)來的控制指令。

2.4 發(fā)送彩信軟件設計

利用主控模塊STM32處理來電號碼，并編輯指令存入到緩存區(qū)，然后通過使用串口將指令發(fā)送給GSM模塊，即實現(xiàn)了發(fā)送彩信的任務，并且我們還可以通過對模塊的外部編程利用指示燈和蜂鳴器判斷是否成功實現(xiàn)彩信的發(fā)送。

3 結語

本系統(tǒng)基于GSM的現(xiàn)成移動平臺，以STM32作為主控核心，實現(xiàn)了STM32與GSM間的通信，以及STM32與串口攝像頭間的數(shù)據(jù)傳輸，此設計可以起到遠程室內監(jiān)控的作用，附加上我們可控的智能移動小車。基于手機的普遍使用，以及手機攜帶和使用的方便性和靈活性，人們可以通過手機并且不用下載或安裝任何軟件就可以隨時隨地查看室內情況。

參考文獻：

[1]劉火良，楊森.STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.5.

[2]劉琪，王銀玲，吳林恒.基于STM32的圖像采集與顯示系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術與應用，2012（02）.

[3]何華芝.基于STM32的車載監(jiān)控設備的硬件設計[J].電子測量技術，2008（12）：130-145.endprint

【摘 要】 本系統(tǒng)基于GSM（Global System for Mobile Communication）移動通信網(wǎng)絡，采用STM32作為現(xiàn)場監(jiān)測和控制核心的一種遠程監(jiān)控系統(tǒng)。圖像采集端搭載在一輛智能小車上，通過控制小車移動，就可以完成室內全方位的圖像采集，并通過彩信（MMS， Multimedia Message Service）的方式將圖片發(fā)送給用戶，起到了監(jiān)控防盜的作用。

【關鍵詞】 GSM STM32 MMS

【Abstract】 The System based on GSM （Global System for Mobile Communication） Mobile Communication network， using the STM32 as the scene monitoring and control core of a new kind of remote monitoring System. Image acquisition terminal of carrying on a smart car， move through the control of the car， you can do indoor and a full range of image acquisition， and through the MMS （MMS， Multimedia Message Service） way to send pictures to the user， have played an important role in monitoring anti-theft.

【Key words】 GSM STM32 MMS

室內遠程監(jiān)控一直是我們探討的熱點，現(xiàn)在的遠程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線控制；通過市話網(wǎng)；通過Internet網(wǎng)絡；通過自組網(wǎng)絡；通過數(shù)傳電臺方式。本設計基于GSM的遠程室內移動監(jiān)控系統(tǒng)，以STM32作為中央處理器，手機作為用戶端，本系統(tǒng)用戶通過手機便可簡單方便直觀的隨時隨地獲取室內全方位圖片信息以了解和監(jiān)控室內的情況，起到安全防盜等作用。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

本系統(tǒng)分為三部分，圖像采集端完成圖像的實時采集，數(shù)據(jù)收發(fā)端完成命令的發(fā)送和圖像的接收，智能移動端完成室內全方位的智能移動實時圖像信息。

1.1.1 圖像采集端

STM32F103C8T6單片機作為該設計的主控芯片，當有中斷觸發(fā)時通過串口發(fā)拍照指令，串口攝像頭（VC0706）接收到指令后進行初始化及拍照，然后通過STM32的GPIO口把采集到的圖像信息存入到SD卡，完成圖片的采集。

1.1.2 數(shù)據(jù)收發(fā)端

用戶通過手機撥打GSM模塊上的SIM卡的號碼，STM32通過與GSM模塊相連的串口獲取撥打用戶的號碼并確認該手機號碼是否為我們所綁定的用戶手機號碼，如果不是綁定用戶掛斷電話，如果是綁定用戶則STM32單片機通過串口給GSM模塊發(fā)送指令進入發(fā)送彩信的準備階段；然后再通過另一串口向串口攝像頭VC0706發(fā)送拍照指令將照片存入SD卡；最后將SD卡的數(shù)據(jù)發(fā)送到剛剛來電的用戶手機號碼上，即實現(xiàn)了彩信的發(fā)送。

1.1.3 智能小車移動端

采用智能移動小車可進行室內全方位的移動，我們將圖像采集系統(tǒng)搭載在智能移動小車上，通過藍牙控制可智能壁障小車的移動可方便收集室內的全方位的圖像信息。

1.2 系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)功能結構如圖1所示。

（1）通過STM32控制攝像頭進行拍照，將從攝像頭采集到的數(shù)據(jù)進行處理和存儲，將處理好的數(shù)據(jù)通過串口交付給GSM模塊，由GSM模塊將接收到的數(shù)據(jù)以彩信的方式發(fā)送到用戶的手機上，達到實時遠程監(jiān)控的目的。

（2）用戶可以發(fā)送短信給GSM模塊來綁定其他用戶，GSM模塊將來自用戶的短信解析，通過串口交付給STM32，STM32對用戶的需求做出反應，從而達到了能夠按照用戶需求來綁定其他用戶。

（3）STM32作為整個系統(tǒng)的核心，它要建立起攝像頭和GSM模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，自定義一些簡單的通信協(xié)議，使整個系統(tǒng)能夠協(xié)調穩(wěn)定的工作。

（4）智能移動小車的調試及紅外檢測法壁障設計。

2 軟件設計

2.1 攝像頭模塊軟件設計

STM32通過串口與攝像頭進行通信，發(fā)送拍照指令和讀取攝像頭采集的數(shù)據(jù)等操作，攝像頭的主要初始化包括對其采集圖片大小進行設定，壓縮比例，攝像頭反沖區(qū)的清理等，主要初始化過程如圖2所示。

2.2 GSM模塊軟件設計

GSM模塊需要處理由用戶端發(fā)送來的信息，本設計對短信息（SMS）的處理模式是PDU模式的，所以對用戶的信息需要進行Unicode碼轉換，鑒于Unicode碼轉換的復雜性和本設計的需要，只是對Admin和user號碼的綁定是用短信進行設置的，用戶發(fā)送的其他短信內容信息本設計沒有再進行相應功能定義。

2.3 SD卡初始化軟件設計

STM32F103C8T6是64K的閃存程序存儲器，20K字節(jié)的SRAM，為了更多的儲存我們的數(shù)據(jù)，以及方便將SD卡取出放入手機或PC機里瀏覽照片，我們引入了SD卡，SD的初始化首先對相應的IO進行初始化，設置SD卡起初運行模式，讓系統(tǒng)進入待機狀態(tài)就可以隨時接收由控制端發(fā)來的控制指令。

2.4 發(fā)送彩信軟件設計

利用主控模塊STM32處理來電號碼，并編輯指令存入到緩存區(qū)，然后通過使用串口將指令發(fā)送給GSM模塊，即實現(xiàn)了發(fā)送彩信的任務，并且我們還可以通過對模塊的外部編程利用指示燈和蜂鳴器判斷是否成功實現(xiàn)彩信的發(fā)送。

3 結語

本系統(tǒng)基于GSM的現(xiàn)成移動平臺，以STM32作為主控核心，實現(xiàn)了STM32與GSM間的通信，以及STM32與串口攝像頭間的數(shù)據(jù)傳輸，此設計可以起到遠程室內監(jiān)控的作用，附加上我們可控的智能移動小車?；谑謾C的普遍使用，以及手機攜帶和使用的方便性和靈活性，人們可以通過手機并且不用下載或安裝任何軟件就可以隨時隨地查看室內情況。

參考文獻：

[1]劉火良，楊森.STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.5.

[2]劉琪，王銀玲，吳林恒.基于STM32的圖像采集與顯示系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術與應用，2012（02）.

[3]何華芝.基于STM32的車載監(jiān)控設備的硬件設計[J].電子測量技術，2008（12）：130-145.endprint

【摘 要】 本系統(tǒng)基于GSM（Global System for Mobile Communication）移動通信網(wǎng)絡，采用STM32作為現(xiàn)場監(jiān)測和控制核心的一種遠程監(jiān)控系統(tǒng)。圖像采集端搭載在一輛智能小車上，通過控制小車移動，就可以完成室內全方位的圖像采集，并通過彩信（MMS， Multimedia Message Service）的方式將圖片發(fā)送給用戶，起到了監(jiān)控防盜的作用。

【關鍵詞】 GSM STM32 MMS

【Abstract】 The System based on GSM （Global System for Mobile Communication） Mobile Communication network， using the STM32 as the scene monitoring and control core of a new kind of remote monitoring System. Image acquisition terminal of carrying on a smart car， move through the control of the car， you can do indoor and a full range of image acquisition， and through the MMS （MMS， Multimedia Message Service） way to send pictures to the user， have played an important role in monitoring anti-theft.

【Key words】 GSM STM32 MMS

室內遠程監(jiān)控一直是我們探討的熱點，現(xiàn)在的遠程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線控制；通過市話網(wǎng)；通過Internet網(wǎng)絡；通過自組網(wǎng)絡；通過數(shù)傳電臺方式。本設計基于GSM的遠程室內移動監(jiān)控系統(tǒng)，以STM32作為中央處理器，手機作為用戶端，本系統(tǒng)用戶通過手機便可簡單方便直觀的隨時隨地獲取室內全方位圖片信息以了解和監(jiān)控室內的情況，起到安全防盜等作用。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

本系統(tǒng)分為三部分，圖像采集端完成圖像的實時采集，數(shù)據(jù)收發(fā)端完成命令的發(fā)送和圖像的接收，智能移動端完成室內全方位的智能移動實時圖像信息。

1.1.1 圖像采集端

STM32F103C8T6單片機作為該設計的主控芯片，當有中斷觸發(fā)時通過串口發(fā)拍照指令，串口攝像頭（VC0706）接收到指令后進行初始化及拍照，然后通過STM32的GPIO口把采集到的圖像信息存入到SD卡，完成圖片的采集。

1.1.2 數(shù)據(jù)收發(fā)端

用戶通過手機撥打GSM模塊上的SIM卡的號碼，STM32通過與GSM模塊相連的串口獲取撥打用戶的號碼并確認該手機號碼是否為我們所綁定的用戶手機號碼，如果不是綁定用戶掛斷電話，如果是綁定用戶則STM32單片機通過串口給GSM模塊發(fā)送指令進入發(fā)送彩信的準備階段；然后再通過另一串口向串口攝像頭VC0706發(fā)送拍照指令將照片存入SD卡；最后將SD卡的數(shù)據(jù)發(fā)送到剛剛來電的用戶手機號碼上，即實現(xiàn)了彩信的發(fā)送。

1.1.3 智能小車移動端

采用智能移動小車可進行室內全方位的移動，我們將圖像采集系統(tǒng)搭載在智能移動小車上，通過藍牙控制可智能壁障小車的移動可方便收集室內的全方位的圖像信息。

1.2 系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)功能結構如圖1所示。

（1）通過STM32控制攝像頭進行拍照，將從攝像頭采集到的數(shù)據(jù)進行處理和存儲，將處理好的數(shù)據(jù)通過串口交付給GSM模塊，由GSM模塊將接收到的數(shù)據(jù)以彩信的方式發(fā)送到用戶的手機上，達到實時遠程監(jiān)控的目的。

（2）用戶可以發(fā)送短信給GSM模塊來綁定其他用戶，GSM模塊將來自用戶的短信解析，通過串口交付給STM32，STM32對用戶的需求做出反應，從而達到了能夠按照用戶需求來綁定其他用戶。

（3）STM32作為整個系統(tǒng)的核心，它要建立起攝像頭和GSM模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，自定義一些簡單的通信協(xié)議，使整個系統(tǒng)能夠協(xié)調穩(wěn)定的工作。

（4）智能移動小車的調試及紅外檢測法壁障設計。

2 軟件設計

2.1 攝像頭模塊軟件設計

STM32通過串口與攝像頭進行通信，發(fā)送拍照指令和讀取攝像頭采集的數(shù)據(jù)等操作，攝像頭的主要初始化包括對其采集圖片大小進行設定，壓縮比例，攝像頭反沖區(qū)的清理等，主要初始化過程如圖2所示。

2.2 GSM模塊軟件設計

GSM模塊需要處理由用戶端發(fā)送來的信息，本設計對短信息（SMS）的處理模式是PDU模式的，所以對用戶的信息需要進行Unicode碼轉換，鑒于Unicode碼轉換的復雜性和本設計的需要，只是對Admin和user號碼的綁定是用短信進行設置的，用戶發(fā)送的其他短信內容信息本設計沒有再進行相應功能定義。

2.3 SD卡初始化軟件設計

STM32F103C8T6是64K的閃存程序存儲器，20K字節(jié)的SRAM，為了更多的儲存我們的數(shù)據(jù)，以及方便將SD卡取出放入手機或PC機里瀏覽照片，我們引入了SD卡，SD的初始化首先對相應的IO進行初始化，設置SD卡起初運行模式，讓系統(tǒng)進入待機狀態(tài)就可以隨時接收由控制端發(fā)來的控制指令。

2.4 發(fā)送彩信軟件設計

利用主控模塊STM32處理來電號碼，并編輯指令存入到緩存區(qū)，然后通過使用串口將指令發(fā)送給GSM模塊，即實現(xiàn)了發(fā)送彩信的任務，并且我們還可以通過對模塊的外部編程利用指示燈和蜂鳴器判斷是否成功實現(xiàn)彩信的發(fā)送。

3 結語

本系統(tǒng)基于GSM的現(xiàn)成移動平臺，以STM32作為主控核心，實現(xiàn)了STM32與GSM間的通信，以及STM32與串口攝像頭間的數(shù)據(jù)傳輸，此設計可以起到遠程室內監(jiān)控的作用，附加上我們可控的智能移動小車?；谑謾C的普遍使用，以及手機攜帶和使用的方便性和靈活性，人們可以通過手機并且不用下載或安裝任何軟件就可以隨時隨地查看室內情況。

參考文獻：

[1]劉火良，楊森.STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.5.

[2]劉琪，王銀玲，吳林恒.基于STM32的圖像采集與顯示系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術與應用，2012（02）.

[3]何華芝.基于STM32的車載監(jiān)控設備的硬件設計[J].電子測量技術，2008（12）：130-145.endprint