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基于ARM9的语音报警系统设计
摘要：研究设计了一套基于arm9的嵌入式无线家居控制系统，本系统以高性能arm9微处理器为核心，并结合gprs通信网络、传感技术构成无线家居语音火警控制系统，对家居进行本地和远程两种方式的火警无线监控。
关键词：语音报警；arm；gprs；嵌入式系统
一、引言
智能家居技术背景的前提下，目前市场上针对普通家庭的智能防火产品很多，但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。本次设计智能家居火灾语音报警系统实用性非常强，设计成本低，非常适合普通家庭使用。主要利用传感器技术、arm9控制和gprs无线通信技术，实现系统远程报警功能。智能语音报警系统主要包括系统中控模块、火灾探测模块、gprs无线通信模块、语音报警四大个主要模块组成，本文将详细说明各个模块功能及设计现。
二、系统硬件组成
本系统以三星公司的s3c2410x作为主控制器，与传感器信号采集模块、gprs无线通信模块、语音报警四大模块协同工作，主要负责数据采集（室内的温度及烟雾浓度）、图像的存储、异常的判断及处理。根据家居安防监控系统的功能需求，结合整个系统的成本及控制要求，其硬件结构如图1所示：

（一）arm9微处理器
s3c2410a是一款基于arm920t内核的16/32位risc嵌入式微处理器，由arm9tdmi、存储管理单元（mmu）和高速缓存三部分组成。其中，mmu可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16kb地址高速cache和16kb数据高速cache组成。并为手持设备和一般类型应用提供了一套完整的通用系统外设，即无需配置额外的组件，从而减少整体系统成本。如：s3c2410a集成了如lcd控制器（支持stn和tft带有触摸屏的液晶显示屏）、3个通道的uart（universalasynchronousreceiverandtransmitter）等大量的内部电路和外围接口，每个端口都可以工作在interrupt（中断模式）或dma（直接内存访问）模式。它们支持的最高波特率为115.2kbps.
（二）传感器信号采集
在本系统中，信息采集是由温度传感器、烟雾传感器和摄像头共同完成的。如：当火灾发生时，烟雾传感器负责检测烟雾浓度是否到达到预定报警浓度，若达到，则触发报警；温度传感器则负责检测周围环境温度是否超过了预设的温度，如超过，则触发报警。当同时触发上述两种报警信号时，发出最高报警信号。本系统采用双重报警机构，降低了系统的误报率，提高了系统的可靠性。摄像头负责图像信息的采集。通过摄像头采集监控区域的有效图像信息并存储在sd卡中，以便于以后分析。
温度传感器：选用美国dallas公司生产的ds18b20智能数字温度传感器。它将地址线、数据线和控制线合为1根信号线，允许在这根信号线挂接多个1-wire总线器件。采用1-wire总线技术可节省i/o资源且结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等。
烟雾传感器：选用民用的离子式传感器nis-02c。该传感器通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，性能远优于气敏电阻类烟雾探测器。
摄像头：选用北京中星微电子有限公司的一款usb摄像头，该摄像头集成了cmos图像传感器，具有图像信号处理、图像压缩及数据传输等图像处理功能。
（三）gprs无线通讯模块
1.模块介绍。gprs（generalpacketradioservice）无线分组业务：当家居环境发生险情时，根据用户的需求，该通讯模块以文字信息或图片信息的方式告知用户。
gprsmodem：选用siemenstc35无线收发模块。tc35支持数据、语音、sms短消息。tc35i是一款双频900/1800mhz高度集成的gsm模块。通过与嵌入式平台上外围扩展的串口相连，即可实现嵌入式平台与用户手机之间的通讯。从而实现家电设备的控制信号和自动报警信号的传输，完成系统的通信。
无线gprs通信流程包括：串口的初始化、gprsmodem的配置、短信发送和接收。当系统检测到家庭安防发出的报警信号时，通过gprsmodem，系统能够及时把报警信息发送给指定的用户。
无线modem与arm采用串行异步通信接口，其中rs-232c的电平逻辑应转换成ttl电平后，才能与s3c2410x的串口相接。用户只需通过串口收发at指令来控制modem的收发短信工作。
发送短信：采用gprs模块统一串口发送at指令。文本（text）模式和协议数据单元（protocoldataunit，缩写pdu）模式是常用的两种模式。文本（text）模式的优点：收发短信代码简单，实现起来十分容易。缺点：不能收发中文短信。而协议数据单元（pdu）模式则支持中英文短信的手法。因此，本文采用了pdu模式。pdu模式收发短信支持7-bit、8-bit和ucs2