一种基于stm32的gprs无线通讯的制作方法

一种基于stm32的gprs无线通讯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于STM32的GPRS无线通讯，尤其涉及远程监控、智能防盗和家居险情报警，将传感器信息和图像视频远程实时发送到用户手机上面进行报警。
【背景技术】
[0002]在现代通信技术迅猛发展的强大支持下，家居安全防盗领域得到快速的发展。对目前市场上广泛应用的防盗设备调查研宄和查阅资料，发现当今安防系统操作比较复杂、安装不便、布线繁杂、影响室内美观且不太适合家庭使用。人们对性价比较高、功耗低以及技术性能安全可靠的安防报警系统有着迫切需求；伴随着人们的生活质量的不断提高，家中具有的高级电器、珠宝首饰、古玩书画等贵重物品逐步增多，人们对自身的保护意识和家庭财产的安全愈来愈重视。当今社会的违法犯罪活动很是猖狂，尤其是不法入侵、入室偷盗、掳掠等恶性案件频繁产生，严重危害人民群众的生命健康及财产安全。采纳何种经济实用可靠、使用便利的防范措施，用来保护家庭和财富的完整与安全成为了很多家庭最为关注的焦点。
[0003]本发明针对目前家居防盗设备存在的问题及市场应用前景，提出了在高性能处理器STM32系统中嵌入GPRS网络的新型无线远程安防控制系统。该系统借助于无线通讯网络数据通道，通过GPRS以短消息和彩信形式作为数据传输方式，实现实时防盗报警功能及远程控制。系统不仅利用多传感器对家居状况的实时监控，还增加了现场图像实时采集，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现场情况。实物模型运行结果验证了该方案的可行性和有效性。

【发明内容】

[0004]本发明涉及一种基于STM32的GPRS无线通讯，其特征在于包括以下装置:(I)STM32F103C8T6最小系统、(2) GPRS无线通信模块、(3) 315MHz无线接收模块电路、(4) PIR感应信号处理模块、(5)图像信息采集模块、(6) SD卡电路、(7)烟雾感应模块、(8)继电器模块、(9)电源模块。所述一种基于STM32的GPRS无线通讯STM32F103C8T6最小系统采用最新的ARM Cortex-M3内核的低功耗微处理器STM32F103作为核心处理器，以GPRS通讯网络作为无线数据传输通道，用烟雾气敏传感器MQ-2检测可燃气体，采用继电器模块实现了电器设备的实时控制，用热释电红外感应HC-SR501检测入侵信号(防盗信号)，采用内部集成的PTC08摄像模块完成入侵照片的采集，用SD卡模块完成图像储存，采用具有彩信功能的PTMlOl无线网络传输模块完成信号通讯，整个控制系统主要实现了入侵人员的检测、现场图像数据的采集、存储以及无线数据实时传输等功能。当有人员入侵或检测到烟雾时，系统将向用户手机发送短信，同时用户可以通过手机发送命令，实时以彩信的方式查看现场情况及控制现场的电器设备。
[0005]所述GPRS无线通信模块使用PTMlOl无线模块，是一款两频段(900MHz/1800MHz)的GSM/GPRS无线模块。它内部封装有TCPIP协议，彩信协议。其功能强大支持标准的AT指令及PUTAL增强AT指令。提供各种丰富的数据业务和语音功能，它是各种远程控制，远程数据传输，远程监控等应用的理想解决方案。PPTM101硬件接口采用邮票孔封装，可像芯片一样贴在需要应用的板上就可以了，稳定可靠美观，并大大缩小了整个应用系统的体积。外形尺寸和通讯接口完全兼容原PTMlOO模块；PTMlOl的SM卡接口是标准的SM卡接口，可以直接连接SM卡的对应线；PTMlOl UART 口是其与外部处理器通讯交互的唯一通道，即是接收外部AT命令实现其功能的唯一通道。
[0006]所述图像信息采集模块是STM32外扩SP3232E芯片，利用主控芯片STM_TXD3发送数据、STM_RXD3接收数据并且经RS232电平转换最终由RS232_TXD3发送到图像采集模块或由图像采集模块返回数据，同时STM32通过SP2_M0SI与SP2_MIS0存储数据到SD卡或从SD卡输出数据。
[0007]所述传感器模块是HC-SR501感应模块，当人体从左到右或从右到左走过时，双元探头输出差值数据(时间差值、距离差值)；当人体从上到下或从下到上方向走过或从正面走向探头时，双元探头无差值数据输来，因此安装热释电感应器时应使双元探头方向与人体活动最多的方向尽量平行；MQ-2气体传感器来检测有害气体，当传感器所处的环境中存在可燃气体及有毒气体时，传感器的电导率随环境气体中可燃气体浓度的上升而增大。MQ - 2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和别的可燃蒸汽的检测也比较可观。同时无线收发模块选用SY-TOl发送模块、SY-RF-5V接收模块及结合编解码芯片PT2262/2272来接收联机安防传感器的报警信息。PT2262/2272编解码芯片是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发收芯片。其中发射芯片PT2262-1R将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一体，使发射电路变得非常简单。
[0008]所述继电器模块是使用光耦继电器模块来控制家用电器设备的开合；继电器触点容量250V10A ;继电器输出常开、常闭；低电平有用；5V继电器输入电压可达:0 — 5V。同时其所述电源模块是总电源输入为5V，而PTMlOl模块的电源电压最好为4.0V,最大峰值电流可能达2A，而STM32F103C8T6单片机使用3.3V电源供电，电流需求比较小，所以先用FP610IDC-DC电路将5V电源输入转成4.0V，供给PTMlOl模块使用，然后从4.0V分出一路通过LDO (型号为:XC6219B332MR)降压得到3.3V的电压供给STM32F103C8T6单片机。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型STM32及其外围电路；
[0010]图2为本实用新型蜂鸣器和指示灯图；
[0011]图3为本实用新型SD卡电路图；
[0012]图4为本实用新型PTMlOl无线模块电路图；
[0013]图5为本实用新型STM32外扩SP3232E芯片电路图；
[0014]图6为本实用新型PTMlOl模块的4.0V供电电路图；
[0015]图7为本实用新型STM32电源电路图；
[0016]图8为本实用新型摄像头电源电路图；
[0017]图9为本实用新型GPRS模块唤醒电路图。
【具体实施方式】
[0018]本发明一种基于STM32的GPRS无线通讯在当有人员入侵或检测到烟雾时，系统将向用户手机发送短信，同时用户可以通过手机发送命令，实时以彩信的方式查看现场情况及控制现场的电器设备。
[0019]如图1为本实用新型STM32及其外围电路，基于STM32的GPRS无线通讯主要包括STM32F103C8T6、GPRS无线通信模块、315MHz无线接收模块电路、PIR感应信号处理模块、图像信息采集模块、SD卡电路、烟雾感应模块、继电器模块、电源模块等设计；系统采用最新的ARM Cortex-M3内核的低功耗微处理器STM32F103作为核心处理器，以GPRS通讯网络作为无线数据传输通道，用烟雾气敏传感器MQ-2检测可燃气体，采用继电器模块实现了电器设备的实时控制，用热释电红外感应HC-SR501检测入侵信号(防盗信号)，采用内部集成的PTC08摄像模块完成入侵照片的采集，用SD卡模块完成图像储存，整个系统运行性能好，运行可靠。< br>[0020]如图2为本实用新型蜂鸣器和指示灯若摄像头指示灯亮，蜂鸣器短鸣一声，说明初始化摄像头已成功；若摄像头指示灯亮，蜂鸣器持续短鸣三声，说明初始化摄像头失败；若GPRS指示灯亮，蜂鸣器短鸣一声，表示GPRS模块初始化成功；若GPRS指示灯亮，蜂鸣器短鸣四声，然后指示灯全灭进入一个等待状态，说明GPRS模块初始化失败；若GPRS灯亮，蜂鸣器短鸣一声，说明初始化完成；若三个指示灯都亮，蜂鸣器长鸣一声，并且指示灯全闪一次，进入待机状况且待机指示灯亮，说明SD卡初始化失败；若GPRS模块初始化失败，请断电后，检查是不是插入了有用的SM卡，然后从新上电开机；灯全亮一下进入摄影上传数据函数摄影上传数据并校验数据过程当中摄像头指示灯和GPRS指示灯闪烁，闪烁完成后，代表数据上传完成。灯全亮一下进入发彩信函数。如果上传电话号码成功，GPRS灯亮短鸣一声，等待发送结果。此中上面任何一步失败都会致使发彩信失败。
[0021]如图3为本实用新型SD卡电路上电以后，SD卡就会进入SD工作模式。单片机此时使CS信号为低电平，并向SD卡发送RESET命令(CMDO)，如果SD卡有0x01作为响应，则表明SD卡进入SPI模式下的Idle状态。在等待最少74个时钟周期后，再向SD卡发送SEND_0P_C0ND(CMDl)指令，当轮询到SD卡的响应为0x00时，表示SD卡已准备好读写操作了。对SD卡的基本读写操作命令有:数据块读命令READ_BL0CK(CMD17)、多数据块读命令READ_MULTIPLE_BL0CK(CMD18)和数据块写命令WRITE_BL0CK (CMD24)多数据块写命令WRITE_MULTIPLE_BL0CK(CMD25) ο对SD卡的工作都是由一些指令来实现的。全部的指令都是由48个数据位构成的，在运用时，可以持续发送6个字节来实现上述的指令格局。
[0022]如图4为本实用新型PTMlOl无线模块电路图，在PTMlOl的第23端口，给模块供电后，若是PWRKEY为低电平，则模块立即开机运行。24pin ( VBAT )正常供电后，模块是不是开机运行，取决于PWRKEY开机信号线，即第14pin。给模块供电后，若是PWRKEY为高电平，则模块一直保持关机。
[0023]如图5为本实用新型STM32外扩SP3232E芯片电路，STM32外扩SP3232E芯片，利用主控芯片STM_TXD3发送数据、STM_RXD3接收数据并且经RS232电平转换最终由RS232_TXD3发送到图像采集模块或由图像采集模块返回数据，同时STM32通过SP2_M0SI与SP2_MISO存储数据到SD卡或从SD卡输出数据。
[0024]如图6为本实用新型PTMlOl模块的4.0V供电电路和图7为本实用新型STM32电源电路，该系统总电源输入为5V，而PTMlOl模块的电源电压最好为4.0V,最大峰值电流可能达2A，而STM32F103C8T6单片机使用3.3V电源供电，电流需求比较小，所以先用FP610IDC-DC电路将5V电源输入转成4.0V，供给PTMlOl模块使用，然后从4.0V分出一路通过LDO (型号为:XC6219B332MR)降压得到3.3V的电压供给STM32F103C8T6单片机。
[0025]如图8为本实用新型摄像头电源电路，为图像采集提供电源。
[0026]如图9为本实用新型GPRS模块唤醒电路，当给GPRS输入一高电平，使三极管导通，输出一个高电平。
【主权项】
1.一种基于STM32的GPRS无线通讯系统，主要包括STM32F103C8T6、GPRS无线通信模块、315MHz无线接收模块电路、PIR感应信号处理模块、图像信息采集模块、SD卡电路、烟雾感应模块、继电器模块、电源模块，其特征在于:一种基于STM32的GPRS无线通讯系统采用最新的ARM Cortex-M3内核的低功耗微处理器STM32F103作为核心处理器，以GPRS通讯网络作为无线数据传输通道，用烟雾气敏传感器MQ-2检测可燃气体，采用继电器模块实现了电器设备的实时控制，用热释电红外感应HC-SR501检测入侵信号，采用内部集成的PTC08摄像模块完成入侵照片的采集，用SD卡模块完成图像储存，采用具有彩信功能的PTMlOl无线网络传输模块完成信号通讯，整个控制系统主要实现了入侵人员的检测、现场图像数据的采集、存储以及无线数据实时传输功能。
2.根据权利要求书I所述的一种基于STM32的GPRS无线通讯系统，其特征是，GPRS无线通信模块使用PTMlOl无线模块，PTMlOl的SM卡接口是标准的SM卡接口，可以直接连接SM卡的对应线；PTM101UART 口是其与外部处理器通讯交互的唯一通道，即是接收外部AT命令实现其功能的唯一通道；图像信息采集模块是STM32外扩SP3232E芯片，利用主控芯片STM_TXD3发送数据、STM_RXD3接收数据并且经RS232电平转换最终由RS232_TXD3发送到图像采集模块或由图像采集模块返回数据，同时STM32通过SP2_MOSI与SP2_MISO存储数据到SD卡或从SD卡输出数据。
3.根据权利要求书I所述的一种基于STM32的GPRS无线通讯系统，其特征是，传感器模块是HC-SR501感应模块，当人体从左到右或从右到左走过时，双元探头输出差值数据；当人体从上到下或从下到上方向走过或从正面走向探头时，双元探头无差值数据输来，因此安装热释电感应器时应使双元探头方向与人体活动最多的方向尽量平行；MQ-2气体传感器来检测有害气体，当传感器所处的环境中存在可燃气体及有毒气体时，传感器的电导率随环境气体中可燃气体浓度的上升而增大，MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和别的可燃蒸汽的检测也比较可观，同时无线收发模块选用SY-TOl发送模块、SY-RF-5V接收模块及结合编解码芯片PT2262/2272来接收联机安防传感器的报警信息。
4.根据权利要求书I所述的一种基于STM32的GPRS无线通讯系统，其特征是，继电器模块是使用光耦继电器模块来控制家用电器设备的开合；而？了11101模块的电源电压最好为4.0V,最大峰值电流可能达2A，而STM32F103C8T6单片机使用3.3V电源供电，电流需求比较小，所以先用FP610IDC-DC电路将5V电源输入转成4.0V，供给PTMlOl模块使用，然后从4.0V分出一路通过LDO降压得到3.3V的电压供给STM32F103C8T6单片机。
【专利摘要】本实用新型属一种基于STM32的GPRS无线通讯，其特征在于包括以下装置：STM32F103C8T6、GPRS无线通信模块、315MHz无线接收模块电路、PIR感应信号处理模块、图像信息采集模块、SD卡电路、烟雾感应模块、继电器模块和电源模块。一种基于STM32的GPRS无线通讯具有网络发展速度快，涉及的地域面广、使用比较方便，用户操作便利、报警确认简单、开发成本低，价格便宜，系统稳定可靠，效果良好，具有广阔的市场前景。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204613657
【申请号】CN201520191785
【发明人】戴圣伟, 徐格, 王斐, 王炎平, 王林, 蔡胜强, 夏炜杰, 郭彦序, 张居武, 潘永
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月1日