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基于ARM和GPRS的输电线路无线 图像抓拍监控设计 武振华 摘要：本系统提出了一种基于ARM和GPRS的无线远程监控技术，通过采集到的下位机终端的传感器信号，来作为USB摄像头抓拍触发条件，进行连续抓拍，通过GPRS将抓拍的图片传送的上位机PDA或者通过Internet传送到服务器端。从而及时的提供报警和现场的状况，为输电线路的抢修节省了大量的时间。 关键字：ARM GPRS 图像 抓拍 0引言 随着生活水平的提高，人们对电力的消耗越来越多。所以，电网的安全稳定的运行对着我们的生活有着巨大的影响。2008的雪灾依然记忆犹新，由于南方的冰雪天气导致输电线路断裂，严重影响了人们生活工作的需求。对电网输电线路的监控变得更为的重要。结合目前国家提倡智能电网的发展方向，对线路的无线监控进行了科学的设计。无线监控有着显著的优势，能够在恶劣环境下，对线路进行在线监控。 基于GPRS和ARM的图像传输，结合了GPRS无线传输技术，具有传输距离远、接入方便、成本低、永远在线的优点，同时嵌入式技术具有功耗小，成本低，处理能力强大等特点。可以通过报警和定时触发，抓拍现场图片，并进行无线传输，第一时间提供现场的状况，从而保障线路的安全运行和大大减轻的巡查人员的劳动强度。 1.系统设计方案和硬件组成 1设计方案 系统总框架图可如图1所示，我们可以把我们的系统主要分为以下几个部分：USB摄像头采集部分，传感器部分，ARM主处理器处理部分，GPRS模块通信部分（即发送端与接收端）。本系统的主要功能通过温度传感器测量输电电线表面温度（终端）和震动传感器来测量塔基的震动情况等多种情况来作为USB摄像头的触发条件，进行连续抓拍，并将图片通过GPRS通过Internet传输到互联网上或者是PDA手持设备终端。 图 1 2.系统的硬件设计 2.1 USB摄像头采集硬件 USB摄像头采集部分我们采用ZC301作为本次设计的方案，。中芯微301系列这款芯片的特点是内含数字摄像IC接口、DRAM 接口、实时图像压缩引擎、USB接口和FIFO等功能。尤其是其内置DPS硬件编解码器，所以在编码效率得到了大大的提高。本系统将它采集的图像通过USB传到ARM处理器中。 2.2 嵌入式微处理器模块硬件 本系统采用Samsung公司的S3C2440来作为ARM的主处理器，它是一款基于ARM920T核的16/32位RISC结构的嵌入式微处理器，主频400MHz(最高可达533MHz) ,64MB SDRAM 内存、256MB Nand Flash，丰富的片内外资源，具有强大的运算能力。 2.3 GPRS硬件模块 这里我们采用TC35西门子公司生产的，一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模具有实现简单、通信成本低、系统容量大和可靠性高等优点 图2 USB摄像头在LINUX下属于字符设备。在嵌入式平台下，将USB驱动加载到内核中编译，然后将编译的镜像烧写到开发板中，插入USB摄像头，同时会在系统文件的”/dev”目录下产生名为“video”的设备。在调用驱动时，应用程序只需要打开设备/dev/video0即可。 对于含有大量数据采集到的图片，这里用mmap()内存映射的方式来传输数据。应用程序为了实用设备文件控制硬件，通常用read(),write(),ioctl()函数、这些函数可以在应用程序中隐藏硬件的内部结构。但是，这些函数运行还伴随进城内存空间和内核内存空间之间的内存传递过程，因此，效率较低。在Linux中，mmap()函数可以在不带有内存复制的状态下，使得应用程序直接实用输入输出地址空间。是的效率大大的提高。这里我们用到主函数：photo_addr=mmap(NULL,sb.st_size,PORT_READ,MAP_PRIVATE,photo_fd,0)来完成设备文件内容到内存区的映射。 在传输方式中，这里选用串口传输。在Linux中自带的串口驱动程序，我们只要在应用程序中打开/dev/ttytq2440_serial1，设置相应的属性即可。串口终端属性的设置很大程度上影响这数据发送的正确与否。我们要以二进制方式传输图片，但传送二进制数据时遇到0x0d,0x11和0x13却会被丢掉。不用说也知道，这几个肯定是特殊字符，被用作特殊控制了。关掉ICRNL和IXON选项即可解决。最终串口属性设置为： options.c_cflag |= CLOCAL | CREAD; options.c_lflag = ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); options.c_oflag = ~OPOST; options.c_iflag = ~(BRKINT | ICRNL | INPCK | ISTRIP | IXON)