基于Linux操作系统及GSM网络远程灾害报警系统设计
摘要:我国是一个多山区的国家，山区地质地貌十分复杂，地形自西北向东南呈现阶梯状；夏季多暴雨，山洪灾害是最常见的自然灾害之一[1]。每年给我国山区人名带来十分严重生命威胁和巨大的经济损失。在当下我们迫切需要，针对降水量、洪水水位、风速等参数，第一时间获取数值，提前预警，确保将人民群众的生命财产损失降到最低。
远程监控报警技术，是结合了当前的网络通讯技术和传感技术，而研发设计的远程监控的山洪灾害预警系统。结合嵌入式的系统设计，以S3C2440处理器为核心的山洪灾害报警系统，该系统设计将采集数据信息，通过网络通讯路径传输信号，实现自动拨号声光报警。依靠Linux操作系统为软件运行平台，并且该报警系统具有较强的抗干扰能力，使用简单，便于维护。
该报警系统的预警信号传输是利用GSM网络，使用SMS短信告警的方式通知用户做好预警准备。当远程监测站点有监控异常时，报警系统会立即启动，发送报警短信将异常信息及时告知管理人员或用户。
关键字：远程监控报警；山洪灾害；S3C2440处理器
Remote disaster alarm system
Abstract: Our country is a country with many mountainous areas. The geology and geomorphology of mountain areas are very complicated; in summer many rainstorms, mountain flood disaster is one of the most common natural disasters. Every year, it brings serious threat to life and huge economic losses to the names of mountain people in China. At the moment, we are in urgent need of the precipitation, flood water level, wind speed and other parameters, the first time to obtain the value, early warning, to ensure that the people's life and property losses to the minimum.
Remote monitoring and warning technology is a remote monitoring and warning system for mountain and flood disasters, which combines current network communication technology and sensing technology.Combined with embedded system design, the flood disaster alarm system based on S3C6410 processor is the core of the system. Data is the data information used in network communication, the signal through automatic telephone alarm and the data implemented in the Linux operating system. The software platform has strong registration ability, simple use, convenience and strong protection.
The warning signal transmission of the alarm system is based on the GSM network, which uses SMS to notify the user to be ready for warning. When the remote monitoring site has monitoring anomalies, the alarm system will immediately start, send alarm messages to inform the manager or users of the abnormal information.
Keyword:Remote monitoring alarm; Flash floods; S3C2440 processor
目录
第一章 绪论 4
1．1课题研究背景 4
1．2山洪预警研究及发展现状 5
1．2．1简述山洪预警系统 5
第二章 远程监控告警系统设计 7
2．1山洪告警系统设计需求分析 7
2．2告警系统总体方案设计 7
2．2 .1语音告警设计 8
2．3告警系统的硬件结构设计 8
2 . 3 . 1系统的硬件结构 8
2．3．2嵌入式处理器S3C2440 9
2．4告警系统软件设计 10
2．4．1嵌入式系统简述 10
2．4．2系统软件结构设计 10
第三章 现场声光报警的系统设计 11
3．1声光告警系统硬件设计 11
3．1．1声光告警硬件结构设计 12
3．1．2网络模块设计 12
3．2数据采集 13
3．2．1温湿度简述 13
3．2．2温湿度传感器DHT11 14
3．2．3水量水位测量 14
3．3 蜂鸣器工作流程 15
3．4声光告警系统软件设计 16
3．4．1 U．BooT的移植 17
3．4．2语音系统执行流程图 17
3．5声光告警部分电路设计 18
第四章 短信告警系统设计 20
4．1短息发送技术论述 20
4．1．1 GSM网络 20
4．1．2 基于GSM短息技术 21
4．1．3 短信收发模式简介 23
4．2短信告警系统设计 23
4．2．1告警系统的硬件设计 23
4．2．2 GSM模块介绍与AT指令 24
4．3短信发送设计 26
4．3．1 PDU模式与分析 26
4．4短信接收设计 26
4．4．1接收PDU串与分析 27
4．4．2短信接收流程设计及代码 27
第五章 结论与展望 28
5．1结论 28
5．2展望 29
参考文献 30
附录： 31
第一章 绪论
1．1课题研究背景
远程监控系统[2]可以实现对远程目标管理对象进行实时监控。目前的远程监控系统广发应用于各个领域如：居民小区安全、气象监测点、家电控制领域等；远程监控技术是整个远程监控系统的关键环节，这项技术主要运用了计算机技术、网络通讯技术、传感器技术以及自动控制技术等多种技术综合运用产生的新技术。在目前山区洪水灾害预警系统中，工作人员常采用远程监控技术用来监测和预报山洪地质灾害。远程监控告警在运行时如若发现电力系统在作业时出现运行异常、雨量监测站点在作业时出现运行异常、自动气象站在作业时出现运行异常等，告警系统会启动，立刻发布出警报，而在本文中发布山洪预警的信息。
在中国，山区具有广泛的地区和地质地貌复杂[3]。地形是梯段分布的三个阶段，特别是西南地区的崎岖地形,河床坡度大，夏季降水量大、且多暴雨，山洪灾害是山区最常见的自然灾害之一。它给山区人民的生命安全和巨大的经济损失带来了严重的威胁。山洪灾害发生于山区，由于通信条件较差、山体滑坡影响交通运输，导致救援力量不能再第一时间赶赴灾区救援，因此，山洪灾害预警和灾后救援工作多年以来一直处于被动状态。目前，我们迫切需要在第一时间获取降水量，洪水位，风速等参数的数值，当参数数据超过预警时，由系统发出警报，确保人民生命财产损失最低。
远程监控系统的出现完成了实时监控与管理远程目标。该系统的实现得益于当前成熟的通信技术、传感器技术、远程监控技术和互联网技术。当该系统监测到各雨量监测站点、水利系统出现异常时，会立即发出警报，当接收到警报事件发生地，立刻处理相应的预警，因此预警环节是系统的重中之重。
目前山洪预警存在着许多现实问题:一、由于成问题，在我国广阔国土面积难以实现大范围的自动降雨监测站和水位检测站的建设；二、由于我国国土多为山区，通讯、交通十分不便，导致预警信息无法及时送达。
由于山区交通、通讯不便的现状，远程监控报警系统的的出现极大地改变了这一问题，该系统实现了及时做出预警信息发布、操作简单便于管理、能适应性强，可以在恶劣的山区中使用，在费用方面相对较低。
1．2山洪预警研究及发展现状
依靠着强大国民经济和发达的科学技术，在山洪灾害防治能力日益增强。在各大江河区域均建立各种大中小型水利工程，到目前为止建立了相对成熟和完善的水利保障系统。
参考文献
[1] 王景浩．山洪灾害预警系统概述 ［J］．科技创新与应用，2012 （4）：25.S3C2440A 32bit CMOS Microcontroller USER’S MANUAL.Samsung Electronic 周金星，
[2] 宋建义，远程监控系统设计与实现[D]，山东：山东大学，2012
[3] 王礼先，谢宝元，等．山洪泥石流灾害预报预警技术述评 ［J］．山地学报，2001 （6）：527-532.s[EB／OL].http://samsung.com,2007,7．
[4] 黄惟公．单片机原理与应用技术[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2007．
[5] 陈长胜，王国庆，郭锦等．嵌入式语音告警的一种实现方法[J】，航空计算技术,2006，36(4)：78-79
[6] 魏洪兴，谌卫军，康一梅等．嵌入式系统设计师教程[M]．北京：清华大学出版社，2006
[7] 张晓谦,通用数据采集系统的研究与实现[D].吉林：吉林大学，2007.
[8] 宋霄罡，翟正军，任岚昆基于ARM微处理器的机载语音告警系统设计阴．电子设计工程，2010，1 8(外：167．170
[9] 姜宏伟，何海峰.短信在基站监控的应用[J].产品应用，2007，24(1) ：76-78
[10] 李辉．基于GSM短消息的无线通信系统[D]．南京：南京理工大学，2004．
[11] 电信标准协会. AT comm and set forGSM m obile Equipm ent[ S]. 2002
