一种基于MMS的低成本汽车安防系统设计与实现

1.引言

随着人民生活水平的不断提高，个人拥有汽车变得越来越普遍。但是，随之而来的车辆频繁被盗问题渐受关注。传统的汽车安防系统以全球卫星定位系统（以下简称GPS）为核心，这种技术最大的优势是可以定位被盗车辆所处的位置，可以远程控制车辆，但是无法获取图像声音信息不能了解车辆所处的环境，无法有效追捕犯罪嫌疑人。还有一些系统使用GPRS实时传输图像数据，这种方案受网络带宽的限制严重，图像质量差，对处理器运算能力要求高，系统使用费用高。

针对上述问题，我们提出并设计了一种基于多媒体信息服务（MultimediaMessageService，以下简称MMS）--也就是人们常说的"彩信"汽车安防系统。该系统利用了中国移动的MMS业务、短消息业务，无线网络覆盖面大，使用费用低廉，操控方法简单。图1所示为基于MMS的汽车安防系统的应用框图，用户在远程通过短信控制本系统，系统通过在车辆内适当部位安装的摄像头、麦克风获得高质量的图像语音信息，制作成MMS，通过我们专门针对低成本嵌入式系统研发的MMS发送程序将MMS发送到用户的终端，从而使用户能更清晰地掌握车辆内外的状况。

2.系统结构

我们使用了如图2所示的硬件框架，本系统以S3C44B0处理器为核心：辅以2MNORFlash存储引导程序、内核、ROM文件系统；16MNANDFlash承载YAFF文件系统，以弥补NORFlash空间不足无法容纳PPPD、系统应用程序、无法保存系统配置信息的缺陷；16MSDRAM运行代码、动态数据交换、RAM文件系统；UART0连接CWT2000GPRS模块，用于收发与用户交互的短信，发送MMS到用户指定的终端；UART1连接C328JPEG摄像头可以直接获取JPEG格式的高分辨率图像数据。

本系统的软件基于uCLinux操作系统内核版本2.4.32，图3展示的是本系统的软件结构框图。图3中，内核空间的MTD、UART驱动、TCP/IP、PPP等在编译内核时必须选择支持，PPPD/Chat拨号程序用于通过GPRS模块登陆互连网。上述软件结构框图中部分模块在uCLinux分发版中包含，因此本系统需要实现JPEG采集、MMS制作、MMS发送、短信收发以及系统控制流程模块。接下来的章节将介绍各模块的实现技术。

3．软件设计

本节将重点介绍图3中的系统控制流程、JPEG采集、MMS制作以及MMS发送模块。由于短信收发模块过于简单，且在许多资料中都有详细介绍，本文不再赘述。

3．1系统控制流程

系统控制流程模块负责对其它模块进行调用，对所有资源进行协调，实现系统设计的工作流程，满足良好的交互性、稳定性。

首先，系统需要初始化，如获取用户终端（手机）号码，MMS发送过程所需的MMS网关、端口、MMS中心地址，这些信息都保存在系统配置文件中，另外还需要初始化一些相关的数据结构。初始化之后系统进入到一个超级循环当中，随时准备接收来自用户终端的命令短信息。目前，命令短信息有两个，其中最重要的是"Get"命令，用以获取MMS信息；还有一个"Set"命令用以设置用户终端号码，该命令由于流程图的尺寸问题在图4中省略了。收到"Get"命令之后，系统依次调用JPEG采集模块、MMS制作模块、GPRS拨号、MMS发送模块。这些模块的调用，除了MMS制作模块，都遵循一个基本原则，我们称之为三次尝试原则。如果某模块调用不成功，将重复三次，三次都失败，将发送错误报告短信到用户终端。比较特殊的是GPRS拨号，在3次拨号失败后将对GPRS模块进行复位，再尝试拨号。该原则符合无线通讯自身的特殊性，可以有效提高程序的效率和稳定性。另外有一点需要注意，在GPRS状态下是无法发送短信的，因此，拨号登陆成功之后需要断开GPRS连接才能发送短信。这也是为什么无论MMS发送是否成功，都必须先断开GPRS，再发送报错或成功报告短信的原因。

3．2JPEG图像采集

JPEG图像采集模块通过串口控制C328JPEG摄像头直接获取JPEG图像，这种选择大大降低了处理器的负担。关于该摄像头的硬件信息见参考文献[1]。该软件模块大部分为顺序过程，后面的过程都建立在前一个过程正确执行的基础上。总体上可以分为三个步骤：初始化S3C44B0串口、初始化摄像头、获取图像，详细过程如下：

1.初始化S3C44B0串口，包括：O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY方式打开UART1也就是"/dev/ttS1"[2]，设置波特率57600，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，读写超时设置为1秒，初始化jpeg_picture结构体：

structjpeg_picture
{
intfd;//串口的文件描述符
unsignedcharresolution;//图像分辨率代码
longjpeglength;//图像长度24位表示
unsignedchar*pjpeg;//图像存储地址
};

1JPEG摄像头，包括：发送SYNC命令与摄像头建立连接，，发送IniTIal命令设置输