家庭灭火系统中的短消息报警模块设计

0 引言

　　随着社会经济的发展，家庭火灾在火灾中的比例明显增大，火灾损失越来越大，家庭火灾造成的人员伤亡已成为各国政府非常重视的工作之一。公安部最近也向全国各消防部队下发了关于推广家庭固定灭火系统的通知。为此，笔者通过大量的调研发现，家庭固定灭火系统在功能上需增加短信芯片。

　　目前，短信芯片技术已经相对成熟，而且价格低廉，对固定灭火系统的成本增加幅度不大。此外，短信芯片体积较小，不会加大固定灭火系统的体积和重量，同时在实际设计中，也可把系统设计成组合分离式，让用户和厂商可以选择是否需要短信芯片。由于短信芯片只需要脉冲启动信号线和电源线，故在制定家庭固定灭火系统标准的时候，可以设计定义预留好短信通知模块的接口标注。

　　由于家庭灭火系统既能满足安全需要，也能满足家庭隐私需要，它可给使用家庭带来很大的方便，而且该技术成功后，其它适合短信通知的报警系统也可以使用，因此，市场应用较广。

　　1 系统设计

　　1.1系统设计目标

　　本系统设计的总体目标是在火灾发生后能及时通知业主和物业，另外，物业也可以根据户主授权，来通过短消息报警系统引爆其它灭火设备。本系统的主要性能指标如下：

　　◇可在火灾发生后4秒内通知业主和物业；

　　◇物业管理可通过计算机，同时引爆255个点的家用灭火系统；

　　◇可提供家用灭火系统级联网络功能，其最大网络具有255个节点。

　　1.2短消息模块的设计

　　GSM 规范对通过该接口进行短消息的传输功能定义了三种控制协议，即文本模式、块模式和PDU模式。其中块模式现在已基本不用；文本模式适合西文的传输；而如果短消息中既有西文也有中文，则适合用PDU模式。由于PDU模式是各大手机生产商都实现了的短消息方式，十分具有通用性，所以，本设计实现的短信发送和接收都使用通用的PDU模式来完成。在发送短信时，其主要工作是把报警内容组装成短消息的格式，即短消息编码：而在接收短消息时，其主要工作是把短消息字符串还原成文本格式。

　　短消息模块的硬件组成可由家用灭火系统报警接口、RS232串口线、SIM100-E GSM／GPRS和SIM卡组成。其系统终端组成框图如图1所示。程序利用串口通信控件并通过串口与SIM100-E终端通信，最终经终端将短消息发送出去。SIM100-E GSM模块与处理器之间的通信协议为AT指令，处理器则通过写RS232串口来发送AT指令给SIM100-E，再由SIM100-E将响应传回到串口，最后由处理器通过读取串口数据来完成短消息的收发功能。

　　2系统软件设计

　　2.1短消息模块的初始化

　　在使用短消息的收发功能之前，必须先对短消息模块进行初始化，以完成串口通信设置、GSM信号的检测、短信中心号码设置等。首先应将端口参数设置为：速率为 9600、无奇偶校验位、数据位为8位、1位停止位、无流量控制。这样。在检测信号时，就可以通过向串口发送AT指令来进行测试。如果收到"OK"，则表明开发板和SIM100-E模块连接良好(即有信号)。其短消息模块的初始化流程如图2所示。

　　本系统的短消息模块可通过串口来进行读写操作，这样就一定要用到读写串口命令，下面是读写串口的两个函数。

　　其中读串口可将buff中长度为len的内容写到串口中，代码如下：

　　int read_comm(char*buff，int len)；

　　而写串口则可从串口中取得长度为len的内容，并将其放到缓冲区buff中，其代码如下：

　　int write_comm(char*buff，int len)；

　　上述两个函数如果执行成功返回0，否则返回-1。之后便可设置串口数据位databits、停止位stopbits和效验位parity。本系统设置databits为8位，stopbits为1位，parity位N。其代码如下：

int set_Parity(int fd，int databits，int stopbits，int parity)
write_comm("AT "，3) ∥判断和无线网卡是否连接上了
read_comm(ans，128)；
write_comm("AT+CMGF=? "，10)；∥判断是否为PDU模式
read_comm (an8，128)；

　　如果不是PDU模式，则应将其设置为PDU模式，其设置代码如下：

　　write_comm("AT+CMGF=0＼r"，10)；∥设置短消息为PDU模式

　　模块初始化结束后，则可进入待机状态，这时，微处理器便可以通过串口向modem发出指令，并接收modem执行指令返回的结果。

2.2 短消息的发送

　　短消息的发送是在后台进行的。当发送短消息的条件满足时，系统将调用短信发送进程，并把对应数据缓冲区的报警数据打包成PDU格式的短信发送出去。短消息数据格式如下：

typedef struct{
char SCA[16]；∥短消息服务中心号码(SMSC地址)
charTPA[16]；∥目标号码或回复号码(TP-DA或TP-RA)
char TP_PID；∥用户信息协议标识(TP-PID)
char TP_DCS；∥用户信息编码方式(TP-DCS)
char TP_SCTS[16]；∥服务时间戳字符串(TP_SCTS)，接收时用到
charTP_UD[161]； ∥原始用户信息(编码前或解码后的TP-UD)
char index；∥短消息序号，在读取时用到
}SMS；