基于單片機的幼兒監護系統

張金龍 吳 其

(沈陽工學院信息與控制學院，遼寧 撫順 113122)

1 設計背景

如今的社會發展越來越快，90后父母的壓力也越來越大，單方面的工作對于一般家庭來說是會承受很大的經濟壓力。所以說，一般情況下父母雙方都會出來工作，那么就造成了對于幼兒時期剛會跑跳的孩子安全沒有辦法進行保障。為了解決幼兒安全問題，以保證孩子的安全健康，設計了幼兒監護系統。幼兒監護系統可以放在家庭內對于孩子來說危險的地方，如果孩子單獨在家時自己不小心遇到危險，此時我們設計的紅外傳感器就會將這個信號發送給單片機，單片機在接收到對應的信號會有語音的播報，同時我們在單片機中所設計的報警板塊也會啟動，最后歸結到GSM模塊中，產生的效果就是系統會將從孩子那里發送來的報警信息和現在所處的位置傳送給家長，以便讓家長有進一步的動作。

2 設計原理

本次設計是以STC89C52單片機為核心的幼兒監護系統設計，該設計的硬件部分是由STC89C52單片機、測溫檢測、語音通知模塊、聲音報警模塊、按鍵、GSM模塊、上位機軟件和LED指示燈組成。工作時通過各個模塊發送給單片機的信號，再由單片機反饋回來給予操作指令來控制所有模塊的工作，通過所編寫的程序來設定對應檢測模塊的設定值工作，最后所有模塊的分工工作來形成一套的系統。此次設計中是將幼兒作為檢測量，檢測出來的結果通過GSM模塊發送到上位機中。幼兒監護系統框圖如圖1所示。

圖1 幼兒監護系統的設計框圖

所用到的GSM模塊是由GSM射頻芯片、基帶處理芯片和存儲器等器件所組成的一個功能模塊，在這個功能模塊中，它具有自己獨立的操作系統，同時還能夠進行GSM的射頻處理和基帶的處理，并為其配置了標準接口，這也就是說，通過這個模塊，可以發送SMS短信，能夠語音通話，還能夠進行GPRS的數據傳輸等等，只要是基于GSM網絡進行通信的基本功能，都可以通過這個模塊實現。

除了GSM模塊，溫度模塊是在實現本次設計的過程中的另一個重要組成部分。在設計中我們使用數字溫度傳感器DS18B20作為所需要的溫度傳感器模塊，該溫度傳感器的特點是體積很小，使用起來也較為方便。DS18B02是現代的一種新型測溫元件，該元件最大的特點就是可以比較準確地測量出當前周圍環境的溫度值，并且在實際的情況下可以根據孩子的體溫來設定溫度的范圍值，既可以防止誤報警，又可以更好地根據孩子的體溫來監護孩子。

圖2 GMS實物圖

該裝置需要安裝在家里對孩子來說相對危險的地方，比如廚房的煤氣罐附近，家里放藥品的抽屜或者是陽臺等位置，當孩子接近這些危險區域的時候，在一旁安裝的溫度傳感器能夠感知到孩子的體溫，聲音報警模塊就會報警，同時語音通知模塊也會啟動，告訴孩子應該遠離這些危險區域，并且單片機也會控制GSM模塊將提前設置編輯好的短信發送到與GMS模塊綁定的手機號上，提醒家長注意孩子靠近危險地帶，GMS實物圖如圖2所示。

3 結論

在此次設計中，通過利用GSM、傳感器等各個模塊與單片機相連接所設計的幼兒監護系統，解決了當代年輕父母迫于生活壓力，不得已留孩子一個人在家時，因為害怕孩子一個人在家會出什么事情，從而產生焦慮、煩躁等心情的問題，同時也在實際方面為孩子的安全提供了保障，讓孩子玩得開心，父母工作也舒心。