基于单片机的幼儿监护系统

张金龙 吴 其

(沈阳工学院信息与控制学院，辽宁 抚顺 113122)

1 设计背景

如今的社会发展越来越快，90后父母的压力也越来越大，单方面的工作对于一般家庭来说是会承受很大的经济压力。所以说，一般情况下父母双方都会出来工作，那么就造成了对于幼儿时期刚会跑跳的孩子安全没有办法进行保障。为了解决幼儿安全问题，以保证孩子的安全健康，设计了幼儿监护系统。幼儿监护系统可以放在家庭内对于孩子来说危险的地方，如果孩子单独在家时自己不小心遇到危险，此时我们设计的红外传感器就会将这个信号发送给单片机，单片机在接收到对应的信号会有语音的播报，同时我们在单片机中所设计的报警板块也会启动，最后归结到GSM模块中，产生的效果就是系统会将从孩子那里发送来的报警信息和现在所处的位置传送给家长，以便让家长有进一步的动作。

2 设计原理

本次设计是以STC89C52单片机为核心的幼儿监护系统设计，该设计的硬件部分是由STC89C52单片机、测温检测、语音通知模块、声音报警模块、按键、GSM模块、上位机软件和LED指示灯组成。工作时通过各个模块发送给单片机的信号，再由单片机反馈回来给予操作指令来控制所有模块的工作，通过所编写的程序来设定对应检测模块的设定值工作，最后所有模块的分工工作来形成一套的系统。此次设计中是将幼儿作为检测量，检测出来的结果通过GSM模块发送到上位机中。幼儿监护系统框图如图1所示。

图1 幼儿监护系统的设计框图

所用到的GSM模块是由GSM射频芯片、基带处理芯片和存储器等器件所组成的一个功能模块，在这个功能模块中，它具有自己独立的操作系统，同时还能够进行GSM的射频处理和基带的处理，并为其配置了标准接口，这也就是说，通过这个模块，可以发送SMS短信，能够语音通话，还能够进行GPRS的数据传输等等，只要是基于GSM网络进行通信的基本功能，都可以通过这个模块实现。

除了GSM模块，温度模块是在实现本次设计的过程中的另一个重要组成部分。在设计中我们使用数字温度传感器DS18B20作为所需要的温度传感器模块，该温度传感器的特点是体积很小，使用起来也较为方便。DS18B02是现代的一种新型测温元件，该元件最大的特点就是可以比较准确地测量出当前周围环境的温度值，并且在实际的情况下可以根据孩子的体温来设定温度的范围值，既可以防止误报警，又可以更好地根据孩子的体温来监护孩子。

图2 GMS实物图

该装置需要安装在家里对孩子来说相对危险的地方，比如厨房的煤气罐附近，家里放药品的抽屉或者是阳台等位置，当孩子接近这些危险区域的时候，在一旁安装的温度传感器能够感知到孩子的体温，声音报警模块就会报警，同时语音通知模块也会启动，告诉孩子应该远离这些危险区域，并且单片机也会控制GSM模块将提前设置编辑好的短信发送到与GMS模块绑定的手机号上，提醒家长注意孩子靠近危险地带，GMS实物图如图2所示。

3 结论

在此次设计中，通过利用GSM、传感器等各个模块与单片机相连接所设计的幼儿监护系统，解决了当代年轻父母迫于生活压力，不得已留孩子一个人在家时，因为害怕孩子一个人在家会出什么事情，从而产生焦虑、烦躁等心情的问题，同时也在实际方面为孩子的安全提供了保障，让孩子玩得开心，父母工作也舒心。