車內被困幼童GSM呼救器的設計

孫立香　黃春香　鹽城工業職業技術學院機電工程學院　江蘇鹽城　224005

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車內被困幼童GSM呼救器的設計

孫立香黃春香鹽城工業職業技術學院機電工程學院江蘇鹽城224005

【文章摘要】

本文介紹了一種車內被困幼童GSM呼救器，其利用STC89C52單片機作為核心控制部件，TC35模塊作為GSM通訊模塊，當幼童被困車內，呼救器能分析三種傳感器信息，同時將報警信息通過短信方式發送至預設的接收者手機上，從而使得幼兒成功獲救。

【關鍵詞】

單片機；TC35模塊；傳感器

隨著車輛的增多，兒童乘坐車輛的機會也大幅增加，相應兒童被留置車內的事件也不斷增多。不同于其他傷害，兒童被留置車內，所受到的傷害經常是致命的、不可逆轉的，這已經成了危害兒童成長和健康的重要因素。主因在于封閉車內缺氧和高溫，這會讓孩子出現窒息等癥狀，哪怕只有幾分鐘，對他們來說都是非常危險的。畢竟孩子小自我保護意識相對缺乏，尤其對于尚無自救能力的嬰幼兒，僅僅通過教育如何開展自救的方式來減少這種致命的傷害是遠遠不夠的，為此，迫切需要研究一款車內被困幼童GSM呼救器，當幼童被困車內時，呼救器能立即將報警信息通過短信方式發送至預設的接收者手機上，使接收者能在第一時間獲知進而采取相應的救助措施。

1　總體設計方案

本文設計的車內被困幼童GSM呼救器整體結構框圖如圖1所示，主要包括三個模塊：采集模塊、控制模塊和通訊模塊。采集模塊主要完成幼童的生理信息及環境溫度的采集，并將采集的信息傳送給控制模塊;控制模塊是整個呼救器的調度和運算的關鍵，它將采集模塊的模擬信號經A/D轉換成數字信號，再進行必要的分析，若判斷幼童可能發生被困情況后，立即將報警信息通過GSM通訊模塊發送至預設的接收者手機上，使接收者能在第一時間獲知并立即采取救助措施。

2　硬件介紹

2.1核心控制部件

系統采用STC89C52單片機作為控制核心，它是一種低功耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內有4K字節的在線可重復編程、快速擦除、快速寫入程序的存儲器。

圖1　系統總體設計方案

2.2TC35模塊介紹

TC35模塊是繼GSM手機外又一種非常重要的GSM移動通信系統的終端設備，即通常所說的GSM Modem，其引腳圖如圖2所示。它以GSM網絡作為無線傳輸網絡，不受地域、線路等影響，且運行成本低，TC35模塊是西門子公司為適應各個領域對無線數據傳輸業務的需求而開發的GSM模塊，它設計小巧、功耗很低，主要由GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源、閃存（Flash）等四部分組成。

圖2　TC35引腳圖

GSM基帶處理器是整個模塊的核心，它控制著模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過程。GSM射頻部分是一個單片收發器，它完成對射頻信號的接收和發送等處理。GSM模塊電源把外部輸入的電源電壓進行穩壓處理后供GSM基帶處理器和GSM射頻部分使用。TC35支持TIU TRS 232標準串行總線進行數據交換，所有操作的高電平都是CMOS電壓（2.65V），因而RS232接口芯片選用MAX公司的MAX232實現3.3V邏輯電平的串行數據轉換。

2.3信號輸入模塊

本設計中涉及到的傳感器有三種：加速度傳感器，聲音傳感器和溫度傳感器，其中加速度和聲音傳感器作為直接檢測的傳感器，溫度傳感器用于間接檢測的傳感器。加速度傳感器選用MMA7260QT三軸加速度傳感器，其利用了壓電效應的原理。由慣性定理：a=F/m?？芍?，在質量恒定（幼兒體重）的情況下，加速度與外力成正比例關系。又由加速度造成的晶體變形會產生電壓，只需計算產生電壓與加速度的關系，輸出電壓對應加速度的線性變化，同時對應外作用力的線性變化，即外作用力轉換成了單片機可以接收的電信號。溫度傳感器選用常用的三線制數字式DS18B20型溫度傳感器，具有小體積，低硬件開銷，強抗干擾能力，高精度的優點。聲音傳感器選用樂源測控公司最新研發的LY-S01聲音傳感器。

3　軟件結構

3.1總體流程

系統主要的任務是接收到幼兒哭鬧發出的振動頻率、聲音頻率、溫度及氧氣濃度等信息的上下限值，然后系統采集當前的上述各參數的實際值，若超過設定范圍則向指定者手機上發送短信。本系統所有數據均保存于STC89C52單片機自帶FLASH存儲器中。

3.2抗干擾和軟件濾波

由于在實際環境中會存在干擾信號，為了防止干擾對系統的影響而采用了各種抗干擾的算法。如采用中值濾波法對輸入信號進行了處理，有效的保證了信號的準確性，提高了系統的抗干擾能力。

4　小結

本文設計的呼救器是基于被困幼童而考慮的，具有一定的可行性，但系統存在許多缺點，如GSM短信在傳輸過程中由于網絡的問題可能存在丟失現象，如何獲得被困幼兒的最有利的信息等，但這些問題將在后續的精心設計中予以解決。

【參考文獻】

[1]彭芬．單片機C語言應用技術，西安電子科技大學出版社.2012.02

[2]吳玉田，王瑞光，鄭喜鳳，肖傳武.GSM模塊TC35及其應用[J].計算機自動測量與控制，2002，08：557-560.

[3]劉濤，張春業，韓旭東，李鵬.基于手機模塊TC35的單片機短消息收發系統[J].電子技術，2003，03：36-38.

【作者簡介】

孫立香，1981年1月出生，女，籍貫：山東淄博，講師，研究方向：嵌入式應用，儀器儀表。