基于互聯網+的兒童安全監護系統的研究與設計

黃凌霄　莊垚　鄭少強　曾杰明

摘要：隨著兒童安全事故的增加，兒童安全監護已成為社會的熱點問題。為了克服目前國內兒童監護產品存在的定位信號不穩定、功能不夠完善、缺乏系統性管理、監護力不足、監護不實時等問題，本系統采用信息技術和移動互聯網技術，提出了一個基于互聯網+的兒童安全監護系統，通過搭建服務器端，連接兒童終端和監護人端，存儲并處理相關信息，實現了系統化管理，達到實時監護的目的。本系統通過功能測試，驗證了可行性。

關鍵詞：兒童安全;監護;GPS;GPRS;服務器

中圖分類號：TN914.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0175-02.

0 引言

隨著信息技術的發展，國內外的市場都研發出了功能各異的兒童智能產品。目前市面上的兒童安全產品以智能手表、定位腕表等居多，品牌眾多，型號也各不相同，并且價格差距大。綜合用戶的反饋可知，大多數人表示這些產品的定位信號不夠穩定、功能不夠齊全、家長監護的參與度不夠、缺乏系統性的管理等[1-3]。

針對以上問題，本文通過搭建服務器，實現信息的系統管理，連接在學兒童與監護人，實現一個基于互聯網+的兒童安全監護系統，達到實時監護的目的。

1 系統的總體設計

系統由三個部分構成，結構如圖1所示，包括兒童終端、服務器和監護人APP，其中服務器架設在阿里云，存儲并連接兒童終端和監護人，達到實時監控的目的，實現一個互聯網+兒童安全監護系統。具體的功能如下：

（1）終端功能：接收服務器發送的區域設置信息（來自監護人）并存儲;利用GPS實時采集兒童的定位數據并通過GPRS傳送至服務器;當兒童進入或離開特定區域時，向服務器或監護人推送區域提醒信息。（2）服務器功能：建立數據庫表，保存監護人和兒童的基本信息、監護人設置的區域位置信息（學校區域、家區域、危險區域、關注區域等）;實時保存終端定時發送的GPS信息;接收終端發送的區域提醒信息并推送至相應的監護人。（3）監護人APP功能：與特定的終端（兒童）綁定，設置區域信息并推送至服務器;實時查詢終端的當前位置和運動軌跡并調用地圖顯示;實時接收區域提醒，實現與綁定兒童的一鍵雙向通話。三部分通過花生殼連接，將局域網映射到公網，以實現終端、服務器端、監護人端的實時連接和信息傳輸。

2 主要模塊設計

2.1 兒童端——智能終端設計

該系統電路采用模塊化設計，包括微處理器、顯示模塊、緊急求助模塊、報警模塊、GPS定位模塊、GPRS通信模塊及輔助的控制電路等。

（1）采用德州儀器（TI）的MSP430F249微控制器芯片，它是一款具有RISC結構的單片機處理器，處理速度快，具有超低功耗，適用于本終端。（2）采用SIM928模塊實現終端的GPS定位和GPRS通信，該模塊在軟硬件上完全兼容舊版的SIM908，并且將GPRS和GPS通過表面組裝技術封裝在一起，減少的電路復雜程度，利于調試和燒寫，能夠實現快速和高精度定位。（3）采用Nokia5110液晶顯示屏，該顯示屏電路簡單，低功耗、所需連接引腳少、運行速度快、易于安裝與拆卸，成本較低。

2.2 服務器端

系統服務器是在JDK環境下，利用Eclipse軟件編寫相關驅動程序，在SQL server 2016系統搭建下，利用SQLyog軟件設置兒童信息表、位置信息表、標記區域信息表、監護人信息表等，同時實現對兒童及監護人信息的管理和儲存。

先搭建JDK開發環境，再按需求分模塊開發，服務器模塊包括三個：用戶模塊、地圖模塊和實時軌跡模塊。用戶模塊主要處理登陸、注冊、初始化并加載相關的用戶邏輯數據;地圖模塊主要處理網頁地圖數據管理，客戶端區域信息的設置等;實時軌跡模塊存儲并處理終端上傳的數據、接收客戶端請求的數據并反饋等。

2.3 監護人端APP設計

該APP的開發主要用到Android Studio工具和JDK 1.8，通過JAVA語言編寫實現。監護人APP設置了三個模塊：區域設置模塊、定位模塊和實時監控模塊。具體方案如下：（1）區域設置模塊把學校和家設置為安全區域，在家里和學校的路途中，設置幾個關注區域和危險區域等，并將信息推送至服務器，服務器保存數據并將數據發送至對應的兒童終端，兒童終端保存區域信息，并以此來判斷所處區域并做出相應的提醒和推送。（2）定位模塊利用高德地圖的API接口，利用高德地圖的Android中的Demo來實現定位服務。（3）實時監控模塊主要實現兒童運動軌跡在地圖中的顯示。終端實時上傳位置信息至服務器，監護人APP向服務器請求兒童的運動軌跡信息并將其顯示在地圖中。通過實時更新高德地圖軌跡，實現實時位置監控。

3 系統測試與結果分析

首先，在花生殼的初始界面輸入正確的賬號和密碼，提示連接服務器成功，再結合另外兩部分進行系統總體調試：

（1） 終端—>服務器：終端連接服務器成功后，可以看到服務器端的數據庫顯示終端的當前信息，包括終端設備號、經緯度、兒童當前的安全狀態等信息。（2）兒童到達危險區域—﹥客戶端接收到短信，客戶端收到終端發來的“SOS”報警短信。（3）終端采集到位置信息數據—﹥監護人接收并實現地圖定位和運動軌跡顯示。如終端在學校區域顯示當前狀態（IN SCHOOL），監護人端接收到終端的定位信息和運動軌跡與終端的實際信息一致。

4 結語

本文利用信息技術、GPS和GPRS等通信技術，提出一個基于互聯網+的兒童安全監護系統，解決了目前存在的系統化不夠、監護力不足、監護不夠實時等問題。通過系統測試后驗證了可行性，為兒童安全監護系統的設計提供了可選方案。

參考文獻

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Research and Design of Internet+Child Safety Monitoring System

HUANG Ling-xiao， ZHUANG Yao， ZHENG Shao-qiang， ZENG Jie-ming

（Information Engineering College， Yango University， Fuzhou Fujian? 350015）

Abstract：With the increase of child safety accidents， child safety monitoring has become a hot issue in society. In order to overcome the problems of unstable location signal， imperfect functions， lack of systematic management， lack of monitoring and real-time monitoring， etc. This system adopts information technology and mobile Internet technology to put forward an Internet +child safety monitoring system. By building the server， connecting the child terminal and the guardian， storing and processing relevant information， it achieves systematic management and real-time monitoring purposes. The feasibility of the system is verified by functional testing.

Key words：child safety; monitoring; GPS; GPRS; server