CN105551187A - 一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统及方法 - Google Patents

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    • G08B21/0202—Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
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Abstract

本发明涉及一种基于射频识别技术来实现让小孩远离危险的预防系统及方法，包括电子标签以及带阅读器的终端设备，阅读器用于读取电子标签的信息，终端设备包括报警系统，阅读器与报警系统相连。本发明采用射频识别技术构建标签网络来进行信息的传输，当小孩接近危险源时及时发出警报予以提醒孩子远离，同时也提醒监护人注意采取措施，避免孩子发生潜在的危险；也可以用于小孩的户外防丢预防，使小孩处于监护人的监护范围内，离开监护范围则通过发出警报予以提醒，有效防止孩子走失或被拐。

Description

一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于射频识别技术来实现让小孩远离危险的预防系统及方法。
背景技术
孩子年龄幼小，自我保护意识薄弱且好奇好动，需要大人的保护使其远离危险。近年来，因大人监管不利造成孩子丢失、高空坠落和烫伤等事件媒体报道屡见不鲜，孩子发生意外，给家庭造成巨大的创伤。
对孩子的监管，多采用监护人看管，需要无时无刻的注视着孩子的一举一动，通过语言提醒和行为制止来避免孩子发生危险。但当监护人需要看管多个小孩（如幼儿园），或监护人临时走开，孩子离开监护人的视线，发生危险的风险大大增加。开发一种提醒孩子远离危险的预警系统，使大人及时得知孩子正接近危险源可以及时制止的预防系统十分必要。
射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，自动辨识与追踪该物品。现有射频识别技术应用广泛，且成本低。对于射频识别系统的非接触识别，它的信号能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢等恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。射频识别标签具有体积小型、形状多样、抗污染能力强和耐久性高的特点。这种优势使得射频识别技术能够运用于多种场合，并得到理想的效果。
发明内容
基于上述考虑，本发明提供一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，让孩子接近危险源时及时发出警报，提醒孩子远离同时也提醒监护人采取措施。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，包括电子标签以及带阅读器的终端设备，阅读器用于读取电子标签的信息，终端设备包括报警系统，阅读器与报警系统相连；所述电子标签包括分别连接第一微控制器和第一天线的第一无线射频模块，第一电源分别给第一无线射频模块、第一微控制器和第一天线供电；所述阅读器包括分别连接第二微控制器和第二天线的第二无线射频模块，第二电源分别给第二无线射频模块、第二微控制器、第二天线和报警系统供电。
所述电子标签为有源电子标签，电子标签的读取距离可调整。
所述第一无线射频模块、第二无线射频模块、第一微控制器和第二微控制器均采用NRF24LE1高集成度无线收发芯片。
所述报警系统为有源蜂鸣器。
所述第一电源采用CR2025纽扣电池。
所述第一天线采用PCB单端天线。
所述第二天线采用PCB单端天线。
本发明还提供一种利用上述技术方案中的预防系统实现小孩远离危险的预防方法，其步骤为：将电子标签安装于各处危险源的所在地，带阅读器的终端设备由孩子随身携带，设置电子标签的传输距离，电子标签不断发射信号，阅读器若检测到电子标签发射的信号发送给第二微控制器，第二微控制器控制报警系统发出警报。
还可以将上述方案中的预防系统用于小孩户外防丢，其方法为：将电子标签佩戴于小孩身上，带阅读器的终端设备由监护人随身携带，并设置好电子标签的传输距离，阅读器在电子标签的传输距离范围内读取到信息，则报警系统不启动；当阅读器无法读取来自于电子标签的信息时，建立通信问答机制，电子标签每隔五秒发送一个信号，若阅读器仍未接收到信号则第二微控制器控制报警系统发出警报。
本发明采用射频识别技术构建标签网络来进行信息的传输，当小孩接近危险源时及时发出警报予以提醒孩子远离，同时也提醒监护人注意采取措施，避免孩子发生潜在的危险；也可以用于小孩的户外防丢预防，使小孩处于监护人的监护范围内，离开监护范围则通过发出警报予以提醒，有效防止孩子走失或被拐。
以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。
附图说明：
图1为本发明用于小孩危险预防的架构图；
图2为本发明用于小孩户外防丢的架构图；
图3为本发明射频识别技术原理框图；
图4为本发明用于危险预防的实现流程图；
图5为本发明用于户外防丢的实现流程图。
具体实施方式：
结合图1至图5所示，本发明提供的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，包括电子标签1以及带阅读器21的终端设备2，阅读器21用于读取电子标签1的信息，终端设备2包括报警系统3，阅读器21与报警系统3相连；电子标签1包括分别连接第一微控制器和第一天线的第一无线射频模块，第一电源分别给第一无线射频模块、第一微控制器和第一天线供电；阅读器21包括分别连接第二微控制器22和第二天线的第二无线射频模块，第二电源分别给第二无线射频模块、第二微控制器22、第二天线和报警系统3供电。
上述方案中的第一无线射频模块、第一微控制器、第二无线射频模块、第二微控制器22都采用了NORDIC公司生产的NRF24LE1高集成度无线收发芯片。NRF24LE1中内嵌2.4Ghz低功耗无线收发内核NRF24L01，室内传输距离可达30~40米，室外传输距离可达100~200米，且有高性能51内核，是标准51速度的12倍。其相当于射频模块与51单片机的集成，所以本系统采用它来代替射频模块和微控制器模块。且其提供了丰富的外设：SPI，IIC，UART，6至12位ADC，PWM和一个用于电压等级系统唤醒的超低功耗模拟比较器。其内置电压调节器，可工作在1.9V~3.6V下。
报警系统采用有源蜂鸣器，可用微控制器直接控制，方便快捷；第一电源采用CR2025纽扣电池，其标称电压为3V；考虑到电子标签体积小，本系统中的第一天线采用PCB单端天线；电子标签为有源电子标签，电子标签的读取距离可根据需要进行调整。
当将上述方案中的预防系统用于小孩远离危险预防时，如图4所示，将电子标签1分别安装于各处危险源的所在地，如窗口、大门、危险电器等，带阅读器21的终端设备2由孩子随身携带，并设置各个电子标签1的传输距离，第二天线采用PCB单端天线。当小孩与电子标签1的距离大于电子标签1的传输距离时，阅读器21接收不到信号，则报警系统3不启动；若孩子接近危险源所在地的电子标签1时，阅读器21接收到来自于电子标签1发出的信号，则传递给第二微控制器22，第二微控制器22启动报警系统3发出警报，蜂鸣器响，提醒孩子远离此处，也提醒监护人及时制止孩子继续接近，避免意外事件的发生。
当将上述方案中的预防系统用于小孩户外防丢预防时，如图5所示，将电子标签1佩戴于孩子身上，带阅读器21的终端设备2由监护人随身携带，并设置好电子标签1的传输距离，第二天线采用PCB单端天线。当小孩与监护人的距离小于设定的电子标签1的传输距离时，阅读器21可读取到电子标签1的信息，并将信息发至第二微控制器22，第二微控制器22分析信息后并不启动报警系统3；但当阅读器无21无法读取到电子标签1的信息时，可能由于户外人员密集或其他物品的遮挡，此时通过建立通信问答机制解决这一问题，使电子标签1上的第一微控制器控制电子标签1每隔5秒发送一个信号，若阅读器21在电子标签1连续发出十次信号后仍然没有接收到信号，则表明小孩与监护人的距离超过所设定的电子标签1的传输距离，此时没有信息发送至第二微控制器22，第二微控制器22则启动报警系统3工作，蜂鸣器响，提醒监护人小孩在远离。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：包括电子标签以及带阅读器的终端设备，阅读器用于读取电子标签的信息，终端设备包括报警系统，阅读器与报警系统相连；所述电子标签包括分别连接第一微控制器和第一天线的第一无线射频模块，第一电源分别给第一无线射频模块、第一微控制器和第一天线供电；所述阅读器包括分别连接第二微控制器和第二天线的第二无线射频模块，第二电源分别给第二无线射频模块、第二微控制器、第二天线和报警系统供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述电子标签为有源电子标签，电子标签的读取距离可调整。
3.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述第一无线射频模块、第二无线射频模块、第一微控制器和第二微控制器均采用NRF24LE1高集成度无线收发芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述报警系统为有源蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述第一电源采用CR2025纽扣电池。
6.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述第一天线采用PCB单端天线。
7.根据权利要求1所述的一种基于射频识别技术的小孩危险预防系统，其特征在于：所述第二天线采用PCB单端天线。
8.根据权利要求1至7所述的任一基于射频识别技术的小孩危险预防方法，其特征在于：将电子标签安装于各处危险源的所在地，带阅读器的终端设备由孩子随身携带，设置电子标签的传输距离，电子标签不断发射信号，阅读器若检测到电子标签发射的信号发送给第二微控制器，第二微控制器控制报警系统发出警报。
9.根据权利要求1至7所述的任一基于射频识别技术的小孩户外防丢预防方法，其特征在于：将电子标签佩戴于小孩身上，带阅读器的终端设备由监护人随身携带，并设置好电子标签的传输距离，阅读器在电子标签的传输距离范围内读取到信息，则报警系统不启动；当阅读器无法读取来自于电子标签的信息时，建立通信问答机制，电子标签每隔五秒发送一个信号，若阅读器仍未接收到信号则第二微控制器控制报警系统发出警报。
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