CN201638351U - 一种用于防止儿童走失的电子智能定位装置 - Google Patents

一种用于防止儿童走失的电子智能定位装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于防止儿童走失的电子智能定位装置，包括单片机中央控制器、与单片机中央控制器电连接的GPS信号接收和处理模块、GSM/GPRS网络通讯模块、报警模块、与GSM/GPRS网络通讯模块电连接的麦克风语音接收模块、为所述各功能模块供电的电源模块。本实用新型定位装置可以精确对佩戴者进行定位，同时传送该定位信息到预设置的信息接收终端，以便查询，可以远程启动监听周围声音的功能并将语音信息发送到预设置的接收终端，当佩带者感到危险时，还可以发送短消息信息到预设置的接收终端，提供当前位置信息并求救。本实用新型使用方便、便于携带，适合儿童、精神类疾病患者等易走失人群。

Description

一种用于防止儿童走失的电子智能定位装置
技术领域
本实用新型属于无线定位装置，具体涉及一种实时查找青少年及儿童的当前位置，并具有报警功能的用于防止儿童走失的电子智能定位装置。
背景技术
青少年及儿童由于自我保护能力和对社会的分辨能力较差，属于易走失人群。每天都有青少年儿童走失的案件发生，他们或被拐卖，或被绑架，处于危险境地。还有一些人群由于患有精神类疾病而易走失，使他们的家人每天处于担忧之中。现在还没有一种便于携带，容易使用，而且成本造价低的儿童定位系统来实时查询儿童所在位置以保证儿童的安全，远程启动监听周围声音的功能以确认儿童所处的环境，并且在儿童感到危险时能够信速报警和提供当前位置信息以便解救。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种定位精确、功能丰富、使用方便的用于防止儿童走失的电子智能定位装置。
实现本实用新型目的采用的技术方案是：用于防止儿童走失的电子智能定位装置包括单片机中央控制器、与单片机中央控制器电连接的GPS信号接收和处理模块、GSM/GPRS网络通讯模块、报警模块、与GSM/GPRS网络通讯模块电连接的麦克风语音接收模块、为所述各功能模块供电的电源模块。
所述定位装置上设有一手动开关用于控制开启或关闭各个功能模块。当按下该开关时将打开电源，启动各个功能模块的运行，再次按下该键时将关闭本系统。
所述定位装置上还设有一与报警模块电连接的手动求救报警键(SOS)，为防止误操作，当连续按下该键5秒钟以上，即通过单片机中央控制器查询所在位置，并控制GSM/GPRS网络通讯模块采用短消息的方式发送该位置到预设置的信息接收终端，例如手机或电子邮件地址，进行呼救。
为了便于用户使用，可采用充电电源，在所述定位装置上设有电源充电接口。
本实用新型的使用时，将定位装置佩戴在儿童(或精神类疾病患者)上，当本实用新型系统启动后，GPS信号接收和处理模块将接收全球定位系统GPS的卫星信号，并实时计算出定位装置目前所在位置。预设置的信息接收终端，例如用户手机、电脑等，通过GSM/GPRS网络与该定位装置的GSM/GPRS网络通讯模块以短消息的方式进行通讯，实时查询该定位装置所在位置。预设置的信息接收终端也可以通过GSM/GPRS网络发送短消息远程控制启动该定位装置的监听周围声音的功能。当该定位装置接收到监听周围声音的指令后，将启动麦克风语音接收模块，并通过GSM/GPRS网络通讯模块与预设置的信息接收终端进行语音通讯传送该定位装置周围的声音信息。当该定位装置携带者感到危险并想呼救时，可按下手动求救报警键(SOS)5秒以上，该定位装置将通过GPS信号接收和处理模块查询现在所处的位置，并通过GSM/GPRS网络通讯模块发送包含有地址信息的求救信息到预设置的信息接收终端。
本实用新型定位装置可以精确对佩戴者进行定位，同时传送该定位信息到预设置的信息接收终端，例如手机或电子邮件地址，以便查询，可以远程启动监听周围声音的功能并将语音信息发送到预设置的接收终端，例如手机，当佩带者感到危险时，还可以发送短消息信息到预设置的接收终端，提供当前位置信息并求救。为了便于佩戴，可以将定位装置做成手表、腕圈等形式的产品。因此，本实用新型具有定位精确、功能丰富、使用方便、便于携带的优点，适合儿童、精神类疾病患者等易走失人群。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型定位装置功能模块的结构示意图。
图2是本实用新型定位装置的控制面板示意图。
图3是本实用新型定位装置中GSM/GPRS网络通讯模块的硬件连接示意图。
图4是本实用新型定位装置的程序流程示意图。
具体实施方式
用于防止儿童走失的电子智能定位装置如图1所示，包括单片机中央控制器、与单片机中央控制器电连接的GPS信号接收和处理模块、GSM/GPRS网络通讯模块、报警模块、与GSM/GPRS网络通讯模块电连接的麦克风语音接收模块、为所述各功能模块供电的电源模块；定位装置还包括一控制板面，如图2所示，控制板面上设有一手动开关用于控制开启或关闭各个功能模块，设有一与报警模块电连接的手动求救报警键(SOS)，为防止误操作，可以设置当连续按下该键5秒钟以上，即向预设置的信息接收终端，例如手机或电子邮件地址发出求救信号，定位装置上设有电源充电接口。定位装置可做成便于携带的手表、腕圈等形式的产品。
本实用新型中各模块的具体应用如下：
1、GPS信号接收和处理集成模块。
GPS信号接收和处理集成模块用于接收GPS卫星的信号，并计算出本实用新型目前所在位置。采用的GPS信号接收和处理集成模块是由SiRFTechnology公司生产的SiRFstarIII芯片，由有20信道的GPS天线，变频器、信号通道、微处理器和存储单元组成。GPS信号接收和处理集成模块通过串行口1向单片机中央控制器发送定位坐标；单片机中央控制器也可以向GPS信号接收和处理集成模块发送设置命令，以控制GPS信号接收和处理集成模块的状态和工作方式。
2、GSM/GPRS网络通讯模块。
由于GSM/GPRS网覆盖面广，无需建网、维护，而且GSM/GPRS网可靠性高、误码率低，使用短消息功能或GPRS进行数据传输，费用比较低，因此选用GSM网络来进行所叙实用新型电子智能系统与预设置的信息接收终端的通信。
使用GSM/GPRS网络通讯模块可以方便地利用GSM网络进行通讯。GSM/GPRS网络通讯模块采用的是由是中兴通讯推出的GSM无线双频调制解调器MZ28，它集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，主要为语音传输、短信发送和数据业务提供无线接口。
所述单片机中央控制器与MZ28通过标准的串行口(RS232)并采用一定的波特率进行通信。GSM模块与SIM卡之间主要通过SIMCLK和SIMDATA信号线进行数据通信。单片机可以通过AT命令控制GSM模块使其发送短消息，使用GPRS传送数据或进行语音信息传递。GSM模块还支持驱动麦克风来获取该系统周围的语音信息并传送到预设置的信息接收终端。GSM/GPRS网络通讯模块的硬件连接如图3所示。
3、报警模块
报警模块接收来自本实用新型控制面板上的手动求救报警键(SOS)的控制信号。当按下该键时将有一数字高电平产生，同时该报警模块对该数字高电平进行计时。为防止误操作，该手动报警键需被按下5秒钟以上。如果该手动报警键被按下超过5秒钟，报警模块将产生电信号通过单片机中央控制器的中断输入接口与单片机中央控制器通讯。当单片机接受到报警中断后，将通过串行口1控制GPS信号接收和处理模块获取当前的位置信息，并通过串行口2控制GSM/GPRS网络通讯模块发送含有该位置信息的报警信息到预设置的信息接收终端。
4、麦克风语音接收模块。
麦克风语音接收模块由GSM/GPRS网络通讯模块驱动和控制。当预设置的信息接收终端远程启动监听周围声音的功能时，GSM/GPRS网络通讯模块将驱动该模块来接收周围的声音信息并传送到预设置的信息终端。
5、单片机中央控制器。
本定位装置集成控制的实现是由基于单片机中央控制器实现的。选用的单片机中央控制器是由Winbond Electronics公司生产具的有两个串口的高性能单片机W77E58。。该芯片是具有32K字节可编程可擦除只读存储器，多个中断接口，多个串行接口，多个双向数电输入输出接口，计时器，数字输入输出接口的低电压，高性能CMOS的8位微处理器。在定位装置中，主控单片机负责接收用户的手动求救报警键(SOS)输入信号和GPS输入信号；对GPS信号进行计算，以获得当前的经、纬度坐标；接收并解析由预设置的信息接收终端中心通过GSM/GPRS网络发送的短消息命令；按命令进行上传定位坐标、发送报警短消息等操作。
由于单片机与GPS信号接收和处理模块、GSM/GPRS网络通讯模块、报警模块之间的通讯是不定期、不定长的通讯，为了保证不出现阻塞情况，定位装置采用中断接收方式：把接收到的所有数据在中断过程中放入对应的循环缓冲区之中，然后由主程序解析接收到的串口数据。单片机还要响应手动求救报警键被按下时触发的中断。
本实用新型的主要功能是由主程序完成的。主程序采用状态机的系统结构，其流程如图4所示。终端可以处于8种状态：空闲、上传定位信息、定时上传定位信息、拨号、语音监听中、网络无法连通、GPS无法定位、报警。状态间的切换主要由预设置的信息接收终端通过GSM网络发送短消息命令控制。
程序工作时先进行初始化工作，然后进入主控制循环。在主控制循环中首先检查是否有报警中断请求，如果有则控制GSM/GPRS网络通讯模块获取当前位置信息，并通过GSM/GPRS网络通讯模块发送报警短消息到预设置的信息接收终端。然后，检查GSM数据缓冲区中是否有完整的GSM数据包，如果有则进行解析，并根据协议中的控制命令改变定位装置所处的状态。接着判断GPS数据缓冲区中是否有完整的GPS数据包，如果有则取出并解析出当前的全球定位坐标，以供上传坐标时使用。最后根据定位装置所处的状态对其进行操作，例如：如果定位装置处于上传定位消息的状态，则控制GSM/GPRS网络通讯模块上传定的消息。
6、电源模块
电源模块用于给定位装置中的其它模块供电。GSM/GPRS网络通讯模块在发送和接收数据时需要的电流比较大，选用了National公司的LM2576电源芯片。它是一种PWM方式调制的高功率稳压芯片，可以提供高达3.5A的尖锋电流。为方便用户使用，该电源模块可通过AC交流电源充电，以供多次使用。

Claims (5)

1.一种用于防止儿童走失的电子智能定位装置，其特征是包括单片机中央控制器、与单片机中央控制器电连接的GPS信号接收和处理模块、GSM/GPRS网络通讯模块、报警模块、与GSM/GPRS网络通讯模块电连接的麦克风语音接收模块、为所述各功能模块供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的用于防止儿童走失的电子智能定位装置，其特征是设有一手动开关用于控制开启或关闭各个功能模块。
3.根据权利要求1或2所述的用于防止儿童走失的电子智能定位装置，其特征是还设有一与报警模块电连接的手动求救报警键(SOS)。
4.根据权利要求1所述的用于防止儿童走失的电子智能定位装置，其特征是设有电源充电接口。
5.根据权利要求3所述的用于防止儿童走失的电子智能定位装置，其特征是设有电源充电接口。
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