CN203535762U - 一种基于gps/gsm 的幼儿园校车安全预警装置 - Google Patents

Abstract

一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，人员检测模块包括传感器、传感器信号处理电路和无线信号发射模块，信号处理模块包括MCU控制系统、无线信号接收模块和语音模块，定位求救模块包括通信终端、GPS模块、GSM模块和选通电路；传感器信号处理电路分别连接传感器和无线信号发射模块，无线信号发射模块与无线信号接收模块链接，MCU控制系统连接无线信号接收模块和语音模块，MCU控制系统还与选通电路相连，选通电路分别通过GPS模块和GSM模块与通信终端连接；它能够在幼儿被遗忘在校车内时，充分检测到车内的幼儿，通过语音系统向周围的行人进行有效的求救，精确的定位信息能够使救援人员锁定位置信息，对被遗忘的幼儿进行及时有效的救援。

Description

一种基于GPS/GSM 的幼儿园校车安全预警装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆安全预警装置，尤其涉及一种基于GPS/GSM 的幼儿园校车安全预警装置。 

背景技术

随着经济社会的发展，学前教育事业也得到了飞速的发展。近年来，幼儿园校车安全事件时有发生，校车安全问题频频受到社会关注。幼儿园校车发生安全事故的原因大致可以分为相撞和遗忘，其中，由于跟车教师或司机有意无意将幼儿长时间“遗忘”在校车内，导致幼儿闷死在校车内最让人痛心疾首。据不完全统计，遗忘致死的惨剧在2007年发生5起、2010年发生4起、2011年发生3起、2012年发生3起，分析发生校生事故大致有两个原因：一是监督管理不够到位，二是校车的安全预警设施不够完善。而目前的还没有相关技术预防和解决幼儿被长时间遗忘在校车内的校车安全事故等问题。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种基于GPS/GSM 的幼儿园校车安全预警装置，它具有为遗忘在校车内的幼儿发送求救信息，安全可靠和结构简单实用的优点。 

本实用新型是这样来实现的，它包括人员检测模块、信号处理模块和定位求救模块，所述的人员检测模块包括传感器、传感器信号处理电路和无线信号发射模块，所述的信号处理模块包括MCU控制系统、无线信号接收模块和语音模块，所述的定位求救模块包括通信终端、GPS模块、GSM模块和选通电路；传感器信号处理电路分别连接传感器和无线信号发射模块，无线信号发射模块与无线信号接收模块链接，MCU控制系统连接无线信号接收模块和语音模块，MCU控制系统还与选通电路相连，选通电路分别通过GPS模块和GSM模块与通信终端连接； 

所述传感器为人体热释电红外线传感器；

所述传感器信号处理电路包括芯片BISS0001、电容和外围电阻；

所述无线信号发射模块包括编码芯片HS2262A-R4、声表面谐振器、电阻和电容；

所述无线信号接收模块包括解码芯片HS2272A-R4、电阻和线圈；

所述MCU控制系统包括STC89C52单片机和电平转换电路，所述电平转换电路是由三极管及电阻等器件组成用于完成对解码芯片的输出信号到MCU控制系统的TTL电平匹配；

所述语音模块包括ISD1700芯片、咪头和喇叭；

所述信号处理模块中还包括延时控制电路，延时控制电路是由数码管、四脚开关和电阻组成；

所述选通电路包括二极管、继电器、电容和电阻；

所述GPS模块和GSM模块均包括RF射频芯片、基带芯片、核心CPU、GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器和功放。 

本实用新型的技术效果是：本实用新型能够在幼儿被遗忘在校车内的情况下，充分检测到车内的幼儿，通过语音系统向周围的行人进行有效的求救，通过求救和定位系统向父母、学校、校车接送人员发送求救信息及拨打求救电话，精确的定位信息能够使救援人员锁定位置信息，对被遗忘的幼儿进行及时有效的救援，对校车的安全具有积极的作用。该系统的制作简单、成本相对较为低廉，适合安装于幼儿园校车内，具有很大的市场需求。 

附图说明

图1为本实用新型的结构方框图。 

具体实施方式

本实用新型是这样来实现的，如图1所示，它包括人员检测模块、信号处理模块和定位求救模块，所述的人员检测模块包括传感器、传感器信号处理电路和无线信号发射模块，所述的信号处理模块包括MCU控制系统、无线信号接收模块和语音模块，所述的定位求救模块包括通信终端、GPS模块、GSM模块和选通电路；传感器信号处理电路分别连接传感器和无线信号发射模块，无线信号发射模块与无线信号接收模块链接，MCU控制系统连接无线信号接收模块和语音模块，MCU控制系统还与选通电路相连，选通电路分别通过GPS模块和GSM模块与通信终端连接； 

所述传感器采用的是人体热释电红外线传感器。

所述传感器信号处理电路由芯片BISS0001、外围电阻、电容构成。 

所述无线信号发射模块是由编码芯片HS2262A-R4、声表面谐振器及电阻、电容组成。 

所述无线信号接收模块由解码芯片HS2272A-R4，及电阻、线圈共同组成，具有外部元件少、应用范围广的特点，能够对HS2262A-R4的编码信号进行接收，解码处理。 

所述MCU控制系统由STC89C52单片机及电平转换电路构成，所述电平转换电路是由三极管及电阻等器件组成用于完成对解码芯片的输出信号到MCU控制系统的TTL电平匹配。 

所述语音模块是由ISD1700芯片、咪头、喇叭等电子元件组成，能够进行语音的录制、播放。 

所述信号处理模块中还包括延时控制电路，所述延时控制电路是由数码管、四脚开关、电阻等元件组成。 

所述选通电路是由二极管、继电器、电容、电阻组成，用于接收MCU控制系统的求救定位启动信号，通过控制继电器触发GPS和GSM模块进入定位和求救的模式。 

所述GPS模块和GSM模块是由RF射频芯片、基带芯片、核心CPU、GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放组成，该模块是基于GSM网络通信，具有发送SMS短信、语音通话、GPRS数据传输等功能，且能够精确定位并接收详细的经纬信息。 

一、人员检测模块：该模块由以下几个部分构成： 

（1）传感器采用的是人体热释电红外线传感器RE200B，该传感器是运用红外线敏感材料薄片制作而成，其工作性能类似于电容，将极性相反的两薄片连接组成一个电荷平衡器，根据电荷的平衡原理制作而成，经场效应管阻抗变换输出信号。传感器的前端覆盖一层滤光层，能够滤除阳光、灯光等红外光，专门用于检测人体所产生的红外线，在增加菲涅尔透镜的情况下其检测范围能够达到7米。此传感器具有检测灵敏度高、体积小及价格低的特点，其性能能够很好的满足系统要求。

（2）红外热释电处理电路是由处理芯片BISS0001、外围电阻、电容等电子元件组成。对热释电红外线传感器所得到的微弱信号进行多级放大、滤波、整形，并对输出信号进行延时和封锁控制，从而获得一个电平信号。BISS0001芯片由CMOS工艺制作而成，是一种数模混合芯片，具有独立的高输入阻抗运算放大器，内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰。 

（3）无线信号发射模块是由编码芯片HS2262A-R4、声表面谐振器及电阻、电容组成。HS2262A-R4芯片是由CMOS工艺制造的编码电路，具有功耗低、外围电路少、地址码丰富等特点，广泛的应用于各类电路中。该模块主要用于对红外热释电红外线传感器处理电路所得到的信号进行编码发射。 

二、信号处理模块：该模块由以下几个部分构成： 

（1）无线信号接收模块由解码芯片HS2272A-R4，及电阻、线圈共同组成，具有外部元件少、应用范围广的特点，能够对HS2262A-R4的编码信号进行接收，解码处理。

（2）电平转换电路是由三极管8050及电阻等器件组成，完成对解码芯片的输出信号到MCU控制系统的TTL电平匹配，具有转换速度快，稳定的特点。 

（3）语音电路是由ISD1700芯片、咪头、喇叭等电子元件组成，能够进行语音的录制、播放。在控制系统发出语音播放的命令时，该电路开始执行语音播放的功能，发出求救语音，向周围的活动人员求救。ISD1700芯片具有多种录音和放音方式，丰富多样的工作状态提示，音质好，价格低廉。 

（4）延时控制电路是由数码管、四脚开关、电阻等元件组成。该电路能够对系统周期性检测车内人员存在情况的时间进行设置，控制系统的工作状态，节约系统的能耗，方便司机根据具体情况进行更改。 

（5）MCU控制系统是由STC89C52单片机及外围电路组成，该系统接收电平转换电路的触发信号，控制语音电路，警报电路及指示灯以及GPS和GSM模块的工作。STC89C52具有结构简单，使用方便，成本低廉，应用广泛，处理能力相对较强，能够很好的满足该部分对信号的处理。 

三、定位求救模块：该模块由以下几个部分构成： 

（1）选通电路是由二极管、继电器、电容、电阻组成，用于接收MCU控制系统的求救定位启动信号，通过控制继电器触发GPS和GSM模块进入定位和求救的模式。该电路具有结构简单，易于实现的特点。

（2）GPS模块和GSM模块是由RF射频芯片、基带芯片、核心CPU、GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放组成，该模块是基于GSM网络通信，具有发送SMS短信、语音通话、GPRS数据传输等功能，且能够精确定位并接收详细的经纬信息。当启动GPS模块之后，GPS接收器接收来至卫星定位的经纬信息，经过GPS接收器、核心CPU、GSM的数据交互，GSM向服务中心发送经纬信息（GPS和GSM模块由专门的厂家生产，根据运行产家所提供的帐号到相应的网站注册之后，在开通GPRS服务的情况下可正常的运行，即在触发该模块的求救功能后，就可交互信息，发送信息），服务中心在接收到服务请求后，向指定用户（该模块经初始手动设置指定的求救用户之后，在触发该模块求救功能时便可根据设置拨打相应的用户，指定的求救用户可根据用户的需要实时进行更改）发送实际的地理位置信息（如江西省南昌市丰和南大道696号）和精确的经纬度，之后求救用户向指定的用户循环拨打电话进行求救。该模块的作用是发送精确的定位信息和拨打求救电话进行求救，完成求救定位工作。 

收下是本发明基于GPS/GSM 的幼儿园校车安全预警系统的工作原理： 

人员检测模块内的传感器接收到信号后发送至传感器信号处理电路，信号经处理后通过无线信号发射模块发送至信号处理模块中的无线信号接收模块，无线接收模块将信号传送至MCU控制系统，MCU将信号分析后启动语音模块及将信号传送至定位求救模块，定位求救模块中的选通电路控制继电器触发GPS和GSM模块进入定位和求救的模式。

在幼儿园校车发动机引擎熄火、车窗车门关闭的情况下，通过人体热释电红外线传感器，感应到人体辐射的红外线，向红外热释传感器信号处理电路传输。 

红外热释电处理电路在接收到传感器的信号时，经过两级放大、鉴幅器的作用，将信号进行延时和封锁获得一个高电平信号。 

无线信号发射模块对所获得的电平信号进行调制，以315MHz的频率向空间辐射其编码信号。无线信号传输方式达到了安装方便，易于接收的效果。 

安装于驾驶员前的检测信号处理部分经无线信号接收模块接收空间中的无线信号后对其进行解码、放大，由电平转换电路向MCU控制系统传输。 

MCU控制系统获得触发信号后，对本次触发信号进行计数，根据用户设定的系统工作间隔，系统进行间断性的工作。当触发信号发生次数超过三次时，系统点亮红色的指示灯，指示系统进入求救定位状态，等待执行求救命令。若此时发生误判情况，驾驶员可手动取消求救定位工作状态，这样系统更加符合实际情况。 

MCU控制系统执行求救命令时，发出警报声，同时播放语音信息进行求救，为获得及时有效的救援提供另一重要途径。此时控制系统发出GPS和GSM模块启动信号。 

选通电路在接收到MCU控制系统的启动信号后，启动GPS和GSM模块，求救定位部分进入正常的求救定位状态。 

GPS和GSM模块进入工作状态时，接收GPS全球卫星定位系统的的精确定位信息，通过GSM将精确的位置信息发送到后方的服务平台，经处理发送精确的地理位置信息到指定的求救用户（父母、学校、校车接送人员），并循环拨打求救电话，以期得到尽可能早的救援。 

系统根据以上的操作，能很好地对幼儿被遗忘在校车内进行预警，同时能精确定位幼儿园校车位置达到及时有效救援的目的。 

Claims (10)

1.一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，它包括人员检测模块、信号处理模块和定位求救模块，其特征在于所述的人员检测模块包括传感器、传感器信号处理电路和无线信号发射模块，所述的信号处理模块包括MCU控制系统、无线信号接收模块和语音模块，所述的定位求救模块包括通信终端、GPS模块、GSM模块和选通电路；传感器信号处理电路分别连接传感器和无线信号发射模块，无线信号发射模块与无线信号接收模块链接，MCU控制系统连接无线信号接收模块和语音模块，MCU控制系统还与选通电路相连，选通电路分别通过GPS模块和GSM模块与通信终端连接。

2.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述传感器为人体热释电红外线传感器。

3.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述传感器信号处理电路包括芯片BISS0001、电容和外围电阻。

4.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述无线信号发射模块包括编码芯片HS2262A-R4、声表面谐振器、电阻和电容。

5.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述无线信号接收模块包括解码芯片HS2272A-R4、电阻和线圈。

6.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述MCU控制系统包括STC89C52单片机和电平转换电路，电平转换电路是由三极管及电阻组成用于完成对解码芯片的输出信号到MCU控制系统的TTL电平匹配。

7.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述语音模块包括ISD1700芯片、咪头和喇叭。

8.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述信号处理模块中还包括延时控制电路，延时控制电路是由数码管、四脚开关和电阻组成。

9.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述选通电路包括二极管、继电器、电容和电阻。

10.如权利要求1所述的一种基于GPS/GSM的幼儿园校车安全预警装置，其特征在于所述GPS模块和GSM模块均包括RF射频芯片、基带芯片、核心CPU、GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器和功放。

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