车内被困幼童GSM呼救器的设计

孙立香　黄春香　盐城工业职业技术学院机电工程学院　江苏盐城　224005



车内被困幼童GSM呼救器的设计

孙立香黄春香盐城工业职业技术学院机电工程学院江苏盐城224005

【文章摘要】

本文介绍了一种车内被困幼童GSM呼救器，其利用STC89C52单片机作为核心控制部件，TC35模块作为GSM通讯模块，当幼童被困车内，呼救器能分析三种传感器信息，同时将报警信息通过短信方式发送至预设的接收者手机上，从而使得幼儿成功获救。

【关键词】

单片机；TC35模块；传感器

随着车辆的增多，儿童乘坐车辆的机会也大幅增加，相应儿童被留置车内的事件也不断增多。不同于其他伤害，儿童被留置车内，所受到的伤害经常是致命的、不可逆转的，这已经成了危害儿童成长和健康的重要因素。主因在于封闭车内缺氧和高温，这会让孩子出现窒息等症状，哪怕只有几分钟，对他们来说都是非常危险的。毕竟孩子小自我保护意识相对缺乏，尤其对于尚无自救能力的婴幼儿，仅仅通过教育如何开展自救的方式来减少这种致命的伤害是远远不够的，为此，迫切需要研究一款车内被困幼童GSM呼救器，当幼童被困车内时，呼救器能立即将报警信息通过短信方式发送至预设的接收者手机上，使接收者能在第一时间获知进而采取相应的救助措施。

1　总体设计方案

本文设计的车内被困幼童GSM呼救器整体结构框图如图1所示，主要包括三个模块：采集模块、控制模块和通讯模块。采集模块主要完成幼童的生理信息及环境温度的采集，并将采集的信息传送给控制模块;控制模块是整个呼救器的调度和运算的关键，它将采集模块的模拟信号经A/D转换成数字信号，再进行必要的分析，若判断幼童可能发生被困情况后，立即将报警信息通过GSM通讯模块发送至预设的接收者手机上，使接收者能在第一时间获知并立即采取救助措施。

2　硬件介绍

2.1核心控制部件

系统采用STC89C52单片机作为控制核心，它是一种低功耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4K字节的在线可重复编程、快速擦除、快速写入程序的存储器。

图1　系统总体设计方案

2.2TC35模块介绍

TC35模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备，即通常所说的GSM Modem，其引脚图如图2所示。它以GSM网络作为无线传输网络，不受地域、线路等影响，且运行成本低，TC35模块是西门子公司为适应各个领域对无线数据传输业务的需求而开发的GSM模块，它设计小巧、功耗很低，主要由GSM基带处理器、GSM射频部分、电源、闪存（Flash）等四部分组成。

图2　TC35引脚图

GSM基带处理器是整个模块的核心，它控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器，它完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电源把外部输入的电源电压进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用。TC35支持TIU TRS 232标准串行总线进行数据交换，所有操作的高电平都是CMOS电压（2.65V），因而RS232接口芯片选用MAX公司的MAX232实现3.3V逻辑电平的串行数据转换。

2.3信号输入模块

本设计中涉及到的传感器有三种：加速度传感器，声音传感器和温度传感器，其中加速度和声音传感器作为直接检测的传感器，温度传感器用于间接检测的传感器。加速度传感器选用MMA7260QT三轴加速度传感器，其利用了压电效应的原理。由惯性定理：a=F/m。可知，在质量恒定（幼儿体重）的情况下，加速度与外力成正比例关系。又由加速度造成的晶体变形会产生电压，只需计算产生电压与加速度的关系，输出电压对应加速度的线性变化，同时对应外作用力的线性变化，即外作用力转换成了单片机可以接收的电信号。温度传感器选用常用的三线制数字式DS18B20型温度传感器，具有小体积，低硬件开销，强抗干扰能力，高精度的优点。声音传感器选用乐源测控公司最新研发的LY-S01声音传感器。

3　软件结构

3.1总体流程

系统主要的任务是接收到幼儿哭闹发出的振动频率、声音频率、温度及氧气浓度等信息的上下限值，然后系统采集当前的上述各参数的实际值，若超过设定范围则向指定者手机上发送短信。本系统所有数据均保存于STC89C52单片机自带FLASH存储器中。

3.2抗干扰和软件滤波

由于在实际环境中会存在干扰信号，为了防止干扰对系统的影响而采用了各种抗干扰的算法。如采用中值滤波法对输入信号进行了处理，有效的保证了信号的准确性，提高了系统的抗干扰能力。

4　小结

本文设计的呼救器是基于被困幼童而考虑的，具有一定的可行性，但系统存在许多缺点，如GSM短信在传输过程中由于网络的问题可能存在丢失现象，如何获得被困幼儿的最有利的信息等，但这些问题将在后续的精心设计中予以解决。

【参考文献】

[1]彭芬．单片机C语言应用技术，西安电子科技大学出版社.2012.02

[2]吴玉田，王瑞光，郑喜凤，肖传武.GSM模块TC35及其应用[J].计算机自动测量与控制，2002，08：557-560.

[3]刘涛，张春业，韩旭东，李鹏.基于手机模块TC35的单片机短消息收发系统[J].电子技术，2003，03：36-38.

【作者简介】

孙立香，1981年1月出生，女，籍贯：山东淄博，讲师，研究方向：嵌入式应用，仪器仪表。