基于物联网儿童防丢失-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-32-2022-015-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于物联网的儿童防丢失系统，以STM32单片机为核心控制器，结合GPS模块、蓝牙模块、短信模块和蜂鸣器等多个模块构建整个系统。该系统能够实时追踪儿童的位置，并通过蓝牙连接、短信通知和蜂鸣器报警等方式保障儿童的安全。论文首先介绍了儿童防丢失系统的背景和意义，指出了目前市场上存在的问题和不足。然后，详细阐述了系统的整体设计方案，包括硬件选型、模块功能和系统架构。其中，STM32单片机作为核心控制器，负责数据处理和控制操作。GPS模块用于获取儿童的经纬度信息，实现实时定位功能。蓝牙模块和短信模块分别用于与手机进行连接和发送紧急通知。蜂鸣器则用于发出报警信号，提醒用户儿童的位置可能存在问题。接着，论文详细介绍了系统的实现过程和关键技术。包括单片机的编程和控制逻辑、GPS模块的数据获取和解析、蓝牙模块和短信模块的通信协议等。通过实验验证了系统的可行性和稳定性，并对系统进行了性能评估和优化。最后，论文总结了设计的成果和创新点，并对系统的应用前景进行了展望。该儿童防丢失系统在实际应用中具有重要的意义和价值，可以有效保障儿童的安全，减轻家长的担忧。未来可以进一步扩展系统的功能和应用范围，提升系统的性能和用户体验。
关键词：单片机；GPS定位模块；蓝牙模块；GSM通信模块
字数：9000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 OLED显示模块
3.4SIM900A通信模块
3.5 JDY-31蓝牙模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 连接蓝牙检测实物测试
5.3 蓝牙没有连接实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
生活中儿童、老人走丢等的情况在社会上屡见不鲜，儿童属于社会中的弱势群体，其无法自我保护，容易走丢，并且一些不法分子为了获取利益拐卖儿童；同时，随着生活水平的提高，很多年轻人会将家里的老人接到城市生活，而随着老年人年纪的增长，记忆力会衰退，老年人走失现象就时有发生。为此，可雇佣专人看护儿童或老人以防止儿童、老人丢失，但是儿童、老人一旦丢失，警察、家人寻找的效率低下且很难找到，特别是儿童，丢失时间越长找回越难。
据统计，我国每年有八百万人口失踪，有超过千万的人群在寻找中，并且失踪和失散人口的数量还在增加，外加多年累积的失散人口，每年寻找中的人口在一千万以上。这其中，中国每年的失踪儿童不完全统计有20万人左右，找回来的大概只占到0.1％；目前仍然没有放弃寻找的儿童失踪案件逾60万件。与国外相比，中国对于失踪儿童的寻找缺乏必要的技术手段和制度架构。而这导致我国公安机关在面对失散儿童的寻找与追踪上，存在着诸如无法第一时间准确定位失散儿童，没法及时对失散儿童进行追踪等困难，而这些困难，直接导致很多失散儿童从失散至今仍没有办法被寻找到。如此庞大的数据带给每个家庭的是不幸，很多家庭会因为儿童丢失而支离破碎，孩子的家长也会因为一时没有看好孩子而终身后悔。基于此，本设计是基于物联网儿童防丢失系统，主要实现以下功能：首先，我们利用GPS模块，通过该模块获取经纬度，GPS技术能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，然后蓝牙连接手机，同时通过OLED显示经纬度和蓝牙连接状态；如果蓝牙未连接时，通过GSM给手机发送经纬度，同时蜂鸣器报警。该设计有利于防止儿童老人的丢失，具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
2015年郑才二，刘威，王我略，周波提出了一种基于物联网云平台的定位防丢系统及方法,系统包括蓝牙防丢终端,云端服务器,固定防丢检测云终端和移动终端,固定防丢检测云终端和移动终端安装有防丢APP,移动终端的防丢APP定时检测其与蓝牙防丢终端的通信状态,当未收到蓝牙防丢终端的应答时,移动终端确认为物体丢失,移动终端通过其防丢APP发送报失申请,云端服务器收到报失申请后向固定防丢检测云终端和其他移动终端下发寻找指令,当固定防丢检测云终端或其他移动终端发现蓝牙防丢终端时,将其位置信息通过云端服务器传送到报失的移动终端[1] .实施本发明的基于物联网云平台的定位防丢系统及方法,具有以下有益效果:体积较小,待机时间较长,防丢检测距离范围较远。
公开了一种基于物联网的可定位安全型儿童鞋,包括鞋帮,所述鞋帮固定在鞋底的上方,且鞋底的四周安装有闪光灯,所述鞋底的一端设置有充电孔,且充电孔上嵌入安装有充电孔密封盖,所述鞋底的内部设置有RFW4850控制器,信号收发器,GPS定位器和石墨烯蓄电池,且信号收发器和GPS定位器位于RFW4850控制器与石墨烯蓄电池之间,所述鞋底的顶端安装有可加热鞋垫,且可加热鞋垫的内部设置有电加热丝和TSED01温度传感器,所述鞋帮上设置有魔术贴,调节带固定条和装饰图案,本实用新型通过设置的GPS定位器和石墨烯蓄电池,在外工作的父母能够实时对孩子的所处位置进行定位,同时能够储存更多的电量,从而防止孩子丢失,进而增加了儿童鞋的使用功能[2]。
描述了用于物联网安全系统的装置和方法。例如，物联网安全系统的一个实施例包括：一个或多个可连接的安全设备，每个包括物联网设备，以在一个位置内与一个或多个物联网中心建立本地无线连接，每个可连接的安全设备要连接到在安全系统中注册的儿童，并且包括一个开关，以便在可连接的安全设备从儿童分离时触发;多个信息亭，每个信息亭包括：监视器，用于向父母提供用于向儿童进行登记和注销安全系统的指示;在注册过程中接收父母输入的输入设备，以及分别用于注册和注销儿童的注销过程的输入设备;用于拍摄要在安全系统中注册的儿童照片的相机;物联网中心建立第一组本地无线通信信道与物联网设备的安全手镯，物联网中心通过第二组一个或多个通信信道进一步提供每个上网亭之间的连接;IoT 中心，用于将儿童的照片与提供给儿童的安全手镯的 IoT 设备相关联，该关联存储在一个或多个信息亭或网络服务中;可连接安全设备的物联网设备，用于向第一信息亭发送第一警报，该信息亭响应于可连接安全设备分离时触发的开关触发;第一信息亭与其它信息亭通信第一报警，并且多个信息亭显示照片[3]。
为了防止外出时儿童丢失这类事情发生,2020年蓝祚霖，谢云州，吴冬梅，杨保海设计了基于蓝牙和GPS的儿童可穿戴智能看护系统,该系统采用iBeacon蓝牙技术和GPS定位等方式,具有功耗小,覆盖广等特点,用户可以随时通过客户的手机查看孩子们的位置,快速定位并找回丢失儿童,降低儿童丢失的几率[9]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是基于物联网的儿童防丢失系统，以STM32单片机为核心控制器，结合GPS模块、蓝牙模块、短信模块和蜂鸣器等多个模块构建。系统能够实时追踪儿童的位置，并通过蓝牙连接、短信通知和蜂鸣器报警等方式确保其安全。设计简洁、易用，具有较高的实用性和便携性。
