家庭可通信儿童安全智能防护装置设计和实现.docx

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1、摘要：本实用新型公开了一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，是用于防止儿童因缺乏安全意识而触碰到危险物品的智能装置，其结构特点是：单片机分别连接红外检测电路模块、超声波探测电路模块、热释电传感器电路模块、GSM通信模块、信息显示模块、语音警报电路模块、用户键盘电路模块和电源管理模块。本实用新型的优点是：实现和使用方法简单，具有检测和防患双重功能、安全可靠。它能够有效地检测智能防护装置周围是否存在威胁，当探测电路检测到周围有物体在探头检测范围内则启动声光报警部分、并通过信息显示模块进行提醒进行预警。若威胁一直无法解除时，启动GSM模块通知相关人员及时采取合理行动。权利要求书1、一种家庭可通信儿童安

2、全智能防护装置，主要包括主控制器、红外检测电路模块、超声波探测电路模块、热释电传感器电路模块、GSM通信模块、信息显示模块、语音警报电路模块、用户键盘电路模块和电源管理模块；其特征在于：单片机分别连接红外检测电路模块、超声波探测电路模块、热释电传感器电路模块、GSM通信模块、信息显示模块、语音警报电路模块、用户键盘电路模块和电源管理模块。2、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：所述红外检测电路模块，该模块包括红外发射管、红外接收管和红外发射强度调节开关，工作时直接输出高低电平给主控制器。3、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：所述

3、超声波探测电路模块为超声波传感器，主要包括有发送器和接收器，四路超声波传感器由主控制器产生时序脉冲驱动其工作，主控制器捕捉反馈电平信息并计算障碍距离。4、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：本实用新型所述热释电传感器电路模块包括双元探头热释电传感器、感应距离调节开关和感应灵敏度调节开关，工作时直接输出高低电平给主控制器。5、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：本实用新型所述GSM通信模块由SIM900A模块通过串口通信方式与主控制器连接，由控制器发送AT指令控制其工作、信息显示模块为128x64分辨率的LED显示屏，通过SPI通信

4、模式与控制器连接。6、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：本实用新型所述语音警报电路模块由ISD1420芯片、咪头、喇叭等电子元件组成，通过8位地址线和录放控制线与主控制器链接。7、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：本实用新型所述用户键盘电路模块由八位拨码开关和4x4矩阵键盘组成，直接与主控制器相连。8、根据权利要求1所述的一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，其特征在于：本实用新型所述电源管理模块主要由5V-20W开关电源和3.3V稳压电路组成。一种家庭可通信儿童安全智能防护装置技术领域本实用新型涉及一种安全智能防护设备，具体涉

5、及一种家庭可通信儿童安全智能防护装置。背景技术随着时代的发展，珍惜生命这个话题，越来越受到人们的关注和重视，己成为时代的主旋律。关心儿童的安全健康成长也是一个重要的话题，近来不少儿童缺乏安全意识触碰到一些危险物品导致死亡的惨剧发生。可在一些危险区域使用本系统可以代替传统物理保护形式来预防一些危险的发生，避免发生不可逆转的严重后果。发明内容本实用新型的目的在于提供了一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，是用于防止儿童因缺乏安全意识而触碰到危险物品的智能装置，它具有实用、经济和操作方便的优点。本实用新型是这样来实现的；一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，主要包括主控制器（单片机）、红外检测电路模块、

6、超声波探测电路模块、热释电传感器电路模块、GSM通信模块、信息显示模块、语音警报电路模块、用户键盘电路模块和电源管理模块；其特征在于：单片机分别连接红外检测电路模块、超声波探测电路模块、热释电传感器电路模块、GSM通信模块、信息显示模块、语音警报电路模块、用户键盘电路模块和电源管理模块。本实用新型所述红外检测电路模块，该模块包括红外发射管、红外接收管和红外发射强度调节开关，工作时直接输出高低电平给主控制器。本实用新型所述超声波探测电路模块为超声波传感器，主要包括有发送器和接收器，四路超声波传感器由主控制器产生时序脉冲驱动其工作，主控制器捕捉反馈电平信息并计算障碍距离。本实用新型所述热释电传感器

7、电路模块包括双元探头热释电传感器、感应距离调节开关和感应灵敏度调节开关，工作时直接输出高低电平给主控制器。本实用新型所述GSM通信模块由SIM900A模块通过串口通信方式与主控制器连接，由控制器发送AT指令控制其工作、信息显示模块为128x64分辨率的LED显示屏，通过SPI通信模式与控制器连接。本实用新型所述语音警报电路模块由ISD1420芯片、咪头、喇叭等电子元件组成，通过8位地址线和录放控制线与主控制器链接。本实用新型所述用户键盘电路模块由八位拨码开关和4x4矩阵键盘组成，直接与主控制器相连。本实用新型所述电源管理模块主要由5V-20W开关电源和3.3V稳压电路组成。本实用新型的工作原理

8、为：电源管理模块启动，用户通过键盘输入，设置相关参数和阈值并存储于MCU中。目标距离检测仪器较远时，超声波距离检测开始工作，距离较近时，红外信息采集与热释电信号采集开始工作，并将检测的数据传送至MClJ,MCU再将数据进行处理后，在OLED显示屏上显示，并进行语音提示以及启动GSM模块进行通信。使用时，系统硬件搭建可视应用区域而定。如高压带电区，将此区域封闭围住，按需要在各方向分别放置一组红外、超声波、热释电传感器，搭建好外围电路，在看护人离开后设定启动系统。当传感器检测到有人靠近系统开始进入警备状态，进入危险警戒线时，开启闪光、语音示警（可由安装人员自由设定语音内容），并在OLED显示屏上提

9、示危险区域请勿靠近。若发生意外，OLED屏自动显示自我急救措施同时开启GSM通知看护人有意外发生并及时处理，避免更严重的后果发生，实现智能防护的目的。本实用新型的技术效果是：（1）可有效的掌握装置附近的现场情况。当传感器检测到有人靠近系统开始进入警备状态，进入危险警戒线时，开启闪光、语音示警（可由安装人员自由设定语音内容），并在OLED显示屏上提示危险区域请勿靠近。若发生意外，OLED显示屏自动显示自我急救措施同时开启GSM通知看护人意外发生具体地点，避免更严重的后果发生，具有很大的市场需求。（2）实现和使用方法简单，具有检测和防患双重功能、安全可靠。它能够有效地检测智能防护装置周围是否存在威

10、胁，当探测电路检测到周围有物体在探头检测范围内则启动声光报警部分、并通过信息显示模块进行提醒进行预警。若威胁一直无法解除时，启动GSM模块通知相关人员及时采取合理行动。附图说明图1为本实用新型的结构原理方框图。在图中，1、主控器（单片机），2、红外检测电路模块,3、超声波探测电路模块,4、热释电传感器电路模块,5、GSM通信模块,6、信息显示模块,7、语音警报电路模块,8、用户键盘电路模块,9、电源管理模块。具体实施方式如图1所示，本实用新型是这样来实现的，一种家庭可通信儿童安全智能防护装置，主要包括单片机1、红外检测电路模块2、超声波探测电路模块3、热释电传感器电路模块4、GSM通信模块5、

11、信息显示模块6、语音警报电路模块7、用户键盘电路模块8和电源管理模块9；其特征在于：单片机1分别连接红外检测电路模块2、超声波探测电路模块3、热释电传感器电路模块4、GSM通信模块5、信息显示模块6、语音警报电路模块7、用户键盘电路模块8和电源管理模块9。本实用新型所述的红外检测电路模块：红外检测电路模块是用红外线为介质的测量系统，E18-D80NK-N这是一种集发射与接收于一体的光电传感器，检测到目标是低电平输出。发射光经过调制后发出，照射装置前方障碍物，若存在障碍物，障碍物将反射该红外波，接收头对反射光进行解调输出，利用红外接收管检测到反射波，通过对反射波信息的分析,判定障碍物距离，有效的

12、避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得该传感器最远可以检测80厘米距离（由于红外光的特性，不同颜色的物体，能探测的最大距离也有不同；白色物体最远，黑色物体最近）。检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节，该模块具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点。本实用新型所述的超声波探测电路模块：超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。工作时，首先利用单片机输出一个40kHz

13、的触发信号，把触发信号通过TRIG管脚输入到超声波测距模块，再由超声波测距模块的发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时单片机通过软件开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物返回，超声波测距模块的接收器收到反射波后通过产生一个回应信号并通过ECHO脚反馈给单片机，此时单片机就立即停止计时。本实用新型所述的热释电传感器电路模块：该模块可实现全自动感应，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。该模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。感应模块采用双元探头，根据红外光谱到达双元的时间、距离的差值来感应，

14、差值越大，感应越灵敏。此外，为了增加感应角度范围圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强。本实用新型所述的GSM通信模块：该模块由基带芯片、电源A-SIC、Flash、基带处理芯片、存储器、功放组成，基于GSM网络通信，可以进行SMS短信、语音通话、GPRS数据传输等功能。当GSM模块启动后，模块与核心CPU产生数据交互，GSM向服务中心发送报警信息，服务中心在接收到服务请求后，向指定用户发送警报短信，并且向指定的用户循环拨打电话进行警告。该模块的作用是发送警报信息和拨打电话完成对指定用户的通知工作，避免产生危险的情况。本实用新型所述的信息显示模块：信息

15、显示模块主要用到OLED显示屏，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示，其显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光源，而是采用很薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流流过时，有机材料自己发光，相比传统LCD显示屏，其更轻更薄，可视角度更大，柔软环保且更省电。当人进入危险警戒线时，OLED显示屏上提示危险区域请勿靠近，若发生意外，OLED屏自动显示自我急救。本实用新型所述的语音警报电路模块：语音电路是由ISD1420芯片、咪头、喇叭等电子元件组成，能够进行语音的录制、播放且控制非常简单。其中ISD1420芯片提供多项新功能，包括内置多信息管理系统，信息提示，双运行模式（独立&嵌入式）以及可定制的信息操作指示音效功能。该芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等全方面系统功能。语音模块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，发出语音警报。说明书附图