基于STM32与GSM的车载儿童安全智能报警系统的设计

刘琼琼+游专+张永生+张梦杰+范金鑫

摘要： 设计一种基于STM32单片机和GSM通讯模块的车载儿童安全报警系统，主要由信号采集模块、单片机STM32F103为核心的控制模块、SIM900A为核心的GSM/GPRS通讯模块和用户终端组成。能够实现对车内滞留儿童进行监测，由控制器控制GSM模块向驾驶员或车主发出短信报警，提醒驾驶员或车主及时关注和纠正儿童的生存环境状态，避免安全事故的发生。

Abstract： A vehicular child safety alarm system is designed based on STM32 SCM and GSM communication module， which is mainly composed of the signal acquisition module， control module with STM32F103 SCM as the core， the GSM/GPRS communication module with SIM900A as the core and the user terminal. It can monitor the children trapped in the vehicle， send SMS alarm to the driver or car owner by the controller to control the GSM module， and remind the driver or owner timely pay attention to and correct the child's survival state of the environment， so as to avoid accidents.

关键词： STM32；GSM；儿童安全；智能报警；系统设计

Key words： STM32；GSM；child safety；intelligent alarm；systematic design

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）33-0076-02

0 引言

据公安部交管局发布数据显示，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，私家车达到1.46亿辆，占小型载客汽车的92.60%。2011-2016年国内私家车保有量，如图1所示。

机动车及驾驶人数量迅速增长，给人们生产生活带来便捷的同时，也带来不容忽视的安全隐患。据统计，从2010年到2016年，国内至少发生近30起儿童被忘在车内的事件，造成多名孩子死亡。即使是车主临时下车处理事情，在汽车门、窗关闭的情况下，大约10分钟，车内温度便急速上升6至7摄氏度。人体核心温度阈值生理安全上限为38.5℃，耐受极限为39.4℃。在太阳光的照射下，汽车内温度会快速上升，对单独滞留在车内的幼童会造成致命的伤害。所以设计一款车载儿童安全智能报警系统是十分必要的。

1 系统整体设计

本系统的组成，如图2所示。该系统是由检测模块、单片机控制模块、通讯模块和用户终端构成。

1.1 检测模块

检测模块由锁车信号的检测和车内滞留儿童的检测两部分组成。

锁车信号的检测，通过点烟器外接线束，将电压信号输入给控制模块。当点火开关关闭后，点烟器输出信号电压0V给控制模块，控制模块判断私家车主或驾驶员锁车离开；当点火开关打开或者启动后，点烟器输出信号电压12V给控制模块，控制模块判断私家车主或驾驶员未锁车。

车内滞留儿童的检测，采用两个HC-SR501热释电人体红外传感器。利用永久磁铁或真空吸盘吸附在前挡风玻璃的上方。一个传感器的安装位置朝向主驾驶位置，另一个传感器的安装位置朝向后排座椅。检测驾驶位和后排驾驶位人员信号，并将检测的信号发送给控制模块。

1.2 控制模块

控制模块采用STM32F103型单片机，供电方式可采用电池供电或车上的常电供电。控制模块根据锁车信号的检测、车内滞留儿童的检测两个信号，决定是否发送指令触发通讯模块，向用户终端即私家车主或驾驶员发送报警信息。

1.3 通讯模块

采用SIM900A模块，接收控制模块的触发指令信息，调用短信报警程序，向用户终端即私家车主或驾驶员发出报警信息。

1.4 用户终端

用户终端采用私家车主或驾驶员的手机卡。

该车载儿童安全智能报警系统的电路原理图，如图3所示。电源模块的供电采用电池供电或车上的常电，并将电压进行转换后给其他模块供电，转换电压在3.3-4.1V之间。为了直观地描述各模块之间的连接关系，电路简图中只标注出电路板焊接时所需的有效端子。

根據系统工作的控制原理，可分析出系统主程序，工作流程图，如图4所示。系统启动后，首先进行初始化，当车辆驻停、锁车后，由点烟器采集锁车信号发送到单片机，若检测到锁车信号，系统开始启动工作。利用热释电人体红外传感器检测驾驶位和后排驾驶位人员信号。若检测到驾驶位有信号，无论后排座椅位有无信号，则系统认为无滞留儿童，系统自行关闭；若检测到驾驶位无信号、后排座椅有信号，则系统认为有滞留儿童，传感器将信号发送至单片机控制器，控制器将信号处理后，向GSM模块发出指令，将无线报警信号发送至车主手机。

2 结论

经测试表明，利用STM32F103单片机和SIM900A通讯模块设计的车载儿童安全智能报警系统，通过检测车内的滞留儿童，向车主发送报警信息，有效地保护了车内儿童的人身安全。该系统操作简单，性能稳定，有较好的应用前景。

参考文献：

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[4]毛亮，胡健，杨繁庆.基于MCS-51单片机的车内防窒息报警智能控制系[J].信息系统工程，2016（10）：25.endprint