1. 研究目的与意义及国内外研究现状

幼龄儿童因为缺乏安全意识及自我约束能力经常发生意外走失的情况，而且场景不限于家庭房间，也包括教室，托儿所等公共场所，虽然现在监控设备已经普及，但通常都不能起到实时报警的作用，只能事后查看，所以在小朋友走出安全区域的瞬间通知相关人员进行及时查看相当重要。当小朋友走出安全区域时，报警讯息应即刻发送到相关责任监护人手机上，主要包含该区域的具体位置以及时间。为了避免24小时人工实时监视的高成本以及考虑到人工监视出差错的不可避免性，基于此原则，本课题提出并设计一种低成本的防止小朋友私自外出无线报警系统，主要以stc89c52系列单片机（高性能低功耗适用范围广）、红外对射传感器模块（灵敏度高）、gsm模块（抗干扰能力强）做为主要元器件，单片机用来进行数据接收处理、利用红外对射传感器模块进行身高感应区分、利用gsm模块实现报警信息的即刻发送。本次设计最终实现了低成本的基于单片机的防止儿童私自外出无线报警系统的实物制作。

2. 研究的基本内容

本课题着手探究儿童私自外出的安全问题，利用单片机为设计核心，辅以红外对射传感模块跟GSM模块，使得系统具有能够实时监测区分大人和小朋友，系统判断出是儿童外出后，即刻通过单片机控制GSM模块，向相关监管人发送报警短信。

本设计主要是基于单片机来对红外接收端信号进行处理并控制，因为没有复杂的结构，占用空间不大，耗能低，自身模块化程度高，可适用于各类电子设计，而且各大厂商都能实现低价批量化生产，所以本设计选择使用单片机为核心部件进行研究。设计中使用GSM模块来进行报警短信功能的实现，因为其集成度非常高，所以不会出现通常电子器件因高频产生的干扰问题，从而可以保证短信发送的可靠性和稳定性。同时，GSM模块不需要额外的操作系统，能够完善的处理基带问题，接口也能完美对接单片机接口。由于通信基础设施的普及，GSM模块信号能够被全覆盖，不需要考虑系统安置地点的问题。本课题设计通过两对红外对射传感器感应判断是否为儿童触发，在确认出需要报警的情况下向监管人发送报警短信，信息需提前编辑好，信息内容包含固定的报警内容地点，如“A栋楼3号教室检测到儿童外出，请速查看！”此外，本设计亦可作为家庭防盗系统使用。

本系统中红外对射传感模块与GSM模块相互独立，以单片机为系统核心，来完成区分感应并控制GSM发送报警信息的功能；红外对射传感模块所使用的串口与GSM模块所使用的一样，所以两者可以共用单片机的串口。单片机系统及GSM模块由5V电压供电。

接通电源后，为了提高系统的稳定性和准确性，GSM每次都要先进行模块初始化，并验测SIM卡的注册状态，初始化和注册都成功后，系统整体进入待测状态，由红外接收到的高低电平经由单片机判断是否有人通过并区分通过的是大人还是小孩后再决定是否向GSM发送指令由GSM模块发送报警短信。

本课题由单片机模块、GSM模块和红外对射传感器模块这三大主要模块组成，这3个主要的模块之间相互调用，协同工作。红外对射传感模块对通过的物体进行区分判断，并向单片机发送电平信息，接着单片机对接收到的电平信息进行处理确认后会接通蜂鸣器报警并立刻对GSM模块发出发送报警短信命令。由下图系统模块结构图可以大致对所有模块之间的关系有一个初步的了解。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

在阅读了大量的国内外相关文献,并且参照了相关设计方案，对单片机系统、红外传感器，无线传输设计有了一定的认识和理解，在进行比较后选择一种最具有显示意义的方案加以合理的改动作为本课题的实行方案。

2016.1.1-2016.1.31：搜集相关资料；

2016.2.1-2016.2.29:：对本次方案再次进行理论论证并搭好论文框架；

4. 参考文献

[1] 邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[m].北京：清华大学出版社，2004.

[2] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[m].北京：高等人民教育出版社，2000.

[3] 郭天祥.51单片机c语言开发教程[m].北京：电子工业出版社，2009.