基于STC89C51單片機(jī)的智能書(shū)包設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

李冰冰 吉林工商學(xué)院

基于STC89C51單片機(jī)的智能書(shū)包設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

李冰冰 吉林工商學(xué)院

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，兒童安全問(wèn)題一直是社會(huì)的熱點(diǎn)話題之一。本文基于STC89C51單片機(jī)，設(shè)計(jì)了一款不僅可以對(duì)書(shū)包的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能進(jìn)行安全預(yù)警的智能書(shū)包。該智能書(shū)包以單片機(jī)STC89C51為主控芯片，結(jié)合相關(guān)傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全減負(fù)的功能，彌補(bǔ)了現(xiàn)有書(shū)包存在的缺陷。

STC89C51 傳感器 安全

1 引言

由于兒童是弱勢(shì)群體，其自我防范和自我保護(hù)意識(shí)相對(duì)較弱，因此兒童安全問(wèn)題一直都是社會(huì)的熱點(diǎn)話題。保護(hù)孩子安全，是每個(gè)父母面臨的重要問(wèn)題，也是國(guó)家的棘手事情之一，它不僅是父母的職責(zé)，更是學(xué)校和社會(huì)的共同職責(zé)。除此之外隨著人們物質(zhì)生活的提高，但小孩子的身高依舊是一些家庭的關(guān)鍵問(wèn)題，而長(zhǎng)期背負(fù)過(guò)重則對(duì)兒童的身高產(chǎn)生較大的影響。目前社會(huì)各方為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，積極倡導(dǎo)教育部門(mén)減壓，但效果并不是很明顯。

國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家針對(duì)智能書(shū)包的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量研究，如2015年美國(guó)研究了一款集GPS定位、照明燈及數(shù)字存儲(chǔ)等功能于一體的公文包；2016年胡譯勻等采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位以及CDMA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，極大地?cái)U(kuò)展了其安全保障范圍；2017年孫彥邦等提出了一款基于REID的智能書(shū)包，該書(shū)包采用傳感器與電子標(biāo)簽技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取書(shū)包信息的功能?；谝陨涎芯浚疚难芯康闹悄軙?shū)包同時(shí)從兒童安全與減負(fù)這兩個(gè)角度出發(fā)，為兒童設(shè)計(jì)了一款不僅可以對(duì)書(shū)包的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能進(jìn)行安全預(yù)警的智能書(shū)包。

2 設(shè)計(jì)概述及目的

為了有效解決這些問(wèn)題，本文擬設(shè)計(jì)的智能書(shū)包主要包括以下幾個(gè)功能：

①距離報(bào)警功能：近年來(lái)社會(huì)上關(guān)于拐賣(mài)孩子的事件頻頻發(fā)生，而距離報(bào)警功能能夠在孩子由于貪玩離開(kāi)父母視線或被不法分子帶走時(shí)，讓書(shū)包立刻會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，來(lái)提示父母和周?chē)娜俗⒁馕ｋU(xiǎn)，從而減少兒童失蹤案件。該功能主要用來(lái)進(jìn)行距離測(cè)試，當(dāng)兒童與家長(zhǎng)距離超過(guò)設(shè)定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)當(dāng)兒童遇到困難時(shí)，還可以按下相關(guān)按鈕，發(fā)出警報(bào)聲，引起路人注意，從而達(dá)到安全保護(hù)的作用。

②壓力報(bào)警功能：書(shū)包重量過(guò)重，會(huì)影響到小孩子的健康發(fā)育，書(shū)包的肩部背帶上分別裝有壓力傳感器，檢測(cè)書(shū)包過(guò)重，會(huì)向主人發(fā)出警示，注意壓力過(guò)重，提示適當(dāng)減輕重量，保證兒童健康。該功能可以根據(jù)每個(gè)不同年齡階段適應(yīng)的壓力對(duì)書(shū)包過(guò)重進(jìn)行減壓提示，從而防止青少年彎腰駝背等身高問(wèn)題。

③GPS全球定位功能：在外出游玩，逛街以及其它活動(dòng)中，由于父母不可能每時(shí)每刻讓子女都在自己的視線內(nèi)，因此難免會(huì)出現(xiàn)子女走失這種情況，GPS定位功能能夠讓父母準(zhǔn)確的判斷出子女的方向、距離，從而通過(guò)一定的路徑找到子女。該功能可以滿足家長(zhǎng)對(duì)子女具體位置實(shí)時(shí)定位的要求，防止兒童丟失等問(wèn)題。

④防落水功能：該功能可以使得書(shū)包能夠以最快的速度充滿氣體，形成一個(gè)救生圈，有效防止了孩子溺水的危險(xiǎn)狀況。保障了兒童的健康與安全。讓孩子有一個(gè)健康快樂(lè)的童年。

3 智能書(shū)包模塊分析與設(shè)計(jì)

該智能書(shū)包結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要包括以下幾個(gè)組成部分：

主控芯片：STC89C51。本文采用STC89C51作為主控芯片，該芯片是一款采用8051內(nèi)核的系統(tǒng)可編程芯片，其最高工作時(shí)鐘頻率為80MHz，片上集成512字節(jié)RAM，具有在系統(tǒng)可編程特性且速度快，是高速、低功耗的新一代8051單片機(jī)。

電源設(shè)計(jì)：蓄電池或者太陽(yáng)能供電裝置。本設(shè)計(jì)在書(shū)包內(nèi)部設(shè)置太陽(yáng)能供電裝置，可通過(guò)太陽(yáng)能為系統(tǒng)提供所需能源。

安全防護(hù)：GPS定位裝置及距離檢測(cè)裝置。

傳感器部分：壓力傳感器、溫濕度傳感器。

報(bào)警部分：報(bào)警裝置、防落水裝置。

圖1 結(jié)構(gòu)框圖

4 總結(jié)

本設(shè)計(jì)是制作一個(gè)基于STC89C51單片機(jī)的智能書(shū)包，與傳統(tǒng)書(shū)包相比，使用方便，在現(xiàn)有書(shū)包基礎(chǔ)上結(jié)合傳感器、太陽(yáng)能供電以及GPS定位等技術(shù)，從兒童安全與減負(fù)這兩個(gè)角度出發(fā)，為兒童設(shè)計(jì)了一款不僅可以對(duì)書(shū)包的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能進(jìn)行安全預(yù)警的智能書(shū)包。

[1]馬麗.安全書(shū)包保學(xué)生安全[J].現(xiàn)代營(yíng)銷(xiāo):創(chuàng)富信息版，2011(1):25-25.

[2]胡譯勻，程茂宇.基于北斗定位的大熊貓智能學(xué)生書(shū)包設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].數(shù)字通信世界，2016(12):51-53.

[3]孫邦彥，劉冬冬，陳柱江，等.基于RFID電子標(biāo)簽的智能書(shū)包的設(shè)計(jì)[J].科技視界，2017(5):176-177.

李冰冰(1989—)，女，漢族，籍貫：吉林省，研究生，助教，吉林工商學(xué)院，研究方向：實(shí)踐教學(xué)改革，數(shù)字信號(hào)處理。