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智能人身安全防范警报器的设计与实现

2019-12-23孔圣凯曾维邦刘洋岷

活力 2019年20期
关键词:蜂鸣器电量使用者

孔圣凯 曾维邦 刘洋岷

(海口经济学院,海口 571127)

一、研究的目的和意义

女性和儿童特殊的生理和心理特点导致其容易受害,这种受害性在大多数人的观念中表现为:女性和儿童相较于男性体力差,由于存在月经期和妊娠期等生理周期而在生理上处于被动的地位;儿童和多数女性的思想形象化,部分缺乏理性,同时又富有同情心或怜悯心,感情细腻丰富,易受到自然环境和人为因素影响。这些受害性使她们往往成为暴力侵害、性侵害和欺诈侵害的被害者。在这些案件发生后,悲痛之余我们也该好好思考相关的问题,怎么能减小这种案件发生的几率。随着这类事件的逐渐增多,预防此类悲剧的发生也变得越来越重要。国家统计局发布的近5 年我国的刑事案件统计如图1 所示。

图1 我国近5 年刑事案件统计表

通过图中数据我们可以看出案件在逐年减少,这和我们的科技的发展密不可分,各类科技产品的出现,在一定程度上能够让人幸免于难,因此用一种高效实用的报警系统来预防保障自己的人身安全显得极为关键。

二、功能介绍

(一)功能模块设计

智能人身安全防范警报器由信息处理模块、电源模块、蓝牙模块、输入模块和输出模块构成(见图2)。

图2 智能人身安全防范警报器的模块图

信息处理模块就是主控芯片——处理器,它相当于人的大脑,通过大脑的处理,将命令分发给各个模块,整体的操作是当处理器接收到输入端的信号,这时处理器将正常工作的安全状态转变为紧急报警状态,处理器控制输出模块以及蓝牙模块完成紧急报警的功能。

电源模块中有可充电式移动电源、LED 灯和Type-C 接口。电源无时无刻的为整个系统供电,为了能够了解电池的剩余电量,我们接入了一颗LED 灯作为电亮的显示,以此来提醒使用者设备需要充电,或者通过APP 来查看具体电量。充电接口我们也使用的是Type-C,保证与更多设备的兼容。

蓝牙模块负责与手机的连接,在正常工作的安全状态,它只与手机保持连接,当在紧急报警状态时,它会通过蓝牙触发手机APP 的紧急救援功能。

输入模块为开关按钮、电量显示按钮和报警开关按钮,开关按钮负责整个系统的开机与关机,电量显示按钮会显示电量,报警开关按钮是安全状态与紧急报警状态之间的转变。

输出模块是一个高分贝的蜂鸣器,在紧急报警状态下开启蜂鸣器发出刺耳的警报声。

(二)主要功能设计

1.双重报警功能

当触发报警开关按钮,系统有安全状态转变为紧急报警状态,第一重警报是现场警报,系统启动高分贝蜂鸣器发出刺耳的警报声;第二重警报是通过蓝牙触发手机APP 的紧急救援功能,其中包括的向预设的紧急联系人拨打电话,并通手机的GPS 定位将定位信息发送给紧急联系人。

2.电量显示功能

当使用者想要获取电量信息,按下电源显示的按钮,LED 灯就会亮5 秒,电量充足时LED 灯显示为绿色,当电量低于40%时,LED 灯显示为黄色,当电量低于20%时会自动亮起并闪烁。如果连接了手机APP,APP 内可以查看具体的电量,APP 在低电量时也会弹出消息提醒使用者。

3.防误触功能

为了设备的正常使用以及避免不必要的电量损耗,防误触功能是很有必要的。开关按钮是隐藏式的开关人的手指不能直接接触到,也就避免了使用者启动紧急报警功能时,系统却被误触关闭的危险状态,我们需要借助小的工具来进行系统的开机与关机;电量显示开关需要长按三秒,以免误触带来的损耗不必要的电量;报警开关按钮也需要长按五秒,防止使用者在不经意的情况下出发开关,发生假报警,以及在报警状态下误触关闭报警的情况。

4.外观设计

外观小巧,可作为装饰品比如挂饰来进行随身的携带。外观区别于手机、手表等显眼物品,可以降低犯罪分子的警觉,提高使用的成功机率,遇险时多一分使用的机率就多一分安全的可能。优秀的抗摔性和防水性,保证在非正常环境下也能正常使用,不会在关键时刻发挥失常,也尽可能避免在使用时被人暴力损坏。

三、硬件选择

(一)信息处理模块

使用TI 公司的CC2541 芯片(见图3),可以支持低功耗的蓝牙编程,在长时间的工作状态下仍可以保持较好的稳定性,以确保人身安全警报器的正常工作。

图3 CC2541 芯片外形及管脚图

(二)电源模块

使用AMS1117-3.3 稳压芯片,可为工作电压在2V-3.6V的主控芯片供电,考虑长时间工作的用电量采用5V 可充锂电池作为输入电源,Tpye-C 作为输入接口,使用1 个三色LED 灯作为系统电量提示,根据绿黄红三色区分大致电量。

图4 电源模块

(三)输出模块

报警器使用高分贝的蜂鸣器SFM-27,通过MC34063升压达到足够高的蜂鸣分贝。

图5 输出模块

(四)输入模块

由开关机、电量显示、报警三个按钮组成。

四、软件设计

在警报器和手机连接时,在手机应用上会显示是否连接成功,若没有连接成功则会反复扫描设备直到成功。

图6 软件设计流程图

连接成功后在手机应用中显示出报警器的当前准确电量和当前工作模式。报警器通过按键长按改变工作模式,在安全模式下长按就会进入报警模式,手机的GPS 定位信息会实时记录,通过手机把实时定位信息和求救信息发给紧急联系人。

结 语

本设计采用信息处理模块、电源模块、蓝牙模块、输入模块和输出模块,通过硬件设备和APP 的连接以及高分贝蜂鸣器,能够在发出警报的同时并向外界求助,帮助使用者获得援助并脱离险境。相较于以前的产品,本设计将软硬件相结合,极大地提高了使用者被救助的可能性,能够更好地降低危险事件的发生,让危险可控。

基金项目:大学生创新训练项目“智能人身安全防范报警器”(2018.12308.134)

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