一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于射頻識別技術(shù)來實現(xiàn)讓小孩遠離危險的預防系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]孩子年齡幼小，自我保護意識薄弱且好奇好動，需要大人的保護使其遠離危險。近年來，因大人監(jiān)管不利造成孩子丟失、高空墜落和燙傷等事件媒體報道屢見不鮮，孩子發(fā)生意外，給家庭造成巨大的創(chuàng)傷。
[0003]對孩子的監(jiān)管，多采用監(jiān)護人看管，需要無時無刻的注視著孩子的一舉一動，通過語言提醒和行為制止來避免孩子發(fā)生危險。但當監(jiān)護人需要看管多個小孩(如幼兒園)，或監(jiān)護人臨時走開，孩子離開監(jiān)護人的視線，發(fā)生危險的風險大大增加。開發(fā)一種提醒孩子遠離危險的預警系統(tǒng)，使大人及時得知孩子正接近危險源可以及時制止的預防系統(tǒng)十分必要。
[0004]射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去，自動辨識與追蹤該物品?，F(xiàn)有射頻識別技術(shù)應用廣泛，且成本低。對于射頻識別系統(tǒng)的非接觸識別，它的信號能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢等惡劣環(huán)境閱讀標簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒。射頻識別標簽具有體積小型、形狀多樣、抗污染能力強和耐久性高的特點。這種優(yōu)勢使得射頻識別技術(shù)能夠運用于多種場合，并得到理想的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述考慮，本發(fā)明提供一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，讓孩子接近危險源時及時發(fā)出警報，提醒孩子遠離同時也提醒監(jiān)護人采取措施。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，包括電子標簽以及帶閱讀器的終端設(shè)備，閱讀器用于讀取電子標簽的信息，終端設(shè)備包括報警系統(tǒng)，閱讀器與報警系統(tǒng)相連;所述電子標簽包括分別連接第一微控制器和第一天線的第一無線射頻模塊，第一電源分別給第一無線射頻模塊、第一微控制器和第一天線供電；所述閱讀器包括分別連接第二微控制器和第二天線的第二無線射頻模塊，第二電源分別給第二無線射頻模塊、第二微控制器、第二天線和報警系統(tǒng)供電。
[0007]所述電子標簽為有源電子標簽，電子標簽的讀取距離可調(diào)整。
[0008]所述第一無線射頻模塊、第二無線射頻模塊、第一微控制器和第二微控制器均采用NRF24LE1高集成度無線收發(fā)芯片。
[0009]所述報警系統(tǒng)為有源蜂鳴器。
[0010]所述第一電源采用CR2025紐扣電池。
[0011]所述第一天線采用PCB單端天線。
[0012]所述第二天線采用PCB單端天線。
[0013]本發(fā)明還提供一種利用上述技術(shù)方案中的預防系統(tǒng)實現(xiàn)小孩遠離危險的預防方法，其步驟為:將電子標簽安裝于各處危險源的所在地，帶閱讀器的終端設(shè)備由孩子隨身攜帶，設(shè)置電子標簽的傳輸距離，電子標簽不斷發(fā)射信號，閱讀器若檢測到電子標簽發(fā)射的信號發(fā)送給第二微控制器，第二微控制器控制報警系統(tǒng)發(fā)出警報。
[0014]還可以將上述方案中的預防系統(tǒng)用于小孩戶外防丟，其方法為:將電子標簽佩戴于小孩身上，帶閱讀器的終端設(shè)備由監(jiān)護人隨身攜帶，并設(shè)置好電子標簽的傳輸距離，閱讀器在電子標簽的傳輸距離范圍內(nèi)讀取到信息，則報警系統(tǒng)不啟動；當閱讀器無法讀取來自于電子標簽的信息時，建立通信問答機制，電子標簽每隔五秒發(fā)送一個信號，若閱讀器仍未接收到信號則第二微控制器控制報警系統(tǒng)發(fā)出警報。
[0015]本發(fā)明采用射頻識別技術(shù)構(gòu)建標簽網(wǎng)絡(luò)來進行信息的傳輸，當小孩接近危險源時及時發(fā)出警報予以提醒孩子遠離，同時也提醒監(jiān)護人注意采取措施，避免孩子發(fā)生潛在的危險;也可以用于小孩的戶外防丟預防，使小孩處于監(jiān)護人的監(jiān)護范圍內(nèi)，離開監(jiān)護范圍則通過發(fā)出警報予以提醒，有效防止孩子走失或被拐。
[0016]以下通過附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步闡述。
[0017]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明用于小孩危險預防的架構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明用于小孩戶外防丟的架構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明射頻識別技術(shù)原理框圖；
圖4為本發(fā)明用于危險預防的實現(xiàn)流程圖；
圖5為本發(fā)明用于戶外防丟的實現(xiàn)流程圖。
[0018]【具體實施方式】:
結(jié)合圖1至圖5所示，本發(fā)明提供的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，包括電子標簽I以及帶閱讀器21的終端設(shè)備2，閱讀器21用于讀取電子標簽I的信息，終端設(shè)備2包括報警系統(tǒng)3，閱讀器21與報警系統(tǒng)3相連；電子標簽I包括分別連接第一微控制器和第一天線的第一無線射頻模塊，第一電源分別給第一無線射頻模塊、第一微控制器和第一天線供電；閱讀器21包括分別連接第二微控制器22和第二天線的第二無線射頻模塊，第二電源分別給第二無線射頻模塊、第二微控制器22、第二天線和報警系統(tǒng)3供電。
[0019]上述方案中的第一無線射頻模塊、第一微控制器、第二無線射頻模塊、第二微控制器22都采用了 NORDIC公司生產(chǎn)的NRF24LE1高集成度無線收發(fā)芯片。NRF24LE1中內(nèi)嵌2.4Ghz低功耗無線收發(fā)內(nèi)核NRF24L01，室內(nèi)傳輸距離可達30?40米，室外傳輸距離可達100?200米，且有高性能51內(nèi)核，是標準51速度的12倍。其相當于射頻模塊與51單片機的集成，所以本系統(tǒng)采用它來代替射頻模塊和微控制器模塊。且其提供了豐富的外設(shè):SPI，IIC，UART，6至12位ADC，PWM和一個用于電壓等級系統(tǒng)喚醒的超低功耗模擬比較器。其內(nèi)置電壓調(diào)節(jié)器，可工作在 1.9V~3.6V 下。
[0020]報警系統(tǒng)采用有源蜂鳴器，可用微控制器直接控制，方便快捷；第一電源采用CR2025紐扣電池，其標稱電壓為3V;考慮到電子標簽體積小，本系統(tǒng)中的第一天線采用PCB單端天線；電子標簽為有源電子標簽，電子標簽的讀取距離可根據(jù)需要進行調(diào)整。
[0021]當將上述方案中的預防系統(tǒng)用于小孩遠離危險預防時，如圖4所示，將電子標簽I分別安裝于各處危險源的所在地，如窗口、大門、危險電器等，帶閱讀器21的終端設(shè)備2由孩子隨身攜帶，并設(shè)置各個電子標簽I的傳輸距離，第二天線采用PCB單端天線。當小孩與電子標簽I的距離大于電子標簽I的傳輸距離時，閱讀器21接收不到信號，則報警系統(tǒng)3不啟動；若孩子接近危險源所在地的電子標簽I時，閱讀器21接收到來自于電子標簽I發(fā)出的信號，則傳遞給第二微控制器22，第二微控制器22啟動報警系統(tǒng)3發(fā)出警報，蜂鳴器響，提醒孩子遠離此處，也提醒監(jiān)護人及時制止孩子繼續(xù)接近，避免意外事件的發(fā)生。
[0022]當將上述方案中的預防系統(tǒng)用于小孩戶外防丟預防時，如圖5所示，將電子標簽I佩戴于孩子身上，帶閱讀器21的終端設(shè)備2由監(jiān)護人隨身攜帶，并設(shè)置好電子標簽I的傳輸距離，第二天線采用PCB單端天線。當小孩與監(jiān)護人的距離小于設(shè)定的電子標簽I的傳輸距離時，閱讀器21可讀取到電子標簽I的信息，并將信息發(fā)至第二微控制器22，第二微控制器22分析信息后并不啟動報警系統(tǒng)3;但當閱讀器無21無法讀取到電子標簽I的信息時，可能由于戶外人員密集或其他物品的遮擋，此時通過建立通信問答機制解決這一問題，使電子標簽I上的第一微控制器控制電子標簽I每隔5秒發(fā)送一個信號，若閱讀器21在電子標簽I連續(xù)發(fā)出十次信號后仍然沒有接收到信號，則表明小孩與監(jiān)護人的距離超過所設(shè)定的電子標簽I的傳輸距離，此時沒有信息發(fā)送至第二微控制器22，第二微控制器22則啟動報警系統(tǒng)3工作，蜂鳴器響，提醒監(jiān)護人小孩在遠離。
[0023]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:包括電子標簽以及帶閱讀器的終端設(shè)備，閱讀器用于讀取電子標簽的信息，終端設(shè)備包括報警系統(tǒng)，閱讀器與報警系統(tǒng)相連;所述電子標簽包括分別連接第一微控制器和第一天線的第一無線射頻模塊，第一電源分別給第一無線射頻模塊、第一微控制器和第一天線供電；所述閱讀器包括分別連接第二微控制器和第二天線的第二無線射頻模塊，第二電源分別給第二無線射頻模塊、第二微控制器、第二天線和報警系統(tǒng)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述電子標簽為有源電子標簽，電子標簽的讀取距離可調(diào)整。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述第一無線射頻模塊、第二無線射頻模塊、第一微控制器和第二微控制器均采用NRF24LE1高集成度無線收發(fā)芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述報警系統(tǒng)為有源蜂鳴器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電源采用CR2025紐扣電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述第一天線采用PCB單端天線。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防系統(tǒng)，其特征在于:所述第二天線采用PCB單端天線。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的任一基于射頻識別技術(shù)的小孩危險預防方法，其特征在于:將電子標簽安裝于各處危險源的所在地，帶閱讀器的終端設(shè)備由孩子隨身攜帶，設(shè)置電子標簽的傳輸距離，電子標簽不斷發(fā)射信號，閱讀器若檢測到電子標簽發(fā)射的信號發(fā)送給第二微控制器，第二微控制器控制報警系統(tǒng)發(fā)出警報。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的任一基于射頻識別技術(shù)的小孩戶外防丟預防方法，其特征在于:將電子標簽佩戴于小孩身上，帶閱讀器的終端設(shè)備由監(jiān)護人隨身攜帶，并設(shè)置好電子標簽的傳輸距離，閱讀器在電子標簽的傳輸距離范圍內(nèi)讀取到信息，則報警系統(tǒng)不啟動；當閱讀器無法讀取來自于電子標簽的信息時，建立通信問答機制，電子標簽每隔五秒發(fā)送一個信號，若閱讀器仍未接收到信號則第二微控制器控制報警系統(tǒng)發(fā)出警報。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于射頻識別技術(shù)來實現(xiàn)讓小孩遠離危險的預防系統(tǒng)及方法，包括電子標簽以及帶閱讀器的終端設(shè)備，閱讀器用于讀取電子標簽的信息，終端設(shè)備包括報警系統(tǒng)，閱讀器與報警系統(tǒng)相連。本發(fā)明采用射頻識別技術(shù)構(gòu)建標簽網(wǎng)絡(luò)來進行信息的傳輸，當小孩接近危險源時及時發(fā)出警報予以提醒孩子遠離，同時也提醒監(jiān)護人注意采取措施，避免孩子發(fā)生潛在的危險；也可以用于小孩的戶外防丟預防，使小孩處于監(jiān)護人的監(jiān)護范圍內(nèi)，離開監(jiān)護范圍則通過發(fā)出警報予以提醒，有效防止孩子走失或被拐。
【IPC分類】G08B21/02
【公開號】CN105551187
【申請?zhí)枴緾N201610066321
【發(fā)明人】洪榛, 謝濤琪
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月29日