基于GPS定位技术的老人儿童防丢失报警器的开发与应用研究

陈孔圳 陈凯 朱文龙 林之

摘要：本文对GPS定位防丢失系统的系统设计和功能结构进行研究。随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活的各个领域。在基于我国特殊人群的安全需求下，小型模塊化、轻便携带性、稳定抗干扰能力强是本次防丢失报警器的主要研究方向。

关键词：GPS定位;单片机;防丢失报警器

一、GPS定位技术的相关概述

（一）GPS定位技术介绍

GPS是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置及精确的时间信息。是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。

（二）GPS定位系统的基本结构

GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。

二、基于GPS定位的老人儿童防丢失报警器设计[2]

（一）总体设计

防丢失报警器采用了蓝牙模块、GPS定位系统、SIM800C短信模块、nRF24L01射频芯片以及52单片机，研制了基于单片机的无线定位防丢报警器。报警器采用了声音报警系统和GPS短信定位系统结合的方式来进行报警。整个设计原理是通过AT89C52RC单片机将模块采集的数据进行整理实现定位报警功能。基本组成结构框图如下图1所示：

sim800c短信模块，GPS定位模块，52单片机开发板不同要求的工作电压，采用DC-DC电源升压模块获得9V 3.3V 5V的电压对不同模块进行分压供电，解决定位系统的供电需求，保障了稳定性。

（二）具体结构

1.nRF24L01配置

本产品根据要求，单片机按照发送的数据时序送给nRF24L01芯片和蓝牙模块，配置CONFIG寄存器为发送模式，选择发射功率，当nRF24L01接收到信号时，则视为发射成功，nRF就会产生TX中断，若发送超限了，则产生AX中断，当第一次发射成功以后，每隔250ms，nRF24L01则重复进行数据的发送。

2.sim800c短信模块配置

sim800c短信模块使用6-9v电源供电，52单片机使用5v电源供电，在设计过程中我们使用分压方式对不同模块进行相应供电。通过单片机的串口控制短信模块的使用，先发送指令用于测试信号强度返回值在0-30之间比较强的信号，再发送指令用于测试sim卡是否插好，最后发送指令用于判断联网是否正常。GPS模块定位系统我们

3.GPS定位模块配置

GPS定位模块spi与AT89C52单片机连接，首先使用AT指令对定位模块进行配置和接收GPS数据。GPS模块通过接受卫星的广播星历计算出自己当前位置的经纬度信息，并通过串口协议发送给52单片机对sim800c进行数据传输，通过手机即可实时获取到定位系统发送的经纬度短信，确认具体位置。

三、基于GPS定位防丢失系统的实现和应用

对于防丢失系统的实现，启动产品后通过手机短信发送设置主机手机号码，然后添加从机手机号码。

在手机设置成功后，用户可以通过手机短信中输入获取数据，手机中的GPS模块通过串口协议获取到定位系统发送的经纬度短信，即从机的具体位置。从机也可以向主机发送具体位置。

当从机和手机超出设定距离范围时，通过nRF24L01模块的自动应答功能，接收机在工作时自动检测发射机发射的信号，未接收到信号后，从机蜂鸣器发出报警声并且LED灯闪烁，手机蓝牙app软件提示通知主人物品已经丢失或者儿童走丢。

四、结语

这个产品设计了以单片机AT89C52为最小系统，射频芯片nRF24L01为核心的电子产品，集成了nRF24L01的射频前端，大大增强了性能，控制了成本。随着互联网的发展，本产品在设计的基础上结合了通信领域中的GPS和GIS技术，创建了一个全新的定位系统领域，该产品实现了低功耗，实用性强，成本低的功能，具有较大的市场潜力。

参考文献：

[1]钟娇娇，范祥祥，叶永兴，陈钊庆.基于GPS和LBS定位的儿童追踪系统设计[J].物联网技术，2020，10（04）：70-72.

[2]王啸东，尤凤翔.基于单片机的智能防丢器系统设计[J].河南科技，2011（21）：61.

项目基金：泉州信息工程学院大学生创新创业训练计划项目资助。

作者简介：陈孔圳，泉州信息工程学院/20微电子科学与工程。