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基于GPS的智能儿童监护系统的设计

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徐卫英金磊于文苏吴潇晴

摘要：该文研究了一种基于GPS的智能儿童监护系统，阐述了系统的总体架构，以及儿童监护系统的总体设计和系统功能模块的详细设计。

关键词：儿童监护系统;智能定位终端;智能监护终端

中图分类号：TP315? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）27-0063-02

近几年来，随着国家二胎政策的放开与实施，增加了家长和学校看护孩子的分量，如果家长或学校一时疏忽，会造成儿童丢失的事件，如儿童走失、被拐卖、绑架的现象，未成年人逃学、离家出走、进出网吧、游戏厅等场所的问题也日有发生，我们急需一种对孩子安全的有效监护系统或措施。在如今信息技术高速发展的时代，保护儿童安全，预防儿童丢失事件的发生，可以借助于信息技术手段来实现。因此，设计与开发基于GPS的智能儿童监护系统显得尤为重要，通过安装在服务器上的智能儿童监护系统，实现信息的系统管理，并由互联网连接儿童端的智能定位装置与监护人端的智能监护APP，达到实时监护儿童的目的。

1 系统的总体架构

儿童监护涉及儿童、监护人（如家长和学校老师）等角色，通过对日常儿童监护工作的功能需求分析，设计了一种基于GPS的智能儿童监护系统的总体架构，如图1所示。系统包括GPS卫星定位系统、智能定位终端、服务器和智能监护终端APP。

图1? ?系统的总体架构

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。GPS常用于提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。随着 GPS 定位技术在民用领域的发展，基于位置信息或者地理信息的可穿戴智能产品得到了前所未有的发展与应用。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。

智能定位终端包括GPS配件和报警按钮，其作用是用于儿童定位和报警。儿童智能定位终端产品主要有智能定位手表、智能定位手环、智能定位鞋、智能定位服装、智能定位书包等，该类产品以定位为主要功能，其中以智能定位手表最受消费者欢迎。除定位功能外，很多智能手表还具有双向通话、SOS 求救、远程监听、历史轨迹、电子围栏等功能。

智能监护终端安装有监护APP，主要采用 Andorid 技术进行设计，实现用户账户管理、智能设备管理、地图位置管理和推送信息管理四大主要功能。

服务器内安装有儿童监护系统，它又包括信息处理子系统和监控报警子系统，其主要作用是进行信息处理和监控报警。

GPS卫星定位系统通过卫星定位信息来确定智能定位终端的位置信息，智能定位终端与服务器通过互联网连接，服务器通过互联网与智能监护终端进行数据交换，从而实现对儿童的日常安全状态进行监护，在发生紧急安全问题的时候能够快速求救，自动定位，并第一时间通知监护人，以实现对儿童安全起到实质性的保护作用。

2 儿童监护系统的设计

2.1 系统功能总体设计

安装在服务器内的儿童监护系统，是一种基于GPS的智能儿童监护系统的核心模块。它又包括信息处理子系统和监控报警子系统，其主要作用是进行信息处理和监控报警。为了实现对儿童、用户、位置、派出所、学校和教师等信息的管理，信息处理子系统中又包括了儿童信息管理、用户信息管理、位置信息管理、派出所信息管理、学校信息管理和教师信息管理等模块;为了实现对儿童位置的监控，以及出现问题时报警处理，监控报警子系统中又包括了监控管理模块和报警管理模块。系统的功能结构图如图2所示。

2.2 系统功能的详细设计

系统服务器内的儿童监护系统是在JDK环境下，利用Eclipse开发工具，通过Java语言编写相关程序，利用MySQL数据库管理系统软件创建数据库和数据表，存储儿童信息表、用户信息表、位置信息表、派出所信息表、学校信息表、教师信息表等，同时实现对监控信息及报警信息的管理和储存。先搭建JDK开发环境，再按需求分模块进行开发与设计。

1）信息处理。儿童监护系统需要处理和管理的信息主要涉及儿童、用户（家长）、位置、派出所、学校和教师等信息，由此设计的信息处理子系统由儿童信息管理、用户信息管理、位置信息管理、派出所信息管理、学校信息管理、教师信息管理等模块组成，儿童信息主要包括儿童姓名、所在学校名称、家长姓名、年龄、智能终端IMEI号等;用户信息主要包括家长姓名、地址、工作单位、手机号码、智能终端IMEI号等;位置信息主要包括儿童姓名、经度、纬度、地名、活动图像文件名、时间等;派出所信息主要包括派出所名称、地址、电话等，学校信息主要包括学校名称、地址、电话等;教师信息主要包括教师姓名、学校名称、手机号码、智能终端IMEI号等;信息处理子系统通过各模块实现对儿童、家长、位置、学校、教师、派出所等与儿童相关信息的处理和存储。

2）监控报警。儿童监护系统需要对儿童位置进行监控，发现问题时及时报警处理。监控报警子系统由监控管理模块和报警管理模块等组成，其中监控管理模块自动监控儿童的位置信息，如果出现异常情况，如该时间儿童应在学校上课，但监控发现儿童不在学校，则触发报警模块，并将系统中当前存储的儿童位置信息及活动状态图像推送给儿童家长或学校老师的智能监护终端上;家长或老师也可通过智能监护终端通过互联网主动查询服务器上的儿童监护系统，了解孩子的当前位置信息和活动状态;此外当孩子发现自己處于危险状态时，也可以启动智能定位终端上的报警按钮，通过互联网传输到服务器的儿童监护系统报警，从而提高儿童或未成年人的安全监护效率。

3 智能定位终端的设计

GPS卫星定位系统通过内置GPS配件的智能定位终端接收GPS卫星提供的经纬度坐标信号来进行定位，智能定位终端根据接收到的定位信息通过互联网向服务器发送当前位置信息或当前活动状况的图像;安装儿童监护系统的服务器通过互联网接收智能定位终端传输的定位信息，然后进行定位数据处理和存储等，再通过互联网发送地理位置信息到智能监护终端;智能监护终端通过互联网从服务器的儿童监护系统中主动查询孩子的位置信息和当前活动状况的图像，或被动接收服务器发送过来的这些信息;内置GPS配件的智能定位终端的外观形式多样，对于一些有逃学、离家出走、进出网吧、游戏厅等场所的未成年人，可在他们不知情的情况下将智能定位终端放入其随身携带的背包或衣服口袋里实施定位，防止其进一步误入歧途，从而达到对孩子安全的有效监护。安装 GPS 定位器，离开住所一定距离后就会自动报警并定位。

4 智能监护终端APP的设计

智能监护终端APP的开發主要采用Android Studio工具和JDK，通过Java语言编写实现。该APP主要实现用户账户管理、智能设备管理、地图位置管理和推送信息管理四大主要功能。用户账户管理，主要是注册、登录或修改服务器上儿童监护系统中的用户个人信息。智能设备管理，用于将家长端智能设备与儿童端的智能穿戴设备一一绑定，需要时也可解除绑定。地图位置管理根据获取到的 GPS 位置在地图上显示儿童智能终端所在的位置。推送信息管理，通过互联网从服务器的儿童监护系统中主动查询孩子的位置信息和当前活动状况的图像，或被动接收服务器发送过来的位置和报警信息，也可将信息发送至服务器。

5 结束语

本文设计的基于GPS的智能儿童监护系统，借助于GPS卫星定位系统和智能定位终端，实现儿童地理位置的实时定位，通过互联网与服务器中的儿童监护系统进行通信，上传儿童的位置信息和报警信息，家长或老师可通过连接互联网的智能监护终端实时地查询或接收服务器中的儿童监护系统的信息，来了解儿童的位置信息、当前活动状态等，通过本系统可提高儿童的监护管理效率，减少或避免儿童丢失或误入歧途。

参考文献：

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【通联编辑：谢媛媛】

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