Аварийная тревожная кнопка на базе микроконтроллеров

Сегодня безопасность для людей во всем мире является первоочередной задачей. Никто не может предвидеть опасности, и реакция на любую опасность требуется в течение секунды. Недавно были разработаны мобильные приложения, которые можно использовать для подключения к вашему экстренному контакту. Но не у всех есть смартфон. Кроме того, невозможно использовать приложение в течение секунды. Микроконтроллеры используются в устройствах повсюду. Идеальная кнопка паники должна быть той, которая позволяет пользователю реагировать и заканчивать работу с максимально возможной скоростью при успешном выполнении задачи. В этом документе описывается кнопка паники, которая обеспечит безопасность в минимальное время. Простой переключатель вызовет устройство, состоящее из платы Arduino и модуля GSM. Плата Arduino отправляет сигнал на GSM-модуль с SIM-картой, которая отправит аварийное сообщение контакту, предварительно определенному в системе, вместе с точными координатами GPS положения пользователя с кнопкой паники. Эта информация может использоваться аварийным контактом, чтобы точно указать местоположение пользователя и отслеживать пользователя в кратчайшие сроки.

1. ВВЕДЕНИЕ

В постоянно меняющемся мире есть много трудностей, с которыми сталкиваются люди во всем мире. Основной проблемой, с которой сталкивается большинство населения, является безопасность. Каждая ситуация не может быть предвидена, и каждая угроза не может быть предсказана. Пожилые люди, живущие в одиночестве, могут столкнуться с чрезвычайной медицинской ситуацией. Кто-то может пробиться в ваш дом ночью, или, пройдя по одинокой улице, есть возможность подвергнуться нападению. Безопасность женщин является основным источником беспокойства в каждой стране, в то время как безопасность детей имеет одинаковое значение. Большинство несчастных случаев происходят из-за того, что помощь не могла достичь вовремя, поскольку контакт не мог быть установлен ни с кем за пределами в течение короткого времени [1]. Сейчас системами тревожной сигнализации оборудованы не только большинство крупных магазинов и торговых центров, но и квартиры, дачные поселки и отдельные жилые дома (s-sever.ru/ustanovka/ustanovka-trevojnoy-knopki.html).

Недавние разработчики приложений разработали мобильные приложения для смартфонов, которые мгновенно отправляют сообщения на экстренный контакт, программный аналог кнопки паники на микроконтроллере [2]. Но есть недостатки в использовании приложения для смартфонов. Во-первых, есть проблемы с батареями, и если в телефоне недостаточно электропитания, приложение не будет работать. Во-вторых, требуется время, чтобы открыть приложение и использовать его, что увеличивает время реакции, и это может оказаться опасным. Устройство на базе микроконтроллера нацелено на сокращение времени реакции, чтобы пользователь мог реагировать на угрозу в одно мгновение.
Наш проект нацелен на создание простого недорогого устройства Panic Button, к которому могут обращаться женщины во всем мире.

2. СИСТЕМНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Кнопка паники имеет различные аппаратные и программные требования. Требуются различные аппаратные компоненты: Arduino Uno Board, GSM-модуль и GPS-трекер, кнопка, батарея источника питания и соединительные провода и кабели. Требование к программному обеспечению — программное обеспечение Arduino. На рисунке 1 показаны соединения в реальном времени систем, когда устройство было собрано нами.
В этом разделе объясняется роль каждого компонента в системе.

Рисунок 1 — Подключение системы в реальном времени

2.1 Arduino Uno Board

Arduino Uno — это микроконтроллерная плата, основанная на ATmega32 [3]. Он имеет 14 цифровых входов / выходов, 6 аналоговых входов, керамический резонатор 16 МГц, USB-соединение, разъем питания, заголовок ICSP и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите его с помощью адаптера переменного тока или аккумулятора, чтобы начать работу.

2.2 GSM Module

Соединение между платой Arduino и другой системой GSM-GPRS устанавливается с помощью модуля GSM / GPRS [4-5]. GSM (глобальная система мобильной связи) — это архитектура, используемая в основном для мобильной связи. Глобальная служба пакетной радиосвязи (GPRS) — это расширение GSM, которое обеспечивает более высокую скорость передачи данных. Модуль GSM / GPRS состоит из модема GSM / GPRS, собранного вместе с цепью питания и коммуникационными интерфейсами. Он имеет держатель SIM-карты, в который вставлена SIM-карта пользователя. Эта карта будет отличаться в зависимости от поставщика услуг мобильной связи пользователя, и сообщение будет отправлено с использованием этой SIM-карты [6].

2.3 Кнопка

Кнопка будет действовать как триггер для системы. Если кнопка нажата, система активируется и сообщение отправляется. Для легкой активации нажатие кнопки легко нажимается и имеет более быстрое время реакции, чем обычные кнопки.

2.4 Программное обеспечение Arduino

Программное обеспечение Arduino на компьютере используется для компиляции необходимых программ и загрузки их в микроконтроллер Arduino Uno Board для выполнения. Разъем USB на одном конце подключен к ПК с программным обеспечением Arduino, а другой конец подключен к порту USB на плате Arduino. Как только код для запуска GSM-модуля (с определенным номером телефона) скомпилирован и готов к выполнению, он загружается на плату Arduino. Программное обеспечение Arduino легко изучить и выполнить [7].

3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УСТРОЙСТВА

Со всеми готовыми модулями следующий шаг — подключить все модули, чтобы было надлежащее взаимодействие между модулями для бесперебойного функционирования системы.


Рисунок 2.  Схема устройства.

3.1 Программирование программного обеспечения

Программное обеспечение Arduino должно быть загружено в систему, из которой вы работаете. Соответствующие коды для отправки сообщения с координатами GPS должны быть скомпилированы в программном обеспечении. Как только коды будут скомпилированы и готовы, подключите плату Arduino к компьютерной системе с помощью USB-кабеля и скопируйте код в память микроконтроллера.

3.2 Запуск модуля GSM

Вставьте SIM-карту в держатель, предусмотренный в GSM-щите. Подключите модуль GSM к 12-вольтовой батарее (внешний источник питания) [8] и включите ее. Мигающий красный индикатор указывает, что SIM-карта имеет действительный сигнал. Для проверки работоспособности экрана GSM вызовите номер телефона, связанный с SIM-картой. Оранжевый непрерывный мигающий индикатор указывает, что SIM-карта готова принять вызов и подключиться.

3.3 Подключение модуля GSM к плате Arduino

Используя Connection Wires, подключите вывод TX, RX Pin и GND модуля GSM к тем же самым точным контактам на плате Arduino. Убедитесь, что модуль GPS и плата Arduino включены. Соединения установлены. На рисунке 3 показаны соединения реального времени в устройстве.

3.4 Подключение коммутатора к плате Arduino

К плате Arduino подключен переключатель или кнопка. В выключенном состоянии коммутатора устройство будет находиться в режиме ожидания. Когда переключатель перевернут, система активируется. Совет Arduino отправляет сигнал в модуль GSM, который активируется и отправляет сообщение с использованием SIM-карты, установленной в GSM-модуле [9]. Сообщение будет отправлено на предопределенный номер экстренного контакта, указанный пользователем. На рисунке 3 показана блок-схема работы устройства в режиме реального времени.

4. ВЫВОДЫ

Предлагаемое устройство может быть продано как устройство с низкой стоимостью и является очень целенаправленным и портативным. Стоимость строительства низкая, а программы доступны. Компоненты легко доступны на рынке. Модуль GPS можно добавить для получения точных координат местоположения пользователя [10]. Существует одна трудность, и это размер. Оптимизацию размера устройства можно сделать дальше, потому что, хотя устройство портативно, его необходимо уменьшить по размеру, чтобы его можно было легко переносить. Безопасность сегодня является главной заботой для всех нас, и это устройство гарантирует, что у пользователя, несущего его, преобладает чувство безопасности.


Emergency Panic Button using Microcontrollers

Nivedita Majumdar School of Computing Science and Engineering
VIT University, Vellore Tamil Nadu, India