刘双晴，王文虎，彭 琛，赵呈强，刘 明

（湖南文理学院 计算机与电气工程学院，湖南 常德 415000）

0 引 言

无论乡村还是城镇，年幼小孩上下学问题既是家庭的负担，也有社会的责任，确保中小学生安全往返学校一直是亟待解决的社会问题。市面上，常见的面向小孩子的监护产品主要是电话手表和智能手环之类，两者都容易丢失，且功能单一[1]。

本文设计并实现了一种以书包为媒介监护孩子上下学途中安全的智慧书包，智慧书包由书包状态监测终端、GPRS通信网络、手机APP等组成，结构如图1所示。学生上学、放学途中都会背着书包，通过书包状态监测终端可以获取学生上学途中以及放学回家途中的路径信息等，这些信息借助GPRS网络发送到家长手机APP中，一方面方便家长掌握学生上学、放学沿途的路径信息，另一方面可以培养学生独立自主的生存能力。

图1 智慧书包结构

1 书包状态监测终端

书包状态监测终端由微处理器最小应用系统、定位模块、电子标签以及电子标签读卡器、GPRS模块、LED环形灯带等组成，电路原理如图2所示。

图2中，U1为32位微处理器STM32F103；Y1，C1，C2构成外时钟电路；R1，C3构成上电低电平复位电路；插座XP提供了SWD程序下载接口；U1引脚BOOT1，BOOT0外接公共端实现FLASH程序引导方式；时钟单元、复位单元、SWD程序下载接口、程序引导单元共同构成微处理器的最小应用系统[2]。

微处理器STM32F103的PA10、PA9分别与北斗定位模块A1的数据发送端TXD、接收端RXD相连接，实现串口数据传输。A1为ATGM332D-5N-31-0，支持北斗+GPS双定位，追踪灵敏度高达-162 dBm，定位精度[3-4]为2.5 m。……