智能嬰兒搖籃系統(tǒng)(共4頁)

1、智能嬰兒搖籃系統(tǒng)【摘 要】本文介紹了由單片機控制的新型多功能嬰兒搖籃系統(tǒng)設(shè)計。單片機作為控制核心，該系統(tǒng)的功能是：當有哭聲信號時搖籃啟動，播放輕音樂，當有溫濕度報警信號輸入時，啟動報警系統(tǒng)，同時可以顯示設(shè)定溫度和嬰兒體溫狀態(tài)?！娟P(guān)鍵詞】單片機；聲控；體溫檢測一、引言現(xiàn)代家庭大多是獨生子女家庭，父母對子女的嬰兒期培育非常重視。然而養(yǎng)育嬰兒是一件非常消耗時間和精力的事情，常常會與父母快節(jié)奏的工作生活產(chǎn)生沖突。有些父母因為夜間照顧嬰兒，長時間不能得到很好的休息，甚至嚴重影響了健康和正常的工作。據(jù)了解，有很多的上班族父母都會為照顧嬰兒而苦惱。有的父母并不能及時幫嬰兒換尿包。嬰兒夜間發(fā)燒，而父母不能及時

2、發(fā)現(xiàn)并治理，從而導致嬰兒病情嚴重。種種情況說明了傳統(tǒng)的嬰兒床已經(jīng)滿足不了當代人的需求。所以設(shè)計一款合適的搖籃不僅能保證嬰兒的健康成長，也能在很大程度上減輕父母的負擔，使父母不必為整夜照顧嬰兒而勞煩，從而保證大人和孩子都擁有更高的生活質(zhì)量，這便是本設(shè)計的目的所在。二、系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計的系統(tǒng)框圖如圖1所示。控制模塊由at89s52單片機作為控制核心，硬件電路分為聲音檢測、溫度檢測、濕度檢測、電機驅(qū)動和報警等模塊。軟件部分應(yīng)用單片機c語言實現(xiàn)了本設(shè)計的全部控制功能，包括溫度設(shè)置、電機驅(qū)動、狀態(tài)顯示、報警等。其中，溫度檢測選用芯片18b20，因為它體積小，僅有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)簡單，可以將它放入嬰兒搖床里

3、，當檢測到嬰兒的體溫高于或低于預先設(shè)定的范圍時，單片機就會發(fā)出報警信號。嬰兒哭聲的檢測電路模塊聲音傳感器模塊組成。 可以檢測周圍環(huán)境的聲音強度，雖然傳感器只能識別聲音的有無（根據(jù)震動原理）不能識別聲音的大小或者特定頻率的聲音 ，但能保證采集到的是嬰兒的哭聲，只有哭聲信號才能通過比較電路啟動搖籃。實現(xiàn)的整體功能是：當嬰兒哭叫時通過聲控電路控制電機自動搖動；搖籃有定時功能：一定時間后停止搖動；當嬰兒尿床時通過濕度感應(yīng)器的信號啟動自動報警；嬰兒體溫自動監(jiān)護保溫功能：體溫傳感器在寶寶身上進行自動測溫，當寶寶體溫超過或低于正常值時會自動發(fā)出報警信號通知看護者關(guān)注嬰兒的狀況。三、硬件設(shè)計：（1）主控模塊

4、采用stc89c52芯片構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，stc89c52是一種帶8k字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器的低電壓，高性能comos8的微處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel搞密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)一般包括主控單片機芯片、電源電路、復位電路和晶振電路。（2）顯示模塊 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器，簡稱led；液晶顯示器，簡稱lcd。結(jié)合本設(shè)計的特點，在這里系統(tǒng)的顯示采用發(fā)光二極管作為顯示器件。由于stc89c52單片機的i/o口驅(qū)動能力較弱，所以顯示部分的電路經(jīng)過9014三極管放大電路后，驅(qū)動兩位共陰

5、極led數(shù)碼管的方式。（3）檢測模塊 分為溫度檢測和聲音檢測，濕度檢測電路主要用集成濕度傳感器ih3605完成對嬰兒尿床的檢測。，此傳感器在片內(nèi)可完成信號的調(diào)整，且精度高，線性好。聲音檢測是本系統(tǒng)設(shè)計中的一個關(guān)鍵部分，要求具有較好的靈敏度和抗干擾能力。駐極體傳聲器是一種微型聲電轉(zhuǎn)換器，這種傳聲器具有靈敏度高、頻率響應(yīng)范圍寬和體積小等優(yōu)點。在本系統(tǒng)中選用駐極體話筒作為聲音檢測部分的聲音傳感器，用其將聲音信號變換成電信號。所選前置放大電路如下，再通過電壓比較器連接到單片機的i/o口。（4）報警及驅(qū)動模塊 報警系統(tǒng)有單片機及l(fā)ed和喇叭組成，當檢測到嬰兒啼哭或尿床時可發(fā)出警報，并驅(qū)動電機時搖籃搖起來

6、或者發(fā)出音樂，注意的是于at89s52單片機管腳最大直流輸出電流為15ma，不足以驅(qū)動電機，為了獲得較大的驅(qū)動電流，在單片機引腳和電機驅(qū)動引腳之間接入一個三極管，串聯(lián)一個電阻，三極管基極接單片機，集電極接地，發(fā)射極驅(qū)動電機，構(gòu)成共集電極放大電路，來放大單片機輸出的電流。本文采用的三極管8550是一種低電壓，大電流，小信號的pnp型硅三極管，放大系數(shù)約為150，放大后的電機驅(qū)動電流可達到2a左右。在電機的正負引腳間反串一個二極管，用來保護三極管。四、軟件設(shè)計利用單片機豐富的內(nèi)部資源完成智能嬰兒搖籃的各種功能，主程序的功能是負責濕度檢測、聲音檢測、溫度的實時顯示、讀出并處理ds18b20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次，并與設(shè)定的報警溫度相比較，若超出范圍就報警。流程圖如上：4.1主程序流程圖整體原理圖如下：五、結(jié)論使用傳統(tǒng)嬰兒搖籃，需要看護者一直陪伴在嬰兒旁邊，不僅耗時而且往往使看護者很疲憊。智能嬰兒搖籃系統(tǒng)通過單片機的控制，實現(xiàn)了自動控制，減輕了嬰兒看護者的勞動負擔