編號：

CJ-32-2022-151-LW

設(shè)計摘要：

本論文介紹了一種基于STM32單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)由中控部分、輸入部分和輸出部分組成。中控部分采用STM32單片機作為核心控制器，負責獲取輸入部分的數(shù)據(jù)并進行處理，最終控制輸出部分的各個模塊。輸入部分包括DS18B20溫度采集模塊、水位檢測模塊、聲音傳感器、獨立按鍵和供電電路，用于檢測環(huán)境溫度、尿床情況、哭聲以及進行網(wǎng)絡(luò)連接和溫度閾值設(shè)置。輸出部分包括OLED屏幕顯示模塊、步進電機、觸發(fā)語音模塊、加熱繼電器、制冷繼電器、聲光報警模塊和WIFI模塊，用于顯示溫度、尿床和哭聲狀態(tài)，模擬搖籃轉(zhuǎn)動，播放音樂，控制加熱和制冷，觸發(fā)聲光報警以及將數(shù)據(jù)發(fā)送至云端。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對嬰兒床環(huán)境的實時監(jiān)測和智能控制，為嬰兒提供舒適的睡眠環(huán)境。同時，通過WIFI模塊的支持，用戶可以遠程監(jiān)控和控制系統(tǒng)，設(shè)置溫度閾值等參數(shù)。該智能嬰兒床系統(tǒng)具有實用性和可擴展性，為嬰兒的健康和安全提供了有效的保障。

關(guān)鍵詞：單片機；溫度檢測；水位檢測；聲音傳感器

字數(shù)：12000+

實物鏈接：

基于單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計-實物設(shè)計 

仿真鏈接：

基于單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計-仿真設(shè)計

開題報告鏈接：

基于單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計-開題報告 

內(nèi)容預(yù)覽：

摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 選題背景及實際意義

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3 課題主要內(nèi)容

2　系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 系統(tǒng)整體方案

2.2 單片機的選擇

2.3 電源方案的選擇

2.4 顯示方案的選擇

2.5 溫度檢測方案的選擇

2.5電機方案選擇

3系統(tǒng)設(shè)計與分析

3.1 整體系統(tǒng)設(shè)計分析

3.2 主控電路設(shè)計

3.3 顯示模塊

3.4語音播報模塊

4 DS18B20傳感器檢測溫度模塊

4 系統(tǒng)程序設(shè)計

4.1 編程軟件介紹

4.2 主程序流程設(shè)計

4.3 按鍵函數(shù)流程圖

4.4 顯示函數(shù)流程圖

4.5 處理函數(shù)流程圖

5 實物調(diào)試

5.1 電路焊接總圖

5.2 連接WIFI實物測試

5.3 哭聲檢測實物測試

5.4模擬尿床實物測試

結(jié)  論

參考文獻

致  謝

1　引 言

1.1 選題背景及實際意義

隨著社會的不斷發(fā)展進步，父母越來越重視孩子在嬰幼兒時期的成長，在照看嬰兒方面需投入更多的時間和精力。然而現(xiàn)代社會快節(jié)奏的生活與工作壓力下，對于有寶寶的父母除了工作還要投入大量的時間和精力來照顧，但畢竟精力有限，無法時刻不停的照顧新生兒，為了減輕父母在育兒期間的負擔，并提高育兒質(zhì)量。因此，如何在休息時間或者工作時間仍能對嬰兒實時監(jiān)測、安全的照顧是廣大父母迫切希望解決的問題。

對于一些新父母，很多時候?qū)τ趯殞毜漠惓７磻?yīng)觀察不到，以至于影響寶寶健康成長，因此，這就需要有新的育兒方式出現(xiàn)，替代那些舊時代的育兒方式。目前，嬰兒床已經(jīng)越來越多的被年輕父母使用，但是，目前市面上的嬰兒床主要關(guān)注兩方面的改進，一是現(xiàn)在的嬰兒床功能單一，只能供寶寶睡覺，有些嬰兒床雖然也配有音樂播放器，但需要由人工進行開關(guān)操作，不能實現(xiàn)智能化控制。二是雖然采用單片機芯片檢測環(huán)境溫濕度信息，但是功能太單一，系統(tǒng)主動響應(yīng)不夠，且沒有聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控功能。因此，多功能嬰兒床成為研究重點，也是后續(xù)研究嬰兒健康成長的關(guān)鍵所在。

基于此，本設(shè)計是基于單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計，很好的解決了以上兩個弊端。我們可以通過WiFi模塊連接手機和云平臺可以遠程控制搖籃、播放音樂并且父母可隨時觀測嬰兒的實時情況，然后通過聲音傳感器捕捉到嬰兒是否哭，當檢測到哭聲時，步進電機自動搖晃（模擬搖籃）且自動播放音樂；此外，我們可以通過按鍵和手機設(shè)置溫度閾值，用溫度采集模塊和加熱溫控模塊，能為嬰兒及時的通風加熱，濕度傳感器監(jiān)測嬰兒尿床時會發(fā)出報警信號。所述系統(tǒng)實現(xiàn)了監(jiān)護人能夠比較準確的實時獲取嬰兒的狀況，以便提前采取保護措施，方便有效，且無需耗費大量人力時間，此外，該系統(tǒng)采用WiFi進行傳輸而并非GPS，具有低功耗的特點，大大降低了使用成本，具有較高的應(yīng)用價值及社會意義。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

為了更好地解決孩子與父母之間生物鐘的沖突,減輕父母照顧嬰兒時所遇到的煩惱,2016年高旭，鄒靜設(shè)計以STM32F103C8T6單片機為核心,采用聲音、濕度、溫度傳感器對嬰兒進行實時監(jiān)測,運用傳動系統(tǒng)和音樂播放系統(tǒng)來哄哭泣的嬰兒,從而提高嬰兒及父母的睡眠質(zhì)量[1]。本次設(shè)計能很好地幫助父母照顧嬰兒,非常具有實用價值 。

在科技水平發(fā)展迅速的今天,嬰兒床的功能已經(jīng)不僅只是保護嬰兒的安全以及提供舒適睡眠環(huán)境,在安全和舒適前提下,應(yīng)減輕照顧嬰兒的家長的壓力,通過技術(shù)使家長更加得心應(yīng)手的照顧嬰兒.2019年許俊杰，張偉杰，林木泉設(shè)計了一種能夠檢測環(huán)境氣體濃度,環(huán)境溫度,嬰兒體溫,嬰兒是否哭泣,以及嬰兒是否尿床的智能嬰兒床控制系統(tǒng),該系統(tǒng)還能夠模擬看護人做出輕輕搖晃嬰兒床的行為.該系統(tǒng)使用STM32F103C8T6微處理器采集各類傳感器的數(shù)據(jù)后進行分析處理,結(jié)合ESP8266聯(lián)網(wǎng)模塊將數(shù)據(jù)上傳至blinker云平臺,實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測[2]。

鐘映春，文銘，陳俊洪，吳玉波，吳華藝，陳群，林毅星發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能嬰兒床,該智能床能通過網(wǎng)絡(luò)把嬰兒的各項數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)護人的手機里,通過查看手機里的信息便可得知嬰兒的情況.該信息包括是否踢被子或尿床;測量體溫是否過高;檢測是否哭鬧,若哭鬧則自動搖床并播放助眠音樂,若嬰兒哭鬧一直不停,則發(fā)信息告訴監(jiān)護人進行喂奶;嬰兒床還具備加熱奶水,遠程控制播放音樂,防盜以及攝像頭拍照等功能.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,系統(tǒng)整體采用了模塊化設(shè)計,以HT32F1656為主控制中心,分別對磁傳感器模塊,恒溫熱奶模塊,紅外線溫度傳感器,濕度傳感器,聲強傳感器,第一壓力傳感器,圖像采集模塊和WIFI模塊進行控制與監(jiān)測,使監(jiān)護人可以隨時隨地查看嬰兒狀況[3]。

許多人如此忙碌，以至于他們在日常生活中面臨著額外的困難。特別是父母可能有許多責任，但嬰兒和嬰兒仍然需要特別照顧。2020年 Shahadi H I ,Muhsen D H ,Haider H提出了一種智能嬰兒床，通過提供手動和自動兩種模式的眾多服務(wù)，以多種方式幫助父母和嬰兒。在手動模式下，用戶可以控制嬰兒床的擺動，并使用安裝在智能手機上的應(yīng)用程序開始無線播放音樂。在自動模式下，當嬰兒哭泣時，嬰兒床開始自動擺動，并不斷擺動，直到嬰兒停止哭泣，同時播放音樂，使嬰兒退出并入睡。此外，如果動作和音樂不能使寶寶平靜下來，嬰兒床會使用全球移動通信系統(tǒng)（GSM）技術(shù)的指定父母的手機發(fā)送消息，以尋求立即就診[9]。該系統(tǒng)使用微控制器、直流電機、聲音傳感器、H橋和可充電電池實現(xiàn)，并已在實時環(huán)境中進行了測試。實驗結(jié)果表明其高效、簡單。

與上述幾種設(shè)計方案相比，該設(shè)計方案更加方便易懂，便于實際操作，價格低廉，在集成電路的選擇上更易于使用和精巧。

1.3 課題主要內(nèi)容

該論文介紹了一種基于STM32單片機的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計，旨在為嬰兒提供舒適的睡眠環(huán)境并實現(xiàn)對嬰兒床環(huán)境的實時監(jiān)測和智能控制。該系統(tǒng)由中控部分、輸入部分和輸出部分組成。中控部分采用STM32單片機作為核心控制器，用于獲取輸入部分數(shù)據(jù)并進行處理，最終控制輸出部分的各個模塊。輸入部分包括溫度采集模塊、水位檢測模塊、聲音傳感器、獨立按鍵和供電電路，用于檢測環(huán)境溫度、尿床情況、哭聲以及進行網(wǎng)絡(luò)連接和溫度閾值設(shè)置。輸出部分包括屏幕顯示模塊、步進電機、觸發(fā)語音模塊、加熱繼電器、制冷繼電器、聲光報警模塊和WIFI模塊，用于顯示溫度、尿床和哭聲狀態(tài)，模擬搖籃轉(zhuǎn)動，播放音樂，控制加熱和制冷，觸發(fā)聲光報警以及將數(shù)據(jù)發(fā)送至云端。通過WIFI模塊的支持，用戶可以遠程監(jiān)控和控制系統(tǒng)，設(shè)置溫度閾值等參數(shù)。該智能嬰兒床系統(tǒng)具有實用性和可擴展性，為嬰兒的健康和安全提供了有效的保障。

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