編號(hào)：

CJ-32-2022-151-LW

設(shè)計(jì)摘要：

本論文介紹了一種基于STM32單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(jī)作為核心控制器，負(fù)責(zé)獲取輸入部分的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，最終控制輸出部分的各個(gè)模塊。輸入部分包括DS18B20溫度采集模塊、水位檢測(cè)模塊、聲音傳感器、獨(dú)立按鍵和供電電路，用于檢測(cè)環(huán)境溫度、尿床情況、哭聲以及進(jìn)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(jìn)電機(jī)、觸發(fā)語(yǔ)音模塊、加熱繼電器、制冷繼電器、聲光報(bào)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(dòng)，播放音樂，控制加熱和制冷，觸發(fā)聲光報(bào)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(duì)嬰兒床環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能控制，為嬰兒提供舒適的睡眠環(huán)境。同時(shí)，通過WIFI模塊的支持，用戶可以遠(yuǎn)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(shí)用性和可擴(kuò)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(jī)；溫度檢測(cè)；水位檢測(cè)；聲音傳感器

字?jǐn)?shù)：12000+

實(shí)物鏈接：

基于單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)-實(shí)物設(shè)計(jì) 

仿真鏈接：

基于單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)-仿真設(shè)計(jì)

開題報(bào)告鏈接：

基于單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)-開題報(bào)告 

內(nèi)容預(yù)覽：

摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 選題背景及實(shí)際意義

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3 課題主要內(nèi)容

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)整體方案

2.2 單片機(jī)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(cè)方案的選擇

2.5電機(jī)方案選擇

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

3.1 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

3.2 主控電路設(shè)計(jì)

3.3 顯示模塊

3.4語(yǔ)音播報(bào)模塊

4 DS18B20傳感器檢測(cè)溫度模塊

4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

4.1 編程軟件介紹

4.2 主程序流程設(shè)計(jì)

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(shí)物調(diào)試

5.1 電路焊接總圖

5.2 連接WIFI實(shí)物測(cè)試

5.3 哭聲檢測(cè)實(shí)物測(cè)試

5.4模擬尿床實(shí)物測(cè)試

結(jié)  論

參考文獻(xiàn)

致  謝

1　引 言

1.1 選題背景及實(shí)際意義

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

對(duì)于一些新父母，很多時(shí)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(zhǎng)，因此，這就需要有新的育兒方式出現(xiàn)，替代那些舊時(shí)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(jìn)，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(jìn)行開關(guān)操作，不能實(shí)現(xiàn)智能化控制。二是雖然采用單片機(jī)芯片檢測(cè)環(huán)境溫濕度信息，但是功能太單一，系統(tǒng)主動(dòng)響應(yīng)不夠，且沒有聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。因此，多功能嬰兒床成為研究重點(diǎn)，也是后續(xù)研究嬰兒健康成長(zhǎng)的關(guān)鍵所在。

基于此，本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)，很好的解決了以上兩個(gè)弊端。我們可以通過WiFi模塊連接手機(jī)和云平臺(tái)可以遠(yuǎn)程控制搖籃、播放音樂并且父母可隨時(shí)觀測(cè)嬰兒的實(shí)時(shí)情況，然后通過聲音傳感器捕捉到嬰兒是否哭，當(dāng)檢測(cè)到哭聲時(shí)，步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)搖晃（模擬搖籃）且自動(dòng)播放音樂；此外，我們可以通過按鍵和手機(jī)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(shí)的通風(fēng)加熱，濕度傳感器監(jiān)測(cè)嬰兒尿床時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)護(hù)人能夠比較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)獲取嬰兒的狀況，以便提前采取保護(hù)措施，方便有效，且無需耗費(fèi)大量人力時(shí)間，此外，該系統(tǒng)采用WiFi進(jìn)行傳輸而并非GPS，具有低功耗的特點(diǎn)，大大降低了使用成本，具有較高的應(yīng)用價(jià)值及社會(huì)意義。

1.2 國(guó)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(shí)所遇到的煩惱,2016年高旭，鄒靜設(shè)計(jì)以STM32F103C8T6單片機(jī)為核心,采用聲音、濕度、溫度傳感器對(duì)嬰兒進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),運(yùn)用傳動(dòng)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(jì)能很好地幫助父母照顧嬰兒,非常具有實(shí)用價(jià)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(hù)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(zhǎng)的壓力,通過技術(shù)使家長(zhǎng)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(jì)了一種能夠檢測(cè)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(hù)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(jìn)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(tái),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)[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(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)護(hù)人的手機(jī)里,通過查看手機(jī)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(cè)量體溫是否過高;檢測(cè)是否哭鬧,若哭鬧則自動(dòng)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(hù)人進(jìn)行喂奶;嬰兒床還具備加熱奶水,遠(yuǎn)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(jì),以HT32F1656為主控制中心,分別對(duì)磁傳感器模塊,恒溫?zé)崮棠K,紅外線溫度傳感器,濕度傳感器,聲強(qiáng)傳感器,第一壓力傳感器,圖像采集模塊和WIFI模塊進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè),使監(jiān)護(hù)人可以隨時(shí)隨地查看嬰兒狀況[3]。

許多人如此忙碌，以至于他們?cè)谌粘Ｉ钪忻媾R著額外的困難。特別是父母可能有許多責(zé)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(dòng)和自動(dòng)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(dòng)模式下，用戶可以控制嬰兒床的擺動(dòng)，并使用安裝在智能手機(jī)上的應(yīng)用程序開始無線播放音樂。在自動(dòng)模式下，當(dāng)嬰兒哭泣時(shí)，嬰兒床開始自動(dòng)擺動(dòng)，并不斷擺動(dòng)，直到嬰兒停止哭泣，同時(shí)播放音樂，使嬰兒退出并入睡。此外，如果動(dòng)作和音樂不能使寶寶平靜下來，嬰兒床會(huì)使用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）技術(shù)的指定父母的手機(jī)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(jī)、聲音傳感器、H橋和可充電電池實(shí)現(xiàn)，并已在實(shí)時(shí)環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其高效、簡(jiǎn)單。

與上述幾種設(shè)計(jì)方案相比，該設(shè)計(jì)方案更加方便易懂，便于實(shí)際操作，價(jià)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(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)，旨在為嬰兒提供舒適的睡眠環(huán)境并實(shí)現(xiàn)對(duì)嬰兒床環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jī)作為核心控制器，用于獲取輸入部分?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行處理，最終控制輸出部分的各個(gè)模塊。輸入部分包括溫度采集模塊、水位檢測(cè)模塊、聲音傳感器、獨(dú)立按鍵和供電電路，用于檢測(cè)環(huán)境溫度、尿床情況、哭聲以及進(jìn)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(jìn)電機(jī)、觸發(fā)語(yǔ)音模塊、加熱繼電器、制冷繼電器、聲光報(bào)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(dòng)，播放音樂，控制加熱和制冷，觸發(fā)聲光報(bào)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(yuǎn)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(shí)用性和可擴(kuò)展性，為嬰兒的健康和安全提供了有效的保障。

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