1、智能嬰兒搖籃系統(tǒng)【摘 要】本文介紹了由單片機(jī)控制的新型多功能嬰兒搖籃系統(tǒng)設(shè)計(jì)。單片機(jī)作為控制核心，該系統(tǒng)的功能是：當(dāng)有哭聲信號時(shí)搖籃啟動，播放輕音樂，當(dāng)有溫濕度報(bào)警信號輸入時(shí)，啟動報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)可以顯示設(shè)定溫度和嬰兒體溫狀態(tài)。【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；聲控；體溫檢測一、引言現(xiàn)代家庭大多是獨(dú)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(shí)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?yàn)橐归g照顧嬰兒，長時(shí)間不能得到很好的休息，甚至嚴(yán)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(shí)幫嬰兒換尿包。嬰兒夜間發(fā)燒，而父母不能及時(shí)

2、發(fā)現(xiàn)并治理，從而導(dǎo)致嬰兒病情嚴(yán)重。種種情況說明了傳統(tǒng)的嬰兒床已經(jīng)滿足不了當(dāng)代人的需求。所以設(shè)計(jì)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(fù)擔(dān)，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(jì)的目的所在。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。控制模塊由at89s52單片機(jī)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(jī)驅(qū)動和報(bào)警等模塊。軟件部分應(yīng)用單片機(jī)c語言實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的全部控制功能，包括溫度設(shè)置、電機(jī)驅(qū)動、狀態(tài)顯示、報(bào)警等。其中，溫度檢測選用芯片18b20，因?yàn)樗w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(dāng)檢測到嬰兒的體溫高于或低于預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，單片機(jī)就會發(fā)出報(bào)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)的整體功能是：當(dāng)嬰兒哭叫時(shí)通過聲控電路控制電機(jī)自動搖動；搖籃有定時(shí)功能：一定時(shí)間后停止搖動；當(dāng)嬰兒尿床時(shí)通過濕度感應(yīng)器的信號啟動自動報(bào)警；嬰兒體溫自動監(jiān)護(hù)保溫功能：體溫傳感器在寶寶身上進(jìn)行自動測溫，當(dāng)寶寶體溫超過或低于正常值時(shí)會自動發(fā)出報(bào)警信號通知看護(hù)者關(guān)注嬰兒的狀況。三、硬件設(shè)計(jì)：（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(jī)。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(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)一般包括主控單片機(jī)芯片、電源電路、復(fù)位電路和晶振電路。（2）顯示模塊 單片機(jī)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(jì)的特點(diǎn)，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(jī)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(jì)中的一個(gè)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(diǎn)。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(jī)的i/o口。（4）報(bào)警及驅(qū)動模塊 報(bào)警系統(tǒng)有單片機(jī)及l(fā)ed和喇叭組成，當(dāng)檢測到嬰兒啼哭或尿床時(shí)可發(fā)出警報(bào)，并驅(qū)動電機(jī)時(shí)搖籃搖起來

6、或者發(fā)出音樂，注意的是于at89s52單片機(jī)管腳最大直流輸出電流為15ma，不足以驅(qū)動電機(jī)，為了獲得較大的驅(qū)動電流，在單片機(jī)引腳和電機(jī)驅(qū)動引腳之間接入一個(gè)三極管，串聯(lián)一個(gè)電阻，三極管基極接單片機(jī)，集電極接地，發(fā)射極驅(qū)動電機(jī)，構(gòu)成共集電極放大電路，來放大單片機(jī)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(jī)驅(qū)動電流可達(dá)到2a左右。在電機(jī)的正負(fù)引腳間反串一個(gè)二極管，用來保護(hù)三極管。四、軟件設(shè)計(jì)利用單片機(jī)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(fù)責(zé)濕度檢測、聲音檢測、溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理ds18b20的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每1s進(jìn)行一次，并與設(shè)定的報(bào)警溫度相比較，若超出范圍就報(bào)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(hù)者一直陪伴在嬰兒旁邊，不僅耗時(shí)而且往往使看護(hù)者很疲憊。智能嬰兒搖籃系統(tǒng)通過單片機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了自動控制，減輕了嬰兒看護(hù)者的勞動負(fù)擔(dān)