基于52单片机智能婴儿床的设计

为了给新生儿和父母带来方便，某些城市婴儿床已经达到70%的使用率，医学界的专家和家庭都深刻认识到新生儿早期看管的重要性，新生儿及其父母对智能婴儿床的需求会逐步增多[1]。为婴儿创造一个安全、良好的生长环境，是每一个家庭应该尽到的责任和义务。但是在现实生活中总会有各种不可避免的意外情况，影响着婴儿的健康。比如，婴儿成长的环境温度和湿度，或者其它环境因素的细微变化，都可能会使婴儿生病，这就需要家长时刻去关注孩子的身边环境是否过热，是否又太冷，房间内的湿度是否能够达到要求，这些都是家长会关心的问题。

该设计就智能婴儿床周围的环境监测[2]，通过手机APP实现对婴儿身边环境的监控。为了给婴儿一个相对放心的生长环境，使用智能婴儿床是必要的趋势[3]，无论在城市还是乡村都会有一定的市场需求。因此对智能婴儿床的研究和发展是一个很有必要的现实课题[4]。

基于52单片机智能婴儿床的设计*

马巧梅

（宝鸡文理学院计算机学院，宝鸡721016）

摘要：鉴于父母有在室内可以远离婴儿并照看婴儿，又须确保婴儿舒适度的需求，设计一款可通过单片机实现婴儿床周围智能信息处理的智能系统。该系统以52单片机为核心控制器，通过WIFI技术实时发送采集的视频信息到Android手机客户端，通过手机端可以查看婴儿床周围的温度和湿度信息。同时在婴儿床上内置一个GPS定位系统和超声波距离检测系统，监测婴儿床与父母之间的距离和室外婴儿床的实时位置信息。该智能系统可以使父母在室内一定范围内，通过手机察看婴儿的一举一动，同时还可以观看婴儿身边的温湿度信息，从而帮助父母消除必须守护在婴儿旁边的困惑。

关键词：智能婴儿床；传感器；单片机；WIFI技术；GPS定位

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-2279.2017.05.019

中图分类号：TP277.2文献标识码：B文章编号：1002-2279-（2017）05-0073-04

Design of Smart Crib Based on52Single Chip Microcomputer

Ma Qiaomei

(College of Computer,Baoji University of Arts and Sciences,Baoji721016,China) Abstract:Given that parents can stay away from infants and care for infants indoors,they need to be sure that the baby's comfort is well.This intelligent system in paper can realize the intelligent information processing around the crib.The52single-chip microcomputer is considered as the core controller in this system,which sent video information via WiFi real-time to the Android client.The mobile terminals can monitor temperature and humidity information around the crib.In addition,a GPS and ultrasonic distance detection system is built into the crib to monitor the distance between the crib and parents,which also monitor the location of the crib.The intelligent system allows parents to stay indoors,and see the baby's every move through the mobile phone,as well as the temperature and humidity information around the crib,so as to help parents to solve the confusion of nursing.

Key words:Smart crib;Sensor;Single chip microcomputer;Wireless Fidelity;Global position system

*基金项目：国家青年科学基金资助项目(61402015)；陕西省教育厅专项科研计划项目（15jk1022,15JK1022）；

陕西省宝鸡市科技计划项目（16RKX1-3）；宝鸡文理学院校级重点项目（ZK2017011）

作者简介：马巧梅(1983—)，女，陕西省榆林市人，硕士，讲师，主研方向：物联网工程，网络与信息安全。

1引言

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微处理机2017年

GPS 工作原理[5]：GPS 硬件电路和单片机的串口进行连接，通过串口和单片机进行数据通信，GPS 通过自动卫星搜索，确定当前的卫星数量。锁定当前提供服务的工作卫星后，发送请求命令获取卫星提供的GPS 设备和卫星之间的距离，通过若干个卫星进行准确定位，由GPS 内部的芯片内置算法进行距离计算便可以得到一连串带有当前位置信息和时间信息的数据。GPS 通过串口发送给单片机，单片机对这些信息进行解析，取出本次设计需要的有用信息，然后便可以显示在婴儿床内置的液晶屏幕上了。

超声波[6]工作原理：单片机IO 口输出超声波换能器所需的40kHz 方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。通过计算发送一束超声波并且记录此刻的发送时间，然后接收返回的这一束波，记录接收时间，通过两者时间差值来计算距离，通过单片机来进行计算和显示。

由婴儿床采集婴儿附近的环境信息，例如温度和湿度，然后通过单片机[7]进行数据判断。将传感器采集的温度和湿度进行数据整合，通过单片机串口TTL 电平和WIFI 模块进行通信。WIFI 模块把采集的数据存储到本地的RAM 内[8]，使其它连接上WIFI 信号的设备对本地设备的数据进行读取。当Android 设备连接上WIFI 信号时，将本地资料通过socket 通信读取到Android 设备上进行显示。同时WIFI 模块连接上摄像头，实时将婴儿床内的视频信息通过socket 将数据以帧的形式发送给Android 设备，快速刷新起来就可以看到连续的视频信息。

当婴儿床接收到WIFI 信号调整工作模式，进行壁障时，婴儿床便可以按照接收的信号进行工作，然后启动前方的壁障模块进行壁障，即工作在壁障模式或者接收到命令启动寻迹模式，下方的寻迹模块来进行寻迹，即工作在寻迹模式。婴儿床所有的工作模式以及状态均可通过上位机来实现。

3

硬件及传感器介绍

3.1

单片机选型

STC89C52RC 是STC 公司生产的一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K 系统可编程的Flash 内存。做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。其优点是运行速度快、功耗小，有超强的抗干扰

能力，指令代码也完全兼容传统的单片机。所以该系统选择STC89C52RC 作为系统的单片机控制器。其原理如图1所示。

3.2数字温湿度传感器选型

数字温湿度传感器DHT11是含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。数字温湿度传感器DHT11有很高的技术含量，特别是对于数字模块的采集和温湿度的感知方面。传感器包括一个电阻式感湿组件和一个NTC 测温组件，并与一个高性能8位单片机相连接。具有性能好、价格低、质量高、感知速度快、抗干扰性好等特点，所以DHT11有很广泛的市场应用，其实物图如图2所示。

3.3

WIFI 实现原理

WIFI 在无线电技术中是Wireless Fidelity（无线保真度）的缩写，是一种短距离无线电技术的代名词。

WIFI 传输数据的原理：在有线局域网的基础上，通过无线集线器、无线网桥天线和网卡等设备便可实现无线方式上网。它是将用户发出的信息分组（包），然后转换为微波信号，实现无线局域网的各种功能。

WIFI 模块采用TL-WR703N 的AR9331MIPS24kc SoC 的片上系统，对片上系统烧入对应的固件，就可实现对应的WIFI 路由功能。通过TPlink 的无线网络连接到PC 机，实现对应的上位机控制。

2

系统实现的工作原理

图1

单片机工作原理

图2DHT11实物图

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