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1、基于单片机控制的新型多功能婴儿摇篮毕业设计 摘要使用传统婴儿摇篮，需要看护者一直陪伴在婴儿旁边，不仅耗时而且往往使看护者很疲惫。多功能婴儿摇篮控制模块通过单片机的控制，实现了自动控制，减轻了婴儿看护者的劳动负担，促进了婴儿的健康睡眠，提高了大人和小孩的生活质量。目前市场上的智能摇篮，大多数功能都不够齐全，智能化程度不高，本次设计在现有的基础上丰富了摇篮的功能，提高了智能摇篮的实用性。本文介绍了由单片机控制的新型多功能婴儿摇篮。控制模块由AT89S52单片机作为控制核心，硬件电路分为声音检测、温度检测、湿度检测、电机驱动、人机交互和报警等模块。该系统的功能是：输入的哭声信号控制摇篮的启动，当有温
2、湿度报警信号输入时，启动报警系统。人机交互是由定时按键和LCD组成，摇篮晃动的时间是由按键预置的；LCD可以显示定时时间和婴儿体温、尿床状态。软件部分应用单片机C语言实现了本设计的全部控制功能，包括定时设置、电机驱动、状态显示、报警和音乐播放等。关键字：单片机；声控；湿度检测；体温检测 AbstractUseing tradition al baby cradle, needs nurse to accompany nearby the baby, not only time-consuming moreover often makes nurse to be very exhausted.
3、The multi-purpose baby cradle control module control led by the microprocessor , has realized the automatic control, lightened the work ing burden of baby nurse, promoted the bab ies healthy sleep, enhanced adult and baby s quality of life. At present , the functions of the majority intelligent crad
4、le in the market are not very complete, and the intellectualized degree is not high, this design has enriched cradles function in the existing foundation, enhanced the intelligent cradles usability. The microprocessor of AT89S52 takes the master control chip of t his design, the function which the c
5、radle realizes includes: 1. when the baby cries calls through the voice control electric circuit control electrical machinery to shake automatically, carries on the hypnosis; 2. the cradle has fix ed time function: nurses m ay establish the time which the cradle shakes according to their need ; 3. w
6、hen the baby wets the bed starts the auto-alarm through the humidity sensors signal; 4. baby body temperature automatic guardianship function: The body temperature detector carries on the automatic temperature measurement on the bab y s body, when the babys body temperature surpasses the normal valu
7、e ,it will send out the alarm automatically notic ing the nurse pay attention to babys condition. Keywords:M icroprocessor ;Voice control; Humidity i nduction ; Body temperature e xamination 1绪论现代家庭大多是独生子女家庭，父母对子女的婴儿期培育非常重视。然而养育婴儿是一件非常消耗时间和精力的事情，常常会与父母快节奏的工作生活产生冲突。有些父母因为夜间照顾婴儿，长时间不能得到很好的休息，甚至严重影响了健康
8、和正常的工作。据了解，有很多的上班族父母都会为照顾婴儿而苦恼。为此，本文设计了一款具有多种功能的智能婴儿摇篮，希望达到使父母不用在摇篮边就能了解到婴儿的情况，从而采取相应的处理的目的，从而减轻父母的负担，在保证照顾好婴儿的前提下，保证父母的正常生活和工作。1.1设计背景中国人在养育婴儿的传统方式上，都是怀抱着婴儿轻轻拍打摇动或者使用人力推动摇篮，使婴儿安静下来进行睡眠，但是这样做有很多方面不利于婴儿发育和成长。通过对中国各地传统的婴儿摇篮进行的调查情况的了解，发现都是采人工推摇方式，有吊篮、摇桶、摇床等，使用起来不仅费时费力，增加了许多劳动负担，而且产生较大的噪音，使婴儿很难进行深度睡眠。同时
9、，传统看护婴儿的有些方式不当，会使婴儿的大脑处于失重、充血状态等现象，严重影响了婴儿的大脑发育和骨骼生长。对于婴幼儿来说，睡觉和吃奶一样，是他们生长过程中的头等大事。一款合适的摇篮不仅能保证婴儿的健康成长，也能在很大程度上减轻父母的负担，使父母不必为整夜照顾婴儿而劳烦，从而保证大人和孩子都拥有更高的生活质量。1.2研究现状根据英国卫报2005年的报道，4名就读于英国考文垂大学的学生在毕业设计中设计了一种一种新型摇篮，它不仅可以自动摇晃婴儿入睡，还能与房间的网络相连接，从而降低婴儿“摇篮死亡”的几率。这种智能型摇篮最显著的特点是带有温度控制系统，可以与房间内的现代化网络相连。父母不必陪在孩子身边
10、，在家中任何一个房间里都可时时监控孩子的一举一动，并能远程操控摇篮摇晃孩子入睡。如果发现摇篮温度偏高，还可遥控降温，使孩子安然入睡，不热得踹被，也不着凉感冒。发明者表示，温控系统是他们的一大创举，进一步完善后，它还可被用于热奶、使玩具保持一定温度等方面。新型摇篮还有望降低婴儿猝死综合征的发病率。婴儿猝死综合征又被称为“摇篮死亡”，通常见于1个月至4个月大小的婴儿。英国每年有350名婴儿罹患此病，在睡梦中死亡。虽然目前尚未找到明确病因，但医护人员发现，婴儿猝死综合征通常会伴随着婴儿体温过热。而新发明的摇篮一旦发现婴儿体温异常，将会向父母发出早期预警信号，提醒父母采取相应措施。同时，由于设计新颖独
11、特，这个新型摇篮被列入了考文垂大学毕业生作品展览。目前的电动摇篮电磁式多功能婴儿摇篮床：它是由一个下座连支架、一个摇篮、一个平衡块与平衡杆组成，下座的支架有一个轴承通过轴与摇篮相连接，并且可以自由转动，平衡块是可以调节重量，使摇篮的重心处于转轴上。磁动力：在摇篮底部有一个磁性条，在下座中央有一个电磁铁。电动式多功能婴儿摇篮床：结构件与电磁式相同。动力部分是用一个汽车用雨水划水器安装在轴承处，每当划水器将滑臂划动一下，就会带动摇篮晃动一下。如果调节划水器划动频率，即可使摇篮晃动频率改变。能任意调节摇篮角度：可将摇篮沿X轴与Y轴倾斜任意角度。市场上现有的智能摇篮，功能比较完善的有以下几种：可移动式
12、多功能婴儿摇篮床，包括摇篮、三角支架、横杆、吊管，摇篮由两部分构成，其之间为活动连接，可在90与180之间折叠，通过与吊管连接的滑杆上的定位卡槽卡紧，吊管的上端与横杆之间设有转向盘，支撑摇篮的吊管上端的转向盘与横杆以及支撑横杆的三角支架之间均为可拆卸的活动连接，三角支架的支撑杆为可折叠连杆，三角支架的下端设有锁定轮。其特点是可旋转、可移动、使用方便，并且可折叠、可装卸，便于存放与携带。其专利主权项为：可移动式多功能婴儿摇篮床，包括摇篮、三角支架、横杆、吊管，其特征在于，摇篮由两部分构成，该两部分之间为活动连接，可在90与180之间折叠，通过滑杆固定，吊管的上端与横杆之间设有转向盘，支撑摇篮的吊
13、管、转向盘、横杆以及支撑横杆的三角支架之间均为可拆卸的活动连接，所述三角支架的支撑杆为可折叠连杆，三角支架的下端还设有锁定轮。宁波金龙儿童用品研发的系列童床产品获得了三项国家专利（ZL00255869.6、ZL02229213.6、ZL02278753.4），采用声控启动技术，以婴儿的啼哭声控制摇摆，集睡床及摇篮于一体，具有音乐（MP3）催眠曲、宝宝尿湿提醒和宝宝蹬被提醒等功能。武汉春眠科技发展研发的智能摇篮运用直流变频技术，由婴儿的啼哭声启动摇篮工作，装有定时装置，160分钟可自行调节，自动停止；若婴儿再次啼哭，哭声可指令摇篮重新工作。另外，摇篮工作时是否播放音乐、音乐大小可选择。这款摇篮代
14、表了现在市面上大多数的智能摇篮，属于声控启动型。根据论文资料，还有一种基于加速度传感器MMA7260QT的自动摇篮系统采用飞思卡尔mc9s08qg8单片机作为控制器，使用飞思卡尔加速度传感器MMA7260QT判断婴儿的活动情况， 2总体设计思路摇篮实现的功能有：当婴儿哭叫时通过声控电路控制电机自动摇动，并播放摇篮曲进行催眠；摇篮有定时功能：可以根据需要设定摇篮摇动的时间；当婴儿尿床时通过湿度感应器的信号启动自动报警；婴儿体温自动监护功能：体温探测针在宝宝身上进行自动测温，当宝宝体温超过正常值时会自动发出报警信号通知看护者关注婴儿的状况。2.1方案论证方案一：运用直流变频技术，由婴儿的啼哭声启动
15、摇篮工作，装有定时装置，160分钟可自行调节，自动停止；若婴儿再次啼哭，哭声可指令摇篮重新工作。另外，摇篮工作时是否播放音乐、音乐大小可选择。这款摇篮代表了现在市面上大多数的智能摇篮，属于声控启动型。方案二：采用运动信号启动的方式，使用飞思卡尔加速度传感器mma7260qt判断婴儿的活动情况，当检测到婴儿活动时自动开启摇篮。摇篮系统采用飞思卡尔mc9s08qg8单片机作为控制器。但是，这种启动方式在技术上难度较大，需要在摇篮内置很多感应探测装置，通过比较各个装置采集的信号判断婴儿的活动情况。加速度传感器测量运动和动作有很多算法，过于复杂，而且摇篮的内置感应装置如果数量少，不足以准确判断运动情况
16、，数量多则会增加设计和制造的难度，而且必然会增加很多成本。比较以上两种方案而言，方案一的声音信号驱动更可行。在基于方案一的基础上，综合多功能的考虑，提出设计方案三。方案三：在市场上现有的摇篮功能（方案一）的基础上增加温度传感和湿度传感器件，就可以在婴儿尿床时及时提醒父母，以尽量减少婴儿的不舒适感，当婴儿发烧时也可以及时发出警报，方便看护者随时掌握婴儿的身体状况，从而降低婴儿“摇篮死亡”的几率。除了技术上的问题以外，方案一和二的智能摇篮都只具有在婴儿哭闹时自动摇摆并播放音乐的功能，因此只能起到单一的催眠功能，而不能应对一些突发情况，比如婴儿尿床和发烧等，这样，如果看护者不在旁边，摇篮并不能对婴儿起到很好的照顾作用。这次设计的多功能摇篮希望有更高的智能性，给使用者带来更大的方便。所以，设计选用方案三。2.2设计方案本设计的系统框图如图1所示。控制模块由AT89S52单片机作为控制核心，硬件电路分为声音检测、温度检测、湿度检测、电机驱动、人机交互和报警等模块。人