基于物联网云平台的智能婴儿床控制系统设计.docx

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摘要

智能婴儿床采用STM32单片机作为微处理器，结合多传感器检测、无线通信技术，通过对温度、湿度、声音，烟雾等传感器对婴儿床环境进行检测,并将检测数据通过无线传输至服务器中，手机端实时显示，检测到哭声、尿床、所处环境异常时可以及时告知父母，实现对婴儿的监护。当检测到婴儿啼哭或环境异常时，婴儿床端可自动采取一些措施改善婴儿环境。父母也可通过手机APP远程控制下指令使婴儿床通过传动系统，使婴儿床能够进行摇摆、关闭床帘，或者通过音乐播放系统对婴儿的睡眠环境进行调节。

关键词：智能婴儿床；单片机；

1绪论

1.1研究目的

随着智能家居的不断发展，智能化的婴儿床成为了各个国家的研究对象，并取得一定成果，智能婴儿床进入市场后，大大的减轻了照顾婴儿的父母身上的重担。人们的生活节奏越来越快，不能时时刻刻守候在床边，给予婴儿无微不至的照顾，市面上很多老式的婴儿床所具有的功能往往较为单一，对于父母想要离开一定时间去处理其他事情时，不能满足父母们想要提供给婴儿良好睡眠环境的要求。而智能化的婴儿床对于解决诸如此类问题的作用恰到好处，它有着人性化的功能，是婴儿的睡眠环境更加舒适、安全，在某种程度上使父母能够得到放松。

1.2国内外发展现状

婴儿床，顾名思义即为婴儿睡觉用的床，对于很多小康家庭来说是照顾婴儿所需要的，看似是个高端消费品，实则是很多家庭的必需品。近年来，智能婴儿床与普通婴儿床相比，市场份额正逐年上升，成为婴儿床市场中一个不可或缺的角色。我国的也出现了很多做智能婴儿床的厂家，并且逐渐品牌化也称为一种趋势，随着厂家生产技术迅速成熟，在经过了多次产品的升级以及更新换代,其价值与价格也已转变。互联网、大数据、人工智能等热门技术也已为婴儿床注入新的功能，例如，科大讯飞把它的一些技术融入到婴儿床市场，出现了拥有成熟人工语音技术的产品。近年来，我国的国产品牌“三个柚子”公司研发了一款婴儿床，带有移动音乐厅，能够播放摇篮曲、为婴儿讲故事，丰富了婴儿的休息环境。同时搭载一块配套APP，可随时查看婴儿状况，一键监控等[1]。

国外的婴儿床市场相对于国内，发展则更为成熟，功能更为完善。4Moms是国外量产的一种智能婴儿车产品，拥有可折叠功能，并配有显示屏和电力系统，具有自动发电功能，在摇床的同时可以给电池充电，产生的电量可以为

婴儿床的夜间LED小灯供电，也可以满足手机充电。美国2018年有过一款预售的多功能婴儿车叫SmartbeStrolle的，能够通过手机实现许多的功能，如自动控制功能，包括控制奶瓶恒温、动温度控制，并且带有电机系统可实现电动摇篮、自动折叠，此外还能实现音乐播放、电子锁、视频监控。这款婴儿车有着独特的亮点是其驱动方式，一共有三种：全自动、电动辅助、全手动。可谓是功能齐全，然而最终因价格高昂没能如期实现量产并投入市场。国内外智能婴儿床的研究一直在不断创新当中，也获得了不少的成果，但仍然处于初级阶段，远程数据管理、生理数据监控的婴儿床产品并未被人们大量购买使用，因此智能婴儿床有一定的发展前景。

1.3本文研究内容

本文详细介绍了基于设备物联网云平台的智能婴儿床的设计与制作，首先是对系统总体的设计要求进行介绍，进行方案的对比论证。接下来介绍智能婴儿床终端系统各部分硬件的设计、控制系统软件程序流程、云控制管理及上位机界面的设计，并介绍各部分的测试方法。最后对系统进行智能婴儿床数据传输测试和性能测试，总结分析测试结果。

利用单片机[2]和各种传感器实时采集烟雾浓度、温湿度数据、婴儿啼哭数据，利用Wifi无线上传至服务器中；

检测到婴儿啼哭、气体数据异常时能够提醒父母；

加装电机驱动电路，自动模式下检测到婴儿啼哭时婴儿床能自动轻轻摇摆、闪烁彩灯；

手动模式下，可通过上位机远程遥控婴儿床摇摆、床帘的开关和彩灯的闪烁；

完成设计上位机界面或手机APP，能够连接服务器显示实时数据或历史数据，并能够给婴儿床端下达指令；

系统功能要根据用户的实际需求进行设计。在完成系统规定的基本功能的前提下，可根据自己的实际情况，并考虑用户的实际需求，对系统的其他功能进行拓展。系统所设计的功能要有实用性。

2总体方案的拟定

2.1系统总体设计构成

根据课题设计任务，本设计主要实现的功能是整个系统能够检测环境数据、婴儿生理数据，借助无线传输技术传输至物联网平台，实现云监控。从而为婴儿的睡眠环境提供保障，减轻父母的照看压力，使得父母能放心的进行其他工作。系统整体设计图如1：图1智能婴儿床系统整体设计框图

由图可知本设计主要包括三部分内容，第一部分是智能婴儿床终端硬件系统设计，包括单片机主控电路、温度采集、湿度采集、电机驱动、姿态传感器电路、无线传输电路。第二部分是设备云平台的接入、数据流收集、保存和传输功能，第三部分是手机端APP