婴儿看护器设计.docx
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婴儿看护器设计
JIUJIANGUNIVERSITY
毕业论文(设计)
题目婴儿看护器设计(监控部分)
英文题目DesignofBaby’ssupervision
system(monitoringpart)
院系电子工程学院
专业通信工程
姓名熊天福
年级二零零九级
指导教师盛健
二零一三年五月
摘要
婴儿看护器设计是一种有效的、具有实用性的设备,目前得到了广泛的应用。
但其较高的价格和复杂的实现和操作方式,使其在使用规模受到限制。
本设计方案系统硬件部分是以STC89C51单片机为核心,系统硬件分为三大部分,即传感器单元,处理器单元,声光报警器单元。
通过单片机将从温度检测模块单元,湿度检测单元和翻身检测单元采集信号数据,最后,将信号数据传输给外围电路led灯显示控制单元和报警单元组成的模块,实现对象婴儿状态的监控,可以实现婴儿看护器设计的监控功能。
在软件设计上,系统软件分为四部分,即主程序流程图,温度检测模块程序设计流程图,湿度检测模块程序设计流程图,显示子程序流程图,通过这四部分利用STC89C51单片机编程程序,完成对婴儿数据的采集,实现监控功能。
本设计利用STC89C51单片机与传感器,实现了廉价实用的婴儿看护器,既能够大大降低成本,又可以实现婴儿看护器的基本功能。
关键词:
婴儿看护;单片机;检测
Designofbaby’ssupervisionsystem(monitoringpart)
Abstract
Infantcareunitdesignisaneffectiveandpracticaldevice,hasbeenwidelyusedatpresent.Butitshighpriceandcomplicatedrealizationandoperationmode,sothatitisintheuseofscaleisrestricted.
ThedesignSTC89C51microcontrollerasthecore,thesystemhardwareisdividedintothreeparts,namelywiththetemperaturedetectingunit,humiditydetectionunit,turndetectionunit,LEDdisplayunit,soundandlightalarmunit.
Thisdesignfromthehardware,thehardwarecircuitisintroduced,theprincipleblockdiagram.ThesystemhardwarepartsinSTC89C51microcontrollerasthecore,throughtheSCMfromthetemperaturedetectionmoduleunit,thehumiditysignaldatacollectunitandturnovertestingunit,finally,willsignaltotheperipheraldatatransmissioncircuitledlightsdisplaycontrolunitmoduleandalarmcontrolunits,realizeconditionmonitoring,objectbabybabycarecanbedesignedformonitoringfunction.
Onsoftwaredesign,fromsignalcollection,signalprocessing,signaloutputofthebasicdesignconcept,andsinglechipneedtotransmitdataintime,canuseSTC89C51microcontrollerprogrammingprogramtocollectdata,toachieveitsfunction.
STC89C51microcontrollerandsensor,thisdesignusedthecheappracticalbabycare,cansignificantlyreducecosts,andcanrealizethebasicfunctionsofinfantcareunit.
Keywords:
babycare;Singlechipmicrocomputer;detection
1绪论
婴儿看护器也称婴儿监听器、婴儿看护器。
英文名为(baby’ssupervisionsystem)。
其主要用于居家和婴儿的监听和护理。
欧美市场上广泛使用,已经存在30年历史的BabyMonitor是采用现代无线电技术应用于居家和婴儿的监听和护理的好帮手。
属于无线家庭安全防护系统,由看护器(也称为监视端或者婴儿端)和显示器(也成为控制端或者父母端)两部分组成,在宝宝的房间中放置看护器,即可以通过显示器随时监护到宝宝的安全。
婴儿看护器作为一种家庭用安防产品,这种产品利用监视端对婴儿的一举一动一言一行提供实时的监视,监视的结果通过模拟信号或者数字信号的无线电波发送到监护人手上的控制端设备上,并以还原成视频或者音频。
通过使用婴儿看护器,父母或者监护人不再需要寸步不离地守候在婴儿或小孩的身旁即可了解到他们的行为,并在异常情况出现的同时立即可以察觉并进行处理。
婴儿监听器不仅是是婴幼儿最佳的日常生活护理用品,也是照顾老人与病人必备的好帮手。
婴儿看护器大大提高了父母生活的自由度和灵活性。
通过这种装置,父母就可以在别的房间甚至室外院落中处理其他事务,同时,对孩子的情况也了如指掌,不必再时时刻刻提心吊胆,使婴儿看护器成为父母的家庭好帮手。
除了可用于婴儿监护,婴儿看护器还广发适用于老人看护与超市、办公、公司、学校、家庭、医院等小型场所的安全防护。
1.1婴儿看护器发展与应用
在婴儿监听器行业的历史上,2.4G数字式婴儿监听器与40/49M的婴儿监听器占据主要部分。
自1980年代起,40/49MHz婴儿监听器生产行业基本采用十几MHz晶体振荡再经3次倍频的方式得到工作频率,这种方案的优点是技术简单,成本低廉,但是3倍频导致电路中充斥了很多不需要的多次谐波与基波。
为了滤除不需要的频率,通常采用中周调谐的方式选出所要的频率。
因此生产调试复杂,不良率高,而且一个工作频率需要一个晶体,对于多频道选择的监听器,就需要多个晶体,增加了生产成本和中周调谐的复杂性。
随着经济的快速发展,电子产品日新月异的更新换代、行业企业的激烈竞争,产品的成本控制已经成为消费电子的重要门槛。
目前国外婴儿监听器产业发展较为成熟,使用也比较广泛,知名品牌如Angelcare。
40/49M的婴儿监听器相比于2.4G数字式婴儿监听器,其巨大的成本优势使其在婴儿监听器市场始终占据大比例份额,但由于大多数芯片设计公司的产品瞄准的是射频市场,因此能应用于40-49MHz婴儿监听器上的产品凤毛麟角,MCD2006S芯片,这不仅是在国内,国外情况类似。
目前国内比较好的解决方案是利用锁相环芯片技术,知名品牌如美芯。
使用此种技术的结果是简化了婴儿监听器的生产调试,提高了生产良率,固化了40/49MHz婴儿监听器常用频点的ROM、和RF功放等功能。
1.2婴儿看护器存在的问题和解决思路
婴儿看护器作为现代有小孩的家庭居家不可或缺的一部分,它简单、方便、便宜,能够很好地帮助父母照顾婴儿,对于刚有新生儿诞生的小家庭而言,父母在工作之余照顾婴儿尤其繁琐与劳累,在这种情况下,婴儿看护器就能发挥很大的作用。
在近现代科技日新月异的时代里,当今社会正处于高速发展的阶段,社会每天都在进步,衡量社会进步的原理,结构与标准也是层出不穷,从而婴儿看护器的发展也不例外,各种各样的原理与结构,但在使用过程中也出现了不少问题。
1、婴儿看护器存在的问题
大部分产品婴儿看护器监视端配有摄像头,实时传输婴儿状态的画面,父母可通过
另一端的显示器接看到宝宝的实时情况。
有的看护器上还配有内置的红外线感应器,具有夜视功能,即使在完全黑暗的房间中也能看清婴儿的活动。
即使如此,目前的婴儿看护器在实际应用中还是存在一些问题:
婴儿看护器在使用视频时让宝宝持续处于辐射状态中,待机状态也有辐射,同时也可缩短电池的使用寿命。
且目前在市场上,因其相对较昂贵的价格,限制了其在普通用户领域中的使用。
基于解决上述问题的目的,本设计方案采用的由单片机加传感器结构,系统包括单片机最小系统,各种监控单元,LED显示和报警单元组成。
2、本设计的优势
本文设计的婴儿看护器降低了同类产品复杂又昂贵的的成本,减少了辐射。
同时也节能电源,延长婴儿看护器的使用时间,与电池的使用次数。
1.3本课题的的内容与研究意义
婴儿看护器作为一种监控保护婴儿的工具,是现今缓解人们生活节奏加快,空余时间不多,不能很好照顾婴儿的好帮手。
但其相对昂贵的价格,以与使用用户并不多,因而设计一种廉价的,科学,普与范围广的的婴儿看护器,有相关电子方面的人群即可自己动手进行设计制造,具有很大的现实意义。
本设计是以满足普通用户需求为目的,因此,该设计考虑的主要因素就是易于实现和成本的问题,然后再考虑保证满足常用功能的前提下,拓展设计功能,确保使用方便。
结合成品婴儿看护器的特点与日常系统设计开发的需求,本文提出了如下设计方案。
本方案采用基于单片机STC89C51设计思路,外围电路以温度传感器,湿度传感器和振动开关为主,实现对婴儿全方位的看护。
2系统方案总体设计
本设计是以满足普通用户或者小型实验室需求为目的,因此,该设计考虑的主要因素就是易于实现和成本的问题,然后再考虑保证满足常用功能的前提下,拓展设计功能,确保使用方便。
结合成品婴儿看护器的特点与日常系统设计开发的需求,本文提出了如下设计方案。
本方案采用基于单片机STC89C51设计思路,外围电路以温度传感器,湿度传感器和振动开关为主,实现对婴儿全方位的看护。
2.1总体设计方案
系统采用SCT89C51单片机作为微处理器,DS18B20作为温度传感器对温度进行检测,HS1101作为湿度传感器与NE555组成湿度检测模块,振动开关SW-2000对婴儿翻身进行检测,采用蜂鸣器实现报警功能,使用LED对测得的温度值和湿度值进行显示。
2.2系统电路设计与框图
本设计方案婴儿看护器的三大单元,包括为以信息采集的传感器为主要单元,信息处理的STC89C05单片机为核心单元,以与声光报警单元。
其硬件设计组成框图如图2.1所示。
图2.1系统设计总框图
2.3设计所采用技术
2.3.1微处理器
微处理器是控制系统的核心部分。
微处理器用一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。
这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。
微处理器与传统的中央处理器相比,具有体积小、重量轻和容易模块化等优点。
微处理器的基本组成部分有:
寄存器堆、运算器、时序控制电路,以与数据和地址总线。
微处理器能完成取指令、执行指令,以与与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作,是微型计算机的运算控制部分。
它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。
本论文设计采用的是STC89C51作为微处理器。
1、51单片机的主要特性
表2-1STC89C51
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