基于51单片机的多功能智能婴儿床设计

张晓雨 张鸿昌 赵影 侯爱爽 李涛

摘要：本系统通过单片机作为MCU，综合TCS2300颜色传感器、MLX90614红外测温模块、湿度检测模块、声音检测模块、MQ2有毒气体检测模块等多种传感器实现了踢被检测、体温检测、尿湿检测、哭声检测、有毒气体检测等多种功能，并且实现了将检测信息通过SIM900A模块使用短信发送给家长，家长也可通过手机蓝牙实现婴儿床摇床、播放音乐等功能。本设计大大节省了家长看护婴儿的时间，使家长在快节奏的生活中更好的照顾婴儿，给婴儿一个舒适成长环境。

关键词：智能检测;单片机;婴儿床

随着社会的不断发展和时代的不断进步，越来越多的家庭开始注重婴儿所处的环境和早期教育，为婴儿创造一个好的生活、成长的环境是每个家庭义不容辞的责任。但是，快节奏的生活却让很多家庭对婴儿进行无微不至的照顾。根据报告显示，近年来发生过多起因家长的疏忽问题导致的婴儿安全事件。所以社会上迫切的需要一款设计优良、性能完备的智能产品来监控婴儿所處环境状况的细微变化，比如：体温的变化、空气的变化、婴儿尿床等。

本文介绍了一款新型的多功能智能婴儿床设计，该设计可以通过特定的传感器对婴儿进行实时的监控和智能护理，并在婴儿生活环境或者自身身体状况出现问题时及时通过短信通知家长，从而保证婴儿可以处于一个安全、舒适的环境中成长。

一、体温监测功能

本设计通过使用MLX90614红外测温模块实现对婴儿体温的检测，通过软件的控制，当婴儿体温超过设定的阈值时，通信模块会发送警示短信给家长，提醒家长及时带婴儿就医。MLX90614红外测温模块具有非接触、体积小、精度高、成本低的优点。通过物体红外辐射能量的大小和波长的分布确定其表面的温度。该模块由光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理和输出部分组成，通过I2C总线与单片机进行连接即可直接输出测量数据。

二、踢被监测功能

通过特制颜色的被子和床垫，利用颜色识别模块TCS3200可以实现对婴儿踢被的检测功能。颜色识别模块可以根据识别不同的颜色输出不同的RGB值，本设计通过识别不同颜色的被子和床垫，实现了踢被监测的功能。婴儿在睡眠过程中，如果踢开被子，颜色识别模块会识别到不同颜色的床垫，从而发出预警。TCS3200是一种可编程彩色光到频率的转换器，该模块通过集成的64个光电二极管以及三种滤光器实现对不同颜色的检测功能。

三、有害气体监测

多功能智能婴儿床设计中包含有毒气体监测功能，当婴儿所处环境中所含有的有毒气体浓度超过MQ2模块硬件设置范围时，系统会发出警告并通过继电器控制排风扇，增加空气流通，减少对婴儿的伤害。MQ2具有使用简单，效率高，安全可靠的特点

四、尿床监测

特制的床垫中含有湿度检测装置，该湿度检测模块包含内嵌在床垫里的湿度检测装置以及外部继电器。当婴儿尿床时，湿度检测装置检测到湿度超出设定阈值，继电器自动吸合，单片机可通过继电器输出电平进行判断，从而提醒家长及时更换床垫。

五、哭声监测

本设计通过声音监测模块，实现对婴儿的哭声监测功能。通过设定声音的分贝，从而起到哭声监测功能。当婴儿哭泣时，单片机会控制摇床装置启动摇床功能以及玩具转动功能，并通知家长及时来照看孩子。

六、GSM模块

当婴儿所处环境或自身身体状况发生变化并达到设定的峰值状态时，单片机会控制GSM模块SIM900A发送特定的信息至家长的手机上，提示家长根据信息及时照看婴儿。

SIM900A将GSM射频芯片、基带处理芯片、储存器、功放器件等集成在同一块电路板上，该模块具有独立的操作系统，即可使用电脑对模块进行控制，也可以使用单片机控制该模块，具有使用方便、效率高、性价比高等的特点。

近年来，快节奏生活使得智能设备越来越受人们的欢迎。本设计不仅可以实现对婴儿的智能护理，且相比较于市面上其他同类设备相比，还可以通过GSM模块实现与家长的通信，使家长实现了对婴儿生活环境的智能监护。