基于物联网技术智能婴儿床设计与制作

附件2长沙民政职业技术学院毕业设计成果说明书题目基于物联网技术智能婴儿床设计与制作 一、选题的依据与意义对于很多新手妈妈们来说，照顾好几个月大的小宝宝并不是一件容易的事情，大哭大闹和尿床都令人头疼，但要是如果宝宝都已经尿床，妈妈们却还不知道，这可就不妙了。本设计根据婴儿的排尿需求，主要解决宝宝已经尿床很久妈妈还不知道，宝宝本来就小免疫力本来就差皮肤本来就敏感，再加上湿的捂久了会导致宝宝皮肤红肿，还会长痱子，有了这个监测报警系统妈妈就能第一时间更换婴儿的湿尿布，又减少尿布更换次数；还有一个就是检测宝宝被子里的温湿度，当湿度≥65%的时候，病菌繁殖滋生最快，被子就应该拿出去晒晒了；婴儿适宜的温度是20-22℃，所以当温度<20℃时应该给婴儿加盖被褥，这样妈妈们在手机上可以实时了解宝宝的状态，对婴儿身心健康十分有益。二、毕业设计思路1、通过调研确定选题；2、通过技术方案论证确定产品设计方案作品主要参数；3、过实验方法完成电路设计、程序设计；4、通过电子产品焊、装、调、测完成产品样机制作；5、通过资料查阅、总结归纳、文本撰写完成毕业设计成果说明表；6、通过信息化手段在爱数据云盘发布全部设计文档。三、毕业设计成果形成的过程1、设计目标与步骤本次设计主要是以Arduinonano为核心部件的控制系统，整个设计包括以下几个传感器：1）雨滴传感器接收到雨滴，蜂鸣器发出警报。2）温湿度传感器接收到温湿度数据，通过蓝牙传感器处理与手机串口助手配对成功，采集到的数据发送到手机上。过程如下：（1）完成元器件选型，底层电路设计（2）完成Arduino程序设计（3）作品调试及封装2、智能婴儿床系统的主要模块描述表2-1智能婴儿床系统的主要模块描组成部分 描述雨滴模块 主要负责水滴的接收，采集的数据输入到蜂鸣器模块蜂鸣器 主要负责接收雨滴模块的数据，有水滴从而发生警报，无水滴反之温湿度模块DHT11 主要负责采集到的温湿度信号发送至Arduinonano，实现温湿度的显示与控制蓝牙传感器 主要负责接收温湿度数据，与手机串口助手配对，从而接收的数据发送到手机上3、智能婴儿床的系统框图图3-1智能婴儿床系统框图4、智能婴儿床的电路图图4-1智能婴儿床电路原理图5、主要芯片、各种传感器选型验证及所用元件清单：1）主控芯片的选择主控芯片我选择的是Arduinonano，如今Arduino技术已经相当成熟，未来的发展方向及智能系统种类也会越多，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。在使用过程中更加的安全节电，智能环保。首先它是ArduinoUSB接口的微型版本，最大的不同是没有电源插座以及USB接口是Mini-B型插座。Arduinonano是尺寸非常小的而且可以直接插在面包板上使用。Arduinonano的特点：（1）便捷灵活；（2）方便上手；（3）优秀开发环境；Arduinonano的优点：（1）体积小巧；（2）功能全面；（3）适用于电路板；图5-1Arduinonano原理图2）雨滴模块选择了雨滴雨水感应、传感器模块雨滴模块的特点：雨滴板和控制板是分开的，方便将线引出；大面积的雨滴板，更有利于检测到水滴；板子带有定位孔方便大家安装；图5-2雨滴模块图蜂鸣器选择了有源蜂鸣器有源蜂鸣器特点：内部带震荡源，只要一通电就会叫；程序控制方便；图5-3有源蜂鸣器模块图4）温湿度模块选择了温湿度模块DHT11温湿度模块DHT11特点：具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性；抗干扰能力强，性价比高；图5-4温湿度模块DHT11图5）通信模式我选择的是蓝牙模块与手机端串口助手连接，因为现在手机几乎是人手一台，每天用手机的频率非常高，所以手机端操作起来也会更方便。6）软件设计语言的选择ArduinoIDE是Arduino产品的软件编辑环境。ArduinoIDE是一款专业的Arduino开发工具，主要用于Arduino程序的编写和开发，拥有开放源代码的电路图设计、支持ISP在线烧，同时支持Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等多种程序兼容的特点。图5-6程序运行图元件清单表5-7所用材料清单序号 名称 数量1 Arduinonano 12 温湿度模块DHT11 13 蓝牙传感器 14 雨滴模块 15 有源蜂鸣器 1作品形成过程图片串口助手配对成功，温湿度显示图6-1串口助手温湿度监测界面2）作品实物图图6-2作品实物图四、作品(产品)特点本次设计主要是以Arduinonano为核心控制器，利用雨滴传感器检测到婴儿尿湿了，蜂鸣器发出警报；温湿度传感器检测婴儿被子里温湿度，通过蓝牙传感器处理，与手机串口助手配对成功，采集的数据发送到妈妈们的手机上，使妈妈知道当湿度≥65%的时候，病菌繁殖滋生最快，被子就应该拿出去晒晒了；婴儿适宜的温度是20-22℃，所以当温度<20℃时应该给婴儿加盖被褥。五、参考文献[1]欧阳集正.胡荣杰.多功能智能婴儿床的设计[J].湖南科技学院学报.2010年4月.第31卷第4期.1～5.[2]冯伟.戴菲菲.董勇国.曹亚陆.赵山.一种婴儿尿床检测报警系统[P].中华人民共和国国家知识产权局.201210079035.X，2012.07.25.[3]陈列.尿床检测装置[P].中华人民共和国国家知识产权局.201420697465.2,2015.02.25.[4]秋瑾.权新媛.宋蕊笑.车秀珍.刘娟.智能婴儿床设计[D].徐州工业职业技术学院.2015.09.22.[5]Rex-Rex.【Arduino】开发入门【十】Arduino蓝牙模块与Arduino实现通信.六、毕业设计体会与收获通过这次做毕业设计，我对Arduino程序设计等知识得到了更深的认识与理解，之前也一直不是很会操作ArduinoIDE，然后这次对ArduinoIDE又更熟练了一点。在作品的调试这方面，锻炼了我们的思考能力以及查阅资料、处理信息的能力，还培养了我们的动手能力和知识综合运用能力。虽然在这次作品的制作过程中遇到了很多的困难，但这也是我们与老师、同学的一次沟通学习的机会，这也更加促进了我们之间的师生情和同学情，一次又一次的作品更改调试，让我学会了分析电路、设计电路的方法和步骤。这也是对我们三年所学知识的一次全面考核，进一步提高了我们的自学能力，对即将踏入社会的我来说，是一个很大的收获。七、指导教师意见