智能婴儿车控制系统的设计_邵雯.pdf

1、总第 14 卷 159 期大 众 科 技VoL.14No.112012 年 11 月Popular Science & TechnologyNovember2012智能婴儿车控制系统的设计邵 雯（苏州工业职业技术学院，江苏 苏州 ）【摘 要】介绍了由单片机控制的新型多功能婴儿车，以 STC89C52 单片机作为控制核心，配合使用模数转换器采集相应的 信号进行模数转换，硬件电路分为尿湿检测、睡醒检测、环境检测和报警等模块。LCD 可以显示温湿度、CO 浓度等环境信息。 软件部分应用单片机 C 语言实现了该设计的部分控制功能。【关键词】婴儿车；单片机；尿湿检测；睡醒检测；环境检测；报警模块【中图分

2、类号】TP2【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2012)11-0030-02Design of Smart Baby Carriage Control SystemAbstract: In this paper a new multi-functional baby carriage was introduced, it used STC89C52 SCM as the control core, and analog-to-digital converter was used to collect. Hardware circuit is divided into wet de

3、tection woke up detection, environment detection and alarm module. The LCD can display temperature and humidity, CO concentration and other environmental information. The microcontroller C language was applied in software part to realize some control functions of the design.Keywords: Baby carriage;

4、SCM; Wet detection; Woke up testing; Environmental testing; Alarm module中国现在大部分的家庭对儿童的关注度甚高。中国的儿 童人口数在世界儿童人口数中占有较大比例，儿童产品市场 蕴涵着巨大的商机。本文介绍了一个智能婴儿车控制系统， 它减轻了婴儿看护者的劳动负担，提高了大人和小孩的生活 质量。1 总体设计本系统以 STC89C52 单片机为核心，以湿敏电阻、电阻型 振动传感器、气敏传感器、温湿度传感器、光敏电阻和紫外 线传感器作为测量元件，将采集到的数据部分送入模数转换 器进行转换，进入单片机后，将软件设置的上下限环境数据 与

5、采集的数据进行比较、分析，通过 LCD 液晶屏显示，同时 实现超限报警和数据存储，如图 1 所示。图 1 硬件总体框图BJ5VJCR1R23D4R25C15BJ6IN4148120K10K84U124GUNGMING2IN4IN1271000u4U95IN4148NE555RD71815U8271IN3IN228D53673IN5IN026P2.3CO425IN4148R2IN6ADD A633524P2.210K1D3R24RXD6IN7ADD B23P2.12S32K7STARTADD C22P2.4R3SPEAKERP1.38EOCALE21P1.7D6R26555R21R22ZWXTX

6、D92-52-120P1.6C16IN414820K1MC16151010KALE10OUTPUT2-219P1.51000u0.01uCLOCK2-31118P1.4VCC2-421217P1.0C2Vref(+)2-81316+ C10.01uGNDVref(-)P1.11415P1.210u2-72-6ADC0809U3IN1LM25754OUTD12L112VU2+ C3330uhR95.1V850K100U53D2+ C4JC6300U5IN5819R3R6NE555100K200R10R42KR5湿敏100K5V5VC7S110uf+SW-PB5V5VU6P1.0 1P1.0VCC

7、402R7P1.1239P0.0P1.1P0.0U5Q1P1.2338P0.1R15P1.2P0.1R138050P1.3437P0.21P3.65.1KP1.3P0.2R1610kP1.4536P0.323P1.4P0.31KW2P1.56P1.5P0.435P0.431P1.6 734P0.5P2.74P1.6P0.55VP1.7833P0.6P2.65P1.7P0.6C9RSTP0.732P0.74.7KP2.5611BR14RXD1031P0.07RXD/P3.0EA/Vpp2E5KTXD11TXD/P3.1ALE/PROG30ALEP0.1812INT0/P3.2PSEN29P0.2

8、9U4C51328P2.7P0.310231INT1/P3.3P2.7振动R8VCC14T0/P3.4P2.627P2.6P0.4111P2.0221526P2.5P0.5123T1/P3.5P2.5IO30PP3.61625P2.4P0.6134WR/P3.6P2.4GNDC4P3.71724P2.3P0.7141RD/P3.7P2.311.0592M18XTAL2P2.223P2.2VCC15DHT11C619XTAL1P2.122P2.1GND1620GNDP2.021P2.01STC89C52LCD30P图 2 系统原理图2 硬件设计2.1 单片机概述本设计采用 STC89C52 单片

9、机，它内置 8 位中央处理单元、 256 字节内部数据存储器 RAM、8k 片内程序存储器（ROM）32 个双向输入/输出(I/O)口、3 个 16 位定时/计数器和 5 个两【收稿日期】2012-10-14【作者简介】邵雯（1981），女，江苏宜兴人，苏州工业职业技术学院教师，研究方向为电子信息。- 30 -级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。2.2 尿湿检测模块设计该电路是由 NE555 定时器构成的施密特触发器，施密特 触发器是一种脉冲信号变换电路，定时器外接直流电源和地， 高电平触发端 TH 和低电平触发端 TR 直接连接，作为信号输 入端，外部复位端接直流电源 VCC

10、，输入信号的最大幅度 Umax 要大于施密特触发器中 555 定时器的参考电压 Ur1。当定时器 控制端 S 悬空或通过电容接地时，Ur1=2/3VCC；当定时控制端 S 外接控制电压 US 时，则 Ur1=US。该输入信号由湿敏电阻 R4、 灵敏度调节电位器 R5、电阻 R1 分压得到，当检测到湿度信 号时，U2 的 2 脚和 6 脚的电平降低到 1/3VCC 时，3 脚输出高 电平(JC)到延时电路 U9 的 8 脚。此时，电容立即充电，当电 容电压高于 2/3VCC 时，该电路触发信号从 U9 的 3 脚输出（BJ） 到 NE555 报警电路 U1，驱动扬声器报警。2.3睡、醒检测模块设

11、计通过振动传感器检测一定时间内婴儿活动的次数来判断 其睡、醒的状态。无振动信号时，三极管 Q1 处于截止状态， 当检测到振动信号时，振动传感器电阻 R8 增大，三级管 Q1 处于导通状态，将检测到的信号通过 P3.6 口送入单片机处 理。2.4环境检测模块设计本模块对温湿度、光照、紫外线强度、CO 浓度等信息进 行检测，其中温湿度采用的是 DHT11进行检测；光照信息和 紫外线信息分别采用光敏电阻和紫外线二极管进行检测；CO 采用 CO 传感器进行检测。各类传感器将检测的信号送给 AD0809转换芯片，让单片机得到相应的数字电压信号，在系 统运行时，这些信息可以通过 LCD1602液晶显示出来

12、，利于 家长的观察。2.5 液晶显示模块设计通过液晶 LCD1602 内部集成的协议与单片机实现通信， 显示检测到的环境等信息。1602 液晶模块的读写操作，屏幕 和光标的操作都是通过指令编程来实现的。2.6 电源模块设计本系统有 12V 的直流电源，为了给其它芯片提供 5V 的直 流电，需加一个开关芯片 LM2575，将 12V 变为 5V 的直流电， 再由 330UF 电容滤波，输出得到较稳定的 5V 直流电压。3 系统软件设计传感器数据采集模块程序流程如图 3 所示。系统开始工作，主机开始发送信号，并设置输入模式，判断传感器是否 有响应，若是传感器有响应，则开始检测，并把检测到的数 据送

13、入单片机。4 结束语本设计以 STC89C52 为核心，具有精度高、工作可靠、结 构简单、易于调试和扩展等特点。采用 LCD 液晶显示，为家 长提供环境参数，提高了宝宝生活质量。研制的产品已成功 申报专利两项。图 3 传感器数据采集流程图【参考文献】1 童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第三版)M.北京:高等 教育出版社,2007.12.2 陈梓城.家用电子电路设计与调试M.北京:中国电力出版 社,2006.3 阎石.数字电子技术基础M.北京:高等教育出版社,1989.4 吴丙申.功率放大器的设计J.电子工艺技术,2004.5 杨友良.自动控制原理M.电子工业出版社,2004.（上接第 25 页）7 总结ZigBee 技术非常成熟，目前市场上已经推出了大量工业 应用级别的 ZigBee 路由器、Modem 等设备，因此基于 ZigBee技术进行校园无线组网，技术上比较成熟稳定，费用也很经 济。ZigBee 信息终端基于校园 ZigBee 网络，可实现校园安 全、无线互动等应用；ZigBee 信息终端采用统一的 CDMA 虚 号码，通过路由转发方式实现与