基于物聯(lián)網(wǎng)的嬰兒實(shí)時(shí)監控系統的設計

成都弱電公司訊：

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，父母越來(lái)越重視孩子在嬰幼兒時(shí)期的成長(cháng)發(fā)育，在照看嬰兒方面需要投入更多的時(shí)間和精力，在現代社會(huì )快節奏的生活工作壓力下往往會(huì )感到力不從心。而現實(shí)生活中存在著(zhù)太多不可預見(jiàn)的因素影響著(zhù)嬰幼兒的健康成長(cháng)，孩子的體型在發(fā)育階段，70%的時(shí)間都是在床上度過(guò)。為了減輕父母在育兒期間的負擔，同時(shí)提高育兒質(zhì)量，針對普通嬰兒床存在的功能單一、性能簡(jiǎn)樸、幾乎度不具備智能檢測以及控制等功能。因此，設計一種新型的可移動(dòng)嬰兒床，適應室內和外出游玩，具有實(shí)時(shí)智能監控以及檢測危險的系統，可以能夠隨時(shí)給家長(cháng)提供嬰兒的生活環(huán)境和活動(dòng)狀況等信息。

1系統功能架構

嬰兒實(shí)時(shí)監控系統主要實(shí)現4種功能，分別為各種傳感器的數據采集分析與控制、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸、終端的接收與監控、與防摔防碰撞，其中無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)現是本系統的關(guān)鍵。圖1為嬰兒實(shí)時(shí)監控系統總體結構圖，采用最新的socket程序庫，提高系統數據在網(wǎng)絡(luò )傳輸的穩定性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，在智能家居系統、工業(yè)、農業(yè)等行業(yè)得到應用和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的基本體系結構包括3方面：感知層、網(wǎng)絡(luò )層、應用層。采用硬件TCPIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )控制器W5500(\$1.9817)、WiFi無(wú)線(xiàn)路由器和nRF24L01(\$1.4544)無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為本系統的網(wǎng)絡(luò )層的通訊，實(shí)現各傳感器數據的采集和收發(fā)，具有穩定性強、傳輸范圍廣、功耗低等長(cháng)處。

嬰兒實(shí)時(shí)監控系統主要實(shí)現4種功能，分別為各種傳感器的數據采集分析與控制、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸、終端的接收與監控、與防摔防碰撞，其中無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)現是本系統的關(guān)鍵。圖1為嬰兒實(shí)時(shí)監控系統總體結構圖，采用最新的socket程序庫，提高系統數據在網(wǎng)絡(luò )傳輸的穩定性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，在智能家居系統、工業(yè)、農業(yè)等行業(yè)得到應用和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的基本體系結構包括3方面：感知層、網(wǎng)絡(luò )層、應用層。采用硬件TCPIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )控制器W5500(\$1.9817)、WiFi無(wú)線(xiàn)路由器和nRF24L01(\$1.4544)無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為本系統的網(wǎng)絡(luò )層的通訊，實(shí)現各傳感器數據的采集和收發(fā)，具有穩定性強、傳輸范圍廣、功耗低等長(cháng)處。

2系統模塊化設計

2.1數據采集模塊

2.1.1溫濕度采集電路

本電路的設計主要是由溫度傳感器和濕度傳感器負責嬰兒實(shí)時(shí)體溫的監測和是否尿床的監測。圖2所示為溫濕度采集電路。體溫的數據是采用一種常用于溫度控制、工業(yè)系統或者熱感測系統數字方式傳輸的高精度DS18B20(\$2.0074)溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器內部包含的高速暫存器RAM含有兩個(gè)字節的溫度寄存器，這兩個(gè)寄存器可以存儲輸出的數據，在控制線(xiàn)連接一個(gè)弱上拉電阻，通過(guò)對寄存器TH和TL的編程，提高測量的精度和分辨率，能實(shí)現在93.75ms和750ms內將溫度值轉化輸出精度高達9～12位。

本電路的設計主要是由溫度傳感器和濕度傳感器負責嬰兒實(shí)時(shí)體溫的監測和是否尿床的監測。圖2所示為溫濕度采集電路。體溫的數據是采用一種常用于溫度控制、工業(yè)系統或者熱感測系統數字方式傳輸的高精度DS18B20(\$2.0074)溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器內部包含的高速暫存器RAM含有兩個(gè)字節的溫度寄存器，這兩個(gè)寄存器可以存儲輸出的數據，在控制線(xiàn)連接一個(gè)弱上拉電阻，通過(guò)對寄存器TH和TL的編程，提高測量的精度和分辨率，能實(shí)現在93.75ms和750ms內將溫度值轉化輸出精度高達9～12位。

通過(guò)HS1100濕度傳感器檢測嬰兒是否尿床。HS1100是一種電容傳感器，根據其高分子材料吸收水分之后的電常數發(fā)生變化而進(jìn)行濕度的測量。通過(guò)A/D模數轉換，將電容值的輸出轉換為以之成反比的電壓信號數據被主控器接收。