淺談兒童智能管家

王欣　李平

摘 要 本項(xiàng)目是專門針對兒童溫濕度檢測報警器的設(shè)計。本設(shè)計是以單片機(jī)AT89S51為主控芯片，并結(jié)合外圍溫度濕度模塊DHT11，藍(lán)牙模塊BLE-CC41-A組合而成。系統(tǒng)能夠完成采集溫度濕度等數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，報警等功能。整個設(shè)計在Keil開發(fā)環(huán)境下，用C語言對主控芯片AT89S51編程，來實(shí)現(xiàn)兒童溫濕度檢測及報警功能。

關(guān)鍵詞 AT89S51；藍(lán)牙；報警；溫度濕度感測

中圖分類號 TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0088-01

每個家庭對自己孩子的關(guān)心愛護(hù)是如此得無微不至，孩子的健康冷暖無時無刻不牽動著父母的神經(jīng)，特別是初為人父母，沒有帶孩子的經(jīng)驗(yàn)，對孩子的身體狀況不是很好地洞察。家長很難及時發(fā)現(xiàn)孩子是否熱著了，是否玩得出汗了，是否走遠(yuǎn)了，并及時做出處理，最后導(dǎo)致孩子因著涼生病時有發(fā)生。因此，出于家長們對孩子的照顧的需求，兒童溫濕度檢測及報警器的設(shè)計可以輔助家長更好地照顧自己的孩子。

1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由兩個部分組成：一個為兒童端（從機(jī)），一個為家長端（主機(jī)）。兒童端由單片機(jī)、溫濕度傳感器和藍(lán)牙通信模塊組成；家長端由藍(lán)牙模塊、顯示模塊和報警模塊組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 設(shè)計原理

本系統(tǒng)選用AT89S51單片機(jī)作為主控芯片，驅(qū)動溫濕度傳感器工作，溫濕度傳感器將感應(yīng)到的溫度濕度數(shù)據(jù)傳給從機(jī)，從機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，通過藍(lán)牙模塊傳輸給主機(jī)，主機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)通過LCD顯示出來，溫度和濕度的數(shù)值不斷實(shí)時刷新，當(dāng)溫度或濕度超過設(shè)定值或丟失信號時報警。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 溫濕度檢測模塊

本系統(tǒng)采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，DHT11是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器[1]。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件[2]，與AT89S51單片機(jī)相連接。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。

溫濕度傳感器DHT11有3個引腳VCC，GND，DATA。是單數(shù)據(jù)線傳輸，通過單片機(jī)控制高低電平來啟動讀取溫度濕度數(shù)據(jù)，溫濕度檢測電路如圖2所示。

3.2 藍(lán)牙通訊模塊

本系統(tǒng)采用BLE-CC41-A藍(lán)牙模塊，配置有256kb空間，遵循V4.0 BLE藍(lán)牙規(guī)范，支持AT指令，用戶可根據(jù)需要更改串口波特率、設(shè)備名稱、配對密碼等參數(shù)，使用靈活[3]。

藍(lán)牙通訊模塊有4個引腳，分別是VCC，GND，TXD，RXD。將藍(lán)牙模塊通上電，TXD和單片機(jī)RXD相連，RXD和單片機(jī)TXD相連。按照串口的方式進(jìn)行通訊。

3.3 報警電路

當(dāng)溫濕度超過所設(shè)定的上限值時，單片機(jī)AT89C51便通過P2.7口控制三極管來驅(qū)動揚(yáng)聲器報警，當(dāng)輸出低電平時三極管截止，當(dāng)輸出高電平時三極管導(dǎo)通揚(yáng)聲器報警。如圖3所示。

3.4 液晶顯示模塊

本設(shè)計采用LCD1602液晶顯示模塊。1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。該顯示模塊具有2行16列能顯示32個字符[4]，管腳的電源引腳接到5V電源上，方便直接與單片機(jī)的I/0進(jìn)行并行數(shù)據(jù)傳送。本設(shè)計的液晶與單片機(jī)的 P0 口連接。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本設(shè)計軟件程序設(shè)計采用C語言編寫，主要包括了主機(jī)程序設(shè)計、從機(jī)程序、溫濕度程序設(shè)計、藍(lán)牙程序設(shè)計、顯示程序5個方面。其主機(jī)程序流程圖如圖4所示。

5 結(jié)論

基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的兒童溫濕度報警器，基本完成了溫濕度檢測、數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、報警等多種功能。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，硬件較少，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)，可以極其方便地幫助父母檢測孩子的溫濕度情況。

參考文獻(xiàn)

[1]趙娜，趙剛.基于51單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)[J].微計算機(jī)信息，2007（6）：146-148.

[2]夏曉南.基于單片機(jī)的溫箱溫度和濕度的控制[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005（24）：117-118.

[3]徐小濤，熊華，高泳洪，等.藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2008，21（9）：44-47.

[4]劉明真，陳鴻.基于單片機(jī)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計[J].學(xué)術(shù)問題研究，2010（1）：75-80.endprint