兒童智能電話手表的設計

門瑞

摘?要：本文基于AT89S52單片機設計了兒童智能電話手表，該手表系統由單片機、語音電路、電源電路等組成，可實現通話等功能。它能夠發揮智能手表貼近人體的優勢。此次研究進一步探索兒童智能手表設計及發展趨勢，旨在為安全健康型多功能兒童智能手表的創新設計提供一些參考建議。

關鍵詞：智能手表;AT89S52單片機;安全

1?兒童智能手表的設計要素

安全性是智能手表設計的核心要素。兒童智能手表作為連接兒童與家長之間的通訊紐帶，在功能上一方面需要滿足智能手表將兒童的活動信息及時反饋肥家長，另一方面還要滿足家長方便用手機隨時查看兒童的狀態，便于家長隨時了解孩子的安全狀態。作為便攜式產品的設計，主要需要體現產品的便捷性功能，包括在兒童安全性了解與判斷上，也需要體現便捷性。兒童作為無行為能力或限制行為能力的人，自身無法判斷身體的安全與健康狀態，而成人具備這樣的能力，就需要為兒童和成人之前建立便捷式通訊安全紐帶，讓家長通過智能手表了解和判斷兒童的安全狀態，從而為兒童以供一個更加安全的狀態，以提高兒童對于較高的安全感的需求。

從心理學上分析，兒童的心理安全決定他們更需要來自父母的陪伴與同齡人之間的交流。兒童智能電話手表能夠充分發揮自身的通信功能，促進兒童與家長、同伴之間的感情交流，讓兒童在充分的關心和娛樂活動中長大，形成優秀的品質和性格。手表功能的要以兒童的理解能力和思考方式為基礎。

大部分兒童都有著較為強力的好奇心，這是他們與生俱來的本性。不論是從生理角度，還是心理角度，兒童自我防范意識弱，他們對于智能手表損壞是否存在危險性沒有概念，而由于種種原因兒童更容易損壞智能手表，因此他們在使用智能手表時存在的維系系數更高。由于智能手表損害造成的智能手邊使用安全隱患不在少數，因此智能手表設計必須要充分考慮手表結構的安全性和牢固性，考慮到兒童使用智能手表時的高消耗性。手表結構設計要以兒童思維為視角，了解兒童可能發生的錯誤式使用方式等，并對此種情況做安全預防設計或特殊情況處理設計。兒童智能手表結構設計應該充分考慮兒童的身心發展的情況，依據兒童身心發展的需要設計功能。為了照顧兒童的好奇心，兒童智能手表結構上可設計為拆卸式結構，使手表在增加可玩性的同時還能確保兒童的安全性與不同階段兒童對于智能手表結構的需求。在外形設計上，兒童智能手表應該考慮兒童的視角和思維，將外形設計為兒童喜聞樂見的卡通型造型，或是設計為符合兒童認知和審美需求的形狀，以提高智能手表對于兒童的吸引力。

2?兒童智能手表的系統設計

2.1?實現功能

數據監測與通信功能。根據安全可靠的功能設計要素，該設備需要監測兒童的安全數據，并及時將兒童的安全信息反饋給家長和兒童本人。該設備還需要使兒童和家長在近距離卻又無法直接對話時發揮自身的通信功能。

2.2?單片機控制模塊

本系統采用AT89S52單片機作為系統微控制器。AT89S52單片機是一款具有8K可編程閃存的低功耗高性能CMOS?8位微控制器[1]。片上閃存可以編程系統中的程序存儲器，適用于傳統編程器。單片機AT89S52主要性能為：兼容MCS-51微控制器產品，系統可編程閃存;擁有8千字節;1000次擦除周期;全靜態操作：0Hz-33MHz;三級加密程序存儲器;32個可編程I/O線;三個16位定時器/計數器;6個中斷源;全雙工UART串行通道;低功耗空閑和掉電模式;掉電中斷后可以喚醒;看門狗定時器;雙數據指針;關機標識。

2.3?電源模塊

穩壓器，是使輸出電壓穩定的設備。一個電源模塊輸入電壓為9V，通過78L05模塊使電壓轉化到我們所需要的狀態，因為RF905模塊所要求的電壓為3.3V-3.6V所以在78L05模塊后另加一個AMS1117模塊使電壓再次降低穩定到RF905模塊所需的3.3V[2]。

2.4?語音模塊

WT588D是一款具有單片機內核的語音芯片。具有功能多音質好應用范圍廣性能穩定的特點。MP3控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制控制端口擴展輸出模式，能將產品投放在幾乎可以想象得到的場所。它支持6K～22KHz采樣率的音頻加載，能將加載的音頻音質幾乎完整無損的展現出來。WT588D系列語音單片機能通過配套軟件WT588D?voice?Chip做到語音組合播放、插入完美的陶冶靜音。可控制的語音地址位能達到220個，每個地址位里能加載可組合語音為128段語音。WT588D系列語音單片機模塊內置SPI-FLASH存儲器，WT588D系列語音單片機芯片可根據實際用法外置SPI-FLASH存儲器，眾多的控制模式、語音組合只需更換SPI-FLASH的內容，即可完全實現操作方式的切換。

3?總結

本文基于AT89S52單片機設計了兒童智能電話手表，它能夠發揮智能手表貼近人體的優勢。此次研究進一步探索兒童智能手表在安全領域的發展方向，在一定程度上為維護兒童的身心安全和健康做出貢獻。

參考文獻：

[1]鄭微，李正周，田蕾.基于DSP的智能語音控制系統設計[J].傳感器與微系統，2012，31（2）：134-136.

[2]鐘明輝，曹乃文，黃漢明，等.基于連續HMM的漢語數碼語音識別系統[J].廣西物理，2007，28（4）：24-26.

[3]俞嘉袁.基于MTK的智能手表的終端設計與實現[D].南京理工大學，2017.

[4]陳貴銀.單片機原理及接口技術[M].北京：北京電子工業大學出版社，2016：230-240.

[5]馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計[M].北京：北京航天航空大學出版社，2002：156-162.