基于STM32的智能嬰兒房

陶騰 譚傳明 胡玉柱 楊輝春 宿策

摘 要：本項(xiàng)目從國(guó)家二胎政策的背景出發(fā)，旨在減輕父母長(zhǎng)輩的生活壓力，模擬嬰兒生活的房間，利用ARM Cortex內(nèi)核單片機(jī)、通信模塊和攝像頭等諸多模塊，最終在無(wú)人看管的狀態(tài)下，對(duì)嬰兒床周圍的環(huán)境濕度、溫度、空氣質(zhì)量以及寶寶的睡眠狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)監(jiān)護(hù)人進(jìn)行狀態(tài)反饋。讓寶寶在一個(gè)溫暖舒適的環(huán)境生活，讓家長(zhǎng)放心。

關(guān)鍵詞：STM32;攝像頭;WiFi;環(huán)境監(jiān)測(cè)

在1982年計(jì)劃生育成為我國(guó)基本國(guó)策之后，至今，我國(guó)人口的主要矛盾不再是增長(zhǎng)過(guò)快，慢慢的轉(zhuǎn)向了低生育率，并且出現(xiàn)了些問(wèn)題。于是于2011年、2013年和2015年頒布的一系列二胎相關(guān)政策，但是當(dāng)今社會(huì)的生存壓力普遍較大，家庭壓力和生活壓力的雙重壓迫下，大部分的家庭都表現(xiàn)得比較吃力，怎樣讓孩子安穩(wěn)睡覺(jué)也成為了許多家庭的一大問(wèn)題，根據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，并且睡眠在嬰兒發(fā)育中起重大作用。

1 總體設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目是對(duì)嬰兒生活的房間為研究基礎(chǔ)。模擬嬰兒生活的房間，搭載攝像頭模塊、煙霧氣敏傳感器、濕度模塊、溫度傳感器、聲音采集器、通信模塊等組成，可以對(duì)嬰兒所處的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)嬰兒的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還具備報(bào)警功能，從多方面出發(fā)，達(dá)到讓家長(zhǎng)放心和省心的效果。

2 主要硬件設(shè)計(jì)

攝像頭采用OV2640攝像頭模塊，傳感器尺寸為1/4寸，像素為1600*1200（200W），工作電壓為3.3V，模塊尺寸為27mm*27mm，功耗也低，并且滿足曝光、白平衡、色度、飽和度、對(duì)比度等眾多參數(shù)的調(diào)節(jié)，基本可以滿足不同場(chǎng)合需求。

通訊模塊采用SIM800C模塊，支持AT命令控制，在串口方面支持LVTTL 串口和RS232 串口，支持 5V到24V的工作范圍，模塊在使用過(guò)程中可以非常方便的與產(chǎn)品進(jìn)行連接，可以提供包括彩信、短信、語(yǔ)音、藍(lán)牙和 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

視頻傳輸采用RM04模塊，它的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.11n、IEEE802.11g IEEE802.11b，信道數(shù)為1-14，頻率范圍為2.4-2.4835Ghz，發(fā)射功率為12-15DBM，通信接口為L(zhǎng)VTTL 串口和RS232 串口。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件部分主要分為三個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的功能，分別為手機(jī)監(jiān)測(cè)、環(huán)境檢測(cè)和智能提醒部分。

手機(jī)監(jiān)測(cè)方面主要是首先通過(guò)攝像頭對(duì)外界圖像采集后，將其以數(shù)組的方式進(jìn)行存儲(chǔ)再進(jìn)過(guò)處理器將圖像進(jìn)行處理，再通過(guò)RM04模塊以WiFi的形式傳送至上位機(jī)，再通過(guò)上位機(jī)，家長(zhǎng)即可實(shí)時(shí)觀察到嬰兒的狀態(tài)了。

環(huán)境檢測(cè)功能指通過(guò)一些環(huán)境檢測(cè)的模塊，綜合的對(duì)嬰兒所處環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，首先可以知道嬰兒所處房間的環(huán)境是否健康，一個(gè)好的生活環(huán)境對(duì)于嬰兒成長(zhǎng)也是十分有利的。然后，假如在嬰兒所處房間出現(xiàn)什么問(wèn)題，某個(gè)數(shù)值突然發(fā)生變化，那么這個(gè)變化代表，可能有什么事情發(fā)生，需要快速提醒父母，及時(shí)去處理，可以把危險(xiǎn)遏制住。

智能提醒使用的是SIM800C模塊，給家長(zhǎng)發(fā)送短信，進(jìn)行提醒。功能主要有兩方面，一個(gè)是通過(guò)第二個(gè)功能環(huán)境檢測(cè)功能檢測(cè)到可能有危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，及時(shí)向父母警報(bào)。第二個(gè)功能是在嬰兒睡覺(jué)醒來(lái)時(shí)，他們會(huì)哭鬧，這時(shí)他們的父母需要及時(shí)去陪伴他們的孩子，但有時(shí)可能會(huì)因?yàn)橛惺虑榛蛘邉e的原因不能在短時(shí)間內(nèi)知道情況。根據(jù)嬰兒睡覺(jué)的特殊之處，他們醒來(lái)時(shí)會(huì)哭鬧，那么結(jié)合一個(gè)聲音采集模塊，當(dāng)嬰兒醒來(lái)的，房間的聲音的分貝值會(huì)有很大的變化，那么聲音采集模塊將會(huì)采集到的聲音的變化，并給家長(zhǎng)發(fā)送嬰兒醒來(lái)的通知。

4 結(jié)論

智能嬰兒房的設(shè)計(jì)，即是對(duì)嬰兒所處的房間進(jìn)行一些小的改裝，利用一些傳感器對(duì)一些有用信息進(jìn)行捕捉，讓家長(zhǎng)在不能照顧孩子時(shí)，也能夠及時(shí)知道這個(gè)房間內(nèi)，嬰兒的狀態(tài)，嬰兒的安全情況。

參考文獻(xiàn)

[1]薛子伯.基于WiFi的觸發(fā)式無(wú)線圖像采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].吉林大學(xué)，2011.