基于物聯網的嬰兒實時監控系統的設計

成都弱電公司訊：

隨著社會的發展，父母越來越重視孩子在嬰幼兒時期的成長發育，在照看嬰兒方面需要投入更多的時間和精力，在現代社會快節奏的生活工作壓力下往往會感到力不從心。而現實生活中存在著太多不可預見的因素影響著嬰幼兒的健康成長，孩子的體型在發育階段，70%的時間都是在床上度過。為了減輕父母在育兒期間的負擔，同時提高育兒質量，針對普通嬰兒床存在的功能單一、性能簡樸、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嬰兒床，適應室內和外出游玩，具有實時智能監控以及檢測危險的系統，可以能夠隨時給家長提供嬰兒的生活環境和活動狀況等信息。

1系統功能架構

嬰兒實時監控系統主要實現4種功能，分別為各種傳感器的數據采集分析與控制、無線網絡的傳輸、終端的接收與監控、與防摔防碰撞，其中無線網絡傳輸的實現是本系統的關鍵。圖1為嬰兒實時監控系統總體結構圖，采用最新的socket程序庫，提高系統數據在網絡傳輸的穩定性和可靠性。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，在智能家居系統、工業、農業等行業得到應用和發展。物聯網的基本體系結構包括3方面：感知層、網絡層、應用層。采用硬件TCPIP協議的網絡控制器W5500(\$1.9817)、WiFi無線路由器和nRF24L01(\$1.4544)無線技術作為本系統的網絡層的通訊，實現各傳感器數據的采集和收發，具有穩定性強、傳輸范圍廣、功耗低等長處。

嬰兒實時監控系統主要實現4種功能，分別為各種傳感器的數據采集分析與控制、無線網絡的傳輸、終端的接收與監控、與防摔防碰撞，其中無線網絡傳輸的實現是本系統的關鍵。圖1為嬰兒實時監控系統總體結構圖，采用最新的socket程序庫，提高系統數據在網絡傳輸的穩定性和可靠性。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，在智能家居系統、工業、農業等行業得到應用和發展。物聯網的基本體系結構包括3方面：感知層、網絡層、應用層。采用硬件TCPIP協議的網絡控制器W5500(\$1.9817)、WiFi無線路由器和nRF24L01(\$1.4544)無線技術作為本系統的網絡層的通訊，實現各傳感器數據的采集和收發，具有穩定性強、傳輸范圍廣、功耗低等長處。

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時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含有兩個字節的溫度寄存器，這兩個寄存器可以存儲輸出的數據，在控制線連接一個弱上拉電阻，通過對寄存器TH和TL的編程，提高測量的精度和分辨率，能實現在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時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含有兩個字節的溫度寄存器，這兩個寄存器可以存儲輸出的數據，在控制線連接一個弱上拉電阻，通過對寄存器TH和TL的編程，提高測量的精度和分辨率，能實現在93.75ms和750ms內將溫度值轉化輸出精度高達9～12位。

通過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生變化而進行濕度的測量。通過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。