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基于stm32的智能婴儿床设计与实现(附件)【字数:6728】

2024-11-03 20:10编辑: www.jxszl.com景先生毕设
基于STM32的智能婴儿床的设计与实现,是对目前市面上功能较简单的婴儿床技术的又一次提升。本课题研究是以STM32F103C8T6单片机为核心的智能婴儿床,它能够与手机蓝牙连接,通过APP可以实时看到温湿度的数据变化以及工作状态,APP可以切换自动模式和手动模式。自动模式下温度超过阈值时,风扇工作;湿度超过阈值时,APP界面相应数据会变红以作警示。当检测到婴儿哭闹时,音乐片会播放音乐,同时继电器动作进行摇床安慰婴儿,手动模式下可任意切换模块状态,本产品的设计在能确保婴儿健康成长的同时,也使得家长更加轻松,更大程度的缓解了父母在照顾宝宝时的心理压力,而且产品价格较低。
目录
一、引言 1
二、系统方案设计 1
(一)设计思路 1
(二)任务要求 2
三、系统硬件系统分析设计 2
(一)STM32F103C8T6单片机核心电路设计 2
(二)STM32F103C8T6单片机单片机最小系统 3
(三)LCD1602液晶显示模块电路设计 4
(四)SY声音传感器模块电路设计 4
(五)DHT11温湿度传感器模块电路设计 5
(六)YYS音乐三极管模块电路设计 5
(七)继电器控制电路设计 6
(八)JDY31蓝牙模块电路设计 6
四、软件设计 8
(一)总流程设计 8
(二)蓝牙传输子程序设计 8
(三)手机端界面的设计与实现 9
五、实物的制作与调试 11
(一)实物的制作过程 11
(二) 实物安装与调试 12
六、总结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录 17
附录一: 原理图 17
附录二:PCB图 18
附录三:单片机源代码 19
附录四:元器件清单 22
附录五:实物图 23
一、引言
随着时代的发展,许多家庭开始认识到对婴儿早期开发和照料的重要性。为了给孩子建设一个优良的生活环境,市面上也出现了很多照料婴儿的辅助工 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
具。但在生活中,外界的一些细微变化都可能影响婴儿的健康,比如天气温度和体温的改变、踢被、尿床。但家长在照看宝宝的同时还要生活和工作,所以在照看宝宝的时候难免会出现一些疏忽。然而婴儿需要的睡眠时间又很长,所以,一个好的婴儿床对于儿童来说是非常重要的。
根据上述问题,本课题研究了一款以STM32F103C8T6芯片为核心的智能婴儿床,该设计的硬件设备由LCD1602显示屏、温湿度传感器、音频模组、风扇模组、音乐片模组、继电器模组及无线蓝牙芯片等构成。系统可以实时检测温湿度数据值、判断婴儿是否哭闹。蓝牙模块与客户端APP连接后,可以在手机端APP上查看温湿度数据和当前各传感器的工作状态,并且能够手动设置温湿度的阈值,切换各传感器的状态。从而实现温度达到阀值时,风扇开启;湿度达到阀值时,APP相应数据变红以作警示;当声音模块检测到婴儿哭闹后,此时设备音乐片播放音乐,同时继电器动作进行摇床安慰婴儿。
该课题意在给幼儿建设一个科学、健康的成长环境。为照料者提供一种智能的辅助设备,既能确保婴儿的健康发育,又能减轻家长在照顾婴儿时的压力,也能使家长在放松的同时不必过度操心孩子的状态。而且,该产品的成本较低。
二、系统方案设计
(一)设计思路
本课题是要完成基于STM32的智能婴儿床的设计与实现。该系统设计的主要思想是由STM32F103C8T6芯片为核心控制其他硬件设备工作。该设计的硬件设备由LCD1602显示屏、温湿度传感器、音频模组、风扇模组、音乐片模组、继电器模组及无线蓝牙芯片等构成。蓝牙模块与APP连接后,APP显示所有参数数值和状态。软件方面,用C语言编程实现温湿值的采集、声音检测,风扇驱动、音乐播放和继电器动作。单片机驱动蓝牙模块和手机端APP连接,通过APP可以实时看到温湿度的数据变化以及工作状态,并且能够设置改变温湿度阈值,切换模块的工作状态。从而实现温度达到阀值时,风扇开启;湿度达到阀值时,APP相应数据变红以作警示;当声音模块检测到婴儿哭闹后,此时音乐片播放音乐,同时继电器动作进行摇床安慰婴儿。
系统设计框图 如图1所示:

图1 系统设计框图
(二)任务要求
该课题实现的智能婴儿床设计由STM32F103C8T6单片机为核心。具体实现的功能如下:
1.由单片机实现对温湿度值的采集,并控制风扇、音乐和继电器的开关。APP可以切换自动模式和手动模式。在APP中可以查看温湿度数据值和当前传感器的状态,并且能够设置温湿度阈值、切换各传感器的状态。
2.硬件设备与手机端APP连接成功后,APP显示所有参数及阈值和传感器的控制状态。手机端界面可以在自动模式和手动模式之间切换;
自动模式:如果温度达到阀值时,风扇开启;湿度达到阀值时,APP相应数据变红以作警示;当声音模块检测到婴儿哭闹后,音乐片播放音乐,并且继电器开始工作进行摇床安慰婴儿,停止哭闹后,8秒左右音乐停止。
手动模式:根据情况手动控制风扇开关、音乐播停、继电器摇床功能是否启动。
三、系统硬件系统分析设计
(一)STM32F103C8T6单片机核心电路设计
STM32系列芯片为32位单片机,使用ARM7构造,具有仿真和追踪两种功能。该芯片符合本设计的功能,且拥有优异的性能、易于集成。该控制芯片在学习了微处理器的基础上,更易于掌握,在医疗设备中得到普及,且具较高的研究价值。
STM32F103C8T6单片机的原理图如图2所示:

图2 STM32单片机接口原理图

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