河北理工大學(xué)信息學(xué)院 摘要 1緒論1.1研究背景和目的在當(dāng)下社會(huì)快節(jié)奏的生活情形里，作為家庭希望與未來的嬰兒照料問題變得日益關(guān)鍵起來，每個(gè)家庭都得直面這一挑戰(zhàn)，然而隨著職業(yè)以及生活壓力不斷增加，不少家長大多時(shí)候沒辦法兼顧對(duì)嬰兒的全面關(guān)懷，在夜間的時(shí)候，嬰兒出現(xiàn)的不適狀況大多時(shí)候會(huì)打擾到父母的休息以及日常應(yīng)盡的職責(zé)[1]。去探索科技方面的解決辦法來提高嬰兒護(hù)理水平，減輕家長負(fù)擔(dān)，就成了一項(xiàng)迫切的社會(huì)議題，智能嬰兒床作為一種融合了智能技術(shù)的護(hù)理設(shè)備適時(shí)出現(xiàn)，它可以依照嬰兒的具體需求，自動(dòng)或者遠(yuǎn)程對(duì)床體的溫度、濕度、光線、音樂以及振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，營造出有利于嬰兒健康睡眠的微環(huán)境[2]。這樣的創(chuàng)新可提高嬰兒的睡眠品質(zhì)，減少哭鬧情況，降低患病的幾率，而且還可提高嬰兒的免疫能力，促進(jìn)其全面的生理和心理方面的健康，智能嬰兒床有的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能讓父母可實(shí)時(shí)了解嬰兒的狀態(tài)，快速做出響應(yīng)，提升了護(hù)理效能，緩解了父母的照護(hù)壓力，改善了他們的生活質(zhì)量[3]。圖1.1智能嬰兒床事實(shí)上，智能嬰兒床的優(yōu)勢并非僅僅體現(xiàn)在營造合適的嬰兒睡眠環(huán)境方面，它還可為家長給予科學(xué)且精準(zhǔn)的育兒輔導(dǎo)服務(wù)[4]，這類嬰兒床一般配備了先進(jìn)的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)嬰兒的成長發(fā)育狀況，向父母提供定制化的育兒指導(dǎo)，涉及喂養(yǎng)、休息以及排泄等關(guān)鍵領(lǐng)域，對(duì)于新手父母來講，這一功能有著極高的價(jià)值[5]。智能嬰兒床還擁有遠(yuǎn)程監(jiān)控以及自動(dòng)化警報(bào)功能，借助此功能父母可依靠移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)了解嬰兒的狀態(tài)，當(dāng)檢測到異常情況時(shí)，嬰兒床會(huì)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)，提醒父母及時(shí)做出反應(yīng)[6]，這一設(shè)計(jì)極大地提高了家長的安全保障感，可盡早發(fā)現(xiàn)并妥善處理嬰兒可能出現(xiàn)的問題，保障嬰兒健康地成長?？萍简?qū)動(dòng)的智能嬰兒床創(chuàng)新性進(jìn)入嬰幼兒照護(hù)領(lǐng)域，提升了嬰兒生活品質(zhì)，還降低了父母養(yǎng)護(hù)壓力，讓家長能更專注共享溫馨親子時(shí)刻，促進(jìn)了親子關(guān)系深化，隨著技術(shù)持續(xù)發(fā)展，可以預(yù)見，智能嬰兒床在未來嬰兒成長與家庭生活中會(huì)扮演更關(guān)鍵角色，不斷給這兩方面帶來新活力[7]。圖1.2智能控制APP1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，智能嬰兒床已成為現(xiàn)代育兒科技的重要組成部分。國內(nèi)外在此領(lǐng)域的研究與應(yīng)用呈現(xiàn)不同的發(fā)展特點(diǎn)和技術(shù)路線[8]。1.2.1國外研究現(xiàn)狀國外智能嬰兒床的研發(fā)起步較早，在功能集成和技術(shù)創(chuàng)新方面處于領(lǐng)先地位。從功能角度，美國Owlet公司的"智能嬰兒睡眠系統(tǒng)"專注于生理參數(shù)監(jiān)測，能實(shí)時(shí)監(jiān)測嬰兒心率、呼吸和血氧水平，為父母提供健康數(shù)據(jù)支持；而SNOO公司的智能嬰兒床則側(cè)重于睡眠輔助功能，集成了自適應(yīng)搖晃和白噪音技術(shù)，能識(shí)別嬰兒哭聲并自動(dòng)調(diào)整安撫策略[9]。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，國外產(chǎn)品普遍采用高精度生物傳感器和先進(jìn)的信號(hào)處理算法，如德國Babymoov公司的產(chǎn)品使用紅外傳感器和AI算法實(shí)現(xiàn)非接觸式生命體征監(jiān)測；日本產(chǎn)品則傾向于融合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，如Sony的"智能玩偶Aibo"能通過自學(xué)習(xí)算法逐漸適應(yīng)嬰兒的行為模式[10]。在安全性設(shè)計(jì)上，歐美產(chǎn)品嚴(yán)格遵循ASTM和EN標(biāo)準(zhǔn)，采用醫(yī)療級(jí)材料和冗余安全設(shè)計(jì)，同時(shí)注重?cái)?shù)據(jù)加密和隱私保護(hù)[11]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國智能嬰兒床研發(fā)雖起步較晚，但發(fā)展迅速。在功能設(shè)計(jì)上，國內(nèi)產(chǎn)品更注重溫濕度監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，如清華大學(xué)設(shè)計(jì)的基于STM32單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)集成了溫濕度和聲音傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)和嬰兒狀態(tài)監(jiān)測；中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所則專注于機(jī)器視覺技術(shù)在嬰兒狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用[12]。綜合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)有智能嬰兒床產(chǎn)品仍存在功能集成度不高、系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、安全冗余設(shè)計(jì)不足等問題。本設(shè)計(jì)基于STM32F103單片機(jī)構(gòu)建的智能嬰兒床系統(tǒng)在多方面具有優(yōu)勢：一是整合了溫度監(jiān)測、尿濕檢測、哭聲識(shí)別和自動(dòng)安撫等多功能于一體[13]，提高了系統(tǒng)的綜合實(shí)用性；二是采用高精度DS18B20溫度傳感器和單總線通信方式，在保證精確測量的同時(shí)簡化了系統(tǒng)布線，提高了可擴(kuò)展性[14]；三是增加了尿濕檢測和哭聲識(shí)別的實(shí)時(shí)報(bào)警功能，強(qiáng)化了安全監(jiān)測機(jī)制[15]；四是ESP8266無線模塊的應(yīng)用使系統(tǒng)具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制能力，滿足了現(xiàn)代家庭的遠(yuǎn)程育兒需求。這些特點(diǎn)使本系統(tǒng)在功能完整性、技術(shù)先進(jìn)性和安全可靠性方面都具有較強(qiáng)的競爭力[16]。1.3研究方向（1）本研究探索基于STM32F103單片機(jī)的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究該微控制器的性能優(yōu)化及其在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過集成各類傳感器和執(zhí)行部件，構(gòu)建一個(gè)高效、可靠的嵌入式控制平臺(tái)，為智能嬰兒床提供核心技術(shù)支持。（2）研究傳感器網(wǎng)絡(luò)在嬰兒監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用，包括溫度監(jiān)測、濕度檢測、聲音感應(yīng)等多元化傳感技術(shù)的整合。本研究探索如何通過多傳感器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)嬰兒生理狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的全面監(jiān)測，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。（3）本研究關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在嬰兒護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用，主要研究ESP8266無線模塊與智能終端的通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制功能。探索如何構(gòu)建穩(wěn)定、高效的無線通信鏈路，確保家長能隨時(shí)隨地獲取嬰兒狀態(tài)信息并進(jìn)行必要的調(diào)控。（4）本研究還著眼于智能化人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過OLED顯示屏和移動(dòng)應(yīng)用程序?yàn)橛脩籼峁┲庇^、便捷的操作界面，研究如何優(yōu)化信息呈現(xiàn)方式，提升用戶體驗(yàn)，使系統(tǒng)更加貼合家庭使用場景的需求。1.4章節(jié)安排第一章為緒論，主要介紹研究背景和目的、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、研究方向以及章節(jié)安排，為整個(gè)研究提供理論基礎(chǔ)和背景支持。第二章為總體方案設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的功能需求、整體架構(gòu)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵硬件模塊的選型對(duì)比。第三章為系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，深入講解各核心模塊的硬件設(shè)計(jì)方案。該章節(jié)通過詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)圖和引腳配置說明，全面展現(xiàn)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)方案。第四章為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，主要介紹軟件開發(fā)環(huán)境與工具，并通過詳細(xì)的流程圖和代碼展示軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。第五章為實(shí)物制作與運(yùn)行調(diào)試，詳細(xì)記錄系統(tǒng)實(shí)物構(gòu)建過程、軟件調(diào)試步驟以及系統(tǒng)運(yùn)行效果，通過實(shí)物圖片和運(yùn)行截圖，直觀展示系統(tǒng)各功能模塊的實(shí)際表現(xiàn)。最后，論文總結(jié)研究成果，歸納系統(tǒng)功能特點(diǎn)，并對(duì)未來研究方向進(jìn)行展望。同時(shí)，論文還包括參考文獻(xiàn)、致謝以及附錄等輔助部分，為讀者提供額外的參考信息。2功能與設(shè)計(jì)方案2總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的功能要求智能嬰兒床是科技與嬰幼兒保育理念創(chuàng)新融合的產(chǎn)物，其設(shè)計(jì)目標(biāo)有諸多實(shí)用特性，它有基礎(chǔ)的可移動(dòng)性，還集成了先進(jìn)傳感器技術(shù)與語音識(shí)別系統(tǒng)，以此拓展智能功能，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的安全保障、健康管理、操作便利以及情感互動(dòng)，下面詳細(xì)闡述本研究中智能嬰兒床擬達(dá)成的各項(xiàng)功能：嬰兒床的溫度可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，當(dāng)出現(xiàn)需求時(shí)，能依靠繼電器來激活加熱裝置，以此調(diào)節(jié)至適宜的溫度，并且要是探測到溫度超出了安全范圍，系統(tǒng)還可借助繼電器自動(dòng)開啟風(fēng)扇，達(dá)成降溫的目的，最終保證環(huán)境處于安全且舒適的狀態(tài)[17]。借助液滴感應(yīng)這項(xiàng)技術(shù)可達(dá)成對(duì)嬰兒尿濕情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦檢測到尿液出現(xiàn)，系統(tǒng)便會(huì)立刻啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制。借助聲音探測裝置可精準(zhǔn)捕捉嬰兒的啼哭信號(hào)，當(dāng)檢測到哭聲時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)搖籃做出安撫動(dòng)作，并且配備的語音模塊會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候播放兒歌，以此幫助平息嬰兒的情緒。系統(tǒng)所有的工作狀況，像溫度監(jiān)測這項(xiàng)功能、尿床檢測這一功能以及哄睡功能等方面，可借助OLED顯示屏實(shí)現(xiàn)直觀的呈現(xiàn)效果。借助ESP8266無線通信模塊，可搭建起與智能手機(jī)的連接關(guān)系，達(dá)成遠(yuǎn)程操控以及監(jiān)控的功能，這些功能包含設(shè)備的開啟與關(guān)閉操作、溫度的設(shè)定，以及多樣化的安撫睡眠模式可供選擇。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖2.1所示，本系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)以STM32F103微控制器作為核心決策單元展開，憑借一系列硬件模塊實(shí)現(xiàn)定的功能目標(biāo)，其運(yùn)行機(jī)制如下：系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后，微控制器會(huì)對(duì)包括OLED顯示屏、ESP8266無線接口、DS18B20溫度感應(yīng)器、尿液檢測傳感器、語音輸出裝置、步進(jìn)電機(jī)、繼電器以及聲音探測器等在內(nèi)的一系列硬件組件開展初始化工作，依靠DS18B20，微控制器不斷監(jiān)測嬰兒床的實(shí)時(shí)溫度[18]，然后在OLED屏幕上顯示出來，并且與預(yù)先設(shè)定的安全溫度范圍作對(duì)比。溫度超過了范圍，繼電器就會(huì)啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行調(diào)節(jié)，尿液檢測傳感器持續(xù)監(jiān)測嬰兒尿布的狀況，一旦出現(xiàn)異常情況，就會(huì)立刻在顯示屏上顯示出來，并且借助語音警告系統(tǒng)告知家長更換尿布，聲音傳感器用來捕捉嬰兒的啼哭，哭聲檢測結(jié)果會(huì)顯示在OLED屏幕上，一旦檢測到哭鬧，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的搖籃就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)語音模塊會(huì)播放預(yù)先錄制的兒歌，以此舒緩嬰兒的情緒。另外ESP8266模塊能讓微控制器與智能手機(jī)建立無線通信，接收像開關(guān)控制、溫度設(shè)定以及安撫模式選擇等遠(yuǎn)程指令，同時(shí)把系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)反饋給移動(dòng)端，達(dá)成全面的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及操作功能[19]。圖2.1系統(tǒng)硬件模塊工作框圖2.3器件方案對(duì)比2.3.1單片機(jī)的選擇本研究進(jìn)行智能嬰兒床設(shè)計(jì)時(shí)采用了以單片機(jī)作為中樞控制器的策略，單片機(jī)響應(yīng)特性敏捷且實(shí)時(shí)性卓越，能有效監(jiān)控嬰兒狀況與需求并即時(shí)做出應(yīng)對(duì)，這對(duì)保障嬰幼兒安全與舒適性意義重大，該系統(tǒng)可依據(jù)具體應(yīng)用需求編寫程序并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，達(dá)成多樣化智能功能，單片機(jī)選擇方面提出了兩個(gè)備選方案，分別是STC89C51和STM32F103。后續(xù)會(huì)對(duì)這兩個(gè)選項(xiàng)開展詳細(xì)對(duì)比與評(píng)估[20]。方案一：STC89C51此次設(shè)計(jì)挑選STC89C51當(dāng)作核心控制器，它是基于經(jīng)典的51內(nèi)核構(gòu)建的，擁有12MHz的工作頻率，這款單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了8KBFlash以及256BRAM，外部存儲(chǔ)空間可擴(kuò)展到64KB，硬件配置含有4個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以及6個(gè)中斷源，同時(shí)有32個(gè)I/O端口以及一個(gè)全雙工串行接口。而且它支持ISP和IAP在線編程，在C語言和匯編等多種編程環(huán)境下可兼容，由于其有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的特點(diǎn)，STC89C51在各種低復(fù)雜度的控制系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用[21]。STC89C51單片機(jī)有著用戶友好的特點(diǎn)，它所配套的開發(fā)工具以及參考資料數(shù)量頗為豐富，而且芯片價(jià)格較為低廉，可幫助降低系統(tǒng)開發(fā)過程中的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，另外因?yàn)樗鼘?duì)于51系列外圍器件有著良好的兼容性，有較強(qiáng)的可擴(kuò)展特性，不過STC89C51也存在一定的局限性，主要體現(xiàn)為性能指標(biāo)不算高，內(nèi)置資源有限，難以充分契合復(fù)雜系統(tǒng)的需求。其較高的功耗水平對(duì)達(dá)成能源效率以及環(huán)保目標(biāo)形成了挑戰(zhàn)，該芯片不支持像SPI、I2C等多種通信協(xié)議，限制了系統(tǒng)的互聯(lián)互通能力。方案二：STM32F103本設(shè)計(jì)選用了STM32F103微控制器，此器件基于ARM內(nèi)核，其核心特性有72MHz的工作頻率，內(nèi)存配置為內(nèi)置64KBFlash以及20KBRAM，外部存儲(chǔ)能擴(kuò)展到1MB，硬件資源豐富，配有3個(gè)16位和2個(gè)32位定時(shí)器，1個(gè)看門狗與系統(tǒng)定時(shí)器，提供60個(gè)中斷源，以及37個(gè)I/O引腳。通信接口多樣，包含3個(gè)全雙工串行端口、2個(gè)SPI、2個(gè)I2C、1個(gè)USB、1個(gè)CAN以及2個(gè)ADC接口，另外以及一個(gè)DAC接口，它支持JTAG和SWD調(diào)試工具，兼容C、C++、匯編等多種編程語言，故而在高級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用里表現(xiàn)出廣泛適用性[22]。STM32F103微控制器擁有出色性能和豐富資源，可以充分契合復(fù)雜系統(tǒng)在功能以及效能方面的需求，它有低功耗特性，這對(duì)實(shí)現(xiàn)能源效率和環(huán)保目標(biāo)有幫助，該芯片支持多種通信協(xié)議，像SPI、I2C、USB和CAN等，可有效推動(dòng)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，豐富的開發(fā)工具和文檔資源，有利于開展軟件開發(fā)和故障排查。不過STM32F103的高復(fù)雜度和相對(duì)較大的開發(fā)難度可能會(huì)形成挑戰(zhàn)，不太適合初級(jí)學(xué)習(xí)者或教學(xué)環(huán)境選用，其芯片成本較高，可能會(huì)使整體開發(fā)成本增加，因?yàn)椴患嫒?1系列的外圍器件，限制了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。根據(jù)分析可知，方案二相較于方案一更加適宜，采納STM32F103作為微控制器，它的性能指標(biāo)以及資源配備可充分契合本系統(tǒng)在功能和效能方面的需求，并且有對(duì)多種通訊協(xié)議的支持，這與智能嬰兒床設(shè)計(jì)的多功能性要求高度契合。2.3.2溫度傳感器的選擇在構(gòu)建智能嬰兒床時(shí)，溫度監(jiān)測模塊起著非常關(guān)鍵的作用，其主要工作是不斷監(jiān)測嬰兒床內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，并及時(shí)傳送給單片機(jī)，以此達(dá)成精準(zhǔn)的溫度調(diào)控，對(duì)于該模塊的硬件選擇，本文思索了兩種可供選擇的方案，即DS18B20溫度傳感器和DHT11溫度傳感器，隨后會(huì)對(duì)這兩種傳感器展開比較與評(píng)估。方案一：DS18B20溫度傳感器DS18B20屬于數(shù)字式溫度傳感器，它的工作電壓范圍是3.0V至5.5V，運(yùn)作電流是1.5mA，擁有-55℃至+125℃的寬溫工作區(qū)間，溫度測量精度能達(dá)到±0.5℃，該傳感器支持獨(dú)特的單總線通訊協(xié)議，可借助單一數(shù)據(jù)線達(dá)成與微控制器的雙向交互，可以實(shí)現(xiàn)多傳感器復(fù)用，最大可連接數(shù)量有127個(gè)。其內(nèi)部集成了溫度轉(zhuǎn)換器，可把測得的溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)?至12位的數(shù)字信號(hào)，采用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，利于單片機(jī)高效解析與處理，鑒于其經(jīng)濟(jì)性，市場價(jià)格大概是3元，在各類溫度監(jiān)測系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用[23]。DS18B20型溫度傳感器憑借高精度、可快速響應(yīng)以及體積小巧的特點(diǎn)，特別適合用于對(duì)嬰兒床溫度進(jìn)行精密監(jiān)測，它采用單總線通訊方式，能有效減少微控制器的I/O端口被占用的情況，對(duì)系統(tǒng)布線和拓展較為有利，傳感器內(nèi)置的溫度轉(zhuǎn)換器讓微控制器的軟件開發(fā)得到簡化，使系統(tǒng)運(yùn)行效率有所提升。不過DS18B20的成本比較高，這相應(yīng)地提高了系統(tǒng)開發(fā)的整體費(fèi)用，而且還需要額外配置上拉電阻，致使電路設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，另外該傳感器對(duì)環(huán)境敏感，頻繁進(jìn)行校準(zhǔn)與補(bǔ)償操作在一定程度上降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。方案二：DHT11溫度傳感器DHT11型溫濕度傳感器采用一體化設(shè)計(jì)，其有如下特性：工作電壓范圍是3.3V至5.5V，工作電流穩(wěn)定為0.5mA，適用溫度區(qū)間為0℃到50℃，溫度測量精度可達(dá)±2℃，該傳感器運(yùn)用單總線通訊方式，可借助單一數(shù)據(jù)線達(dá)成與微控制器的雙向交互，雖不支持多路復(fù)用，但每個(gè)設(shè)備都需獨(dú)占一個(gè)I/O端口。其內(nèi)部集成了溫濕度轉(zhuǎn)化器，可把測得的溫濕度值轉(zhuǎn)化成8位二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)字信號(hào)，對(duì)單片機(jī)的數(shù)據(jù)讀取和處理流程起到了優(yōu)化作用，由于DHT11傳感器有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的特點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于各類溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)中[24]。DHT11溫濕度傳感器有經(jīng)濟(jì)性，可有效減輕系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，其設(shè)計(jì)不需要額外的上拉電阻，優(yōu)化了電路布局的簡潔性，因?yàn)榧闪藴貪穸雀袘?yīng)功能，該傳感器可以同步監(jiān)測嬰兒床環(huán)境的溫濕度，提高了系統(tǒng)功能的多樣性，不過DHT11傳感器在精度和響應(yīng)速度方面存在不足，而且物理尺寸較大，不適合對(duì)嬰兒床溫度進(jìn)行精細(xì)測量。它不兼容單總線多路復(fù)用技術(shù)，使得單片機(jī)的I/O口占用增多，給系統(tǒng)的布線擴(kuò)展帶來不便，內(nèi)置的溫濕度轉(zhuǎn)換器還增加了單片機(jī)程序的復(fù)雜性，影響了系統(tǒng)的運(yùn)行效率?？紤]到方案一中的DS18B20溫度傳感器擁有高精度、快速響應(yīng)以及小巧體積等優(yōu)點(diǎn)，它可切實(shí)有效地保證對(duì)嬰兒床溫度進(jìn)行精確監(jiān)測，而且該傳感器支持單總線多路復(fù)用技術(shù)，一方面可以對(duì)單片機(jī)的I/O口利用情況加以優(yōu)化，另一方面可簡化系統(tǒng)布線并且有利于系統(tǒng)擴(kuò)展，基于這些因素，此設(shè)計(jì)方案被選用，契合本項(xiàng)目的需求。2.3.3無線模塊的選擇在搭建智能嬰兒床的體系架構(gòu)時(shí)，無線通信模塊起著關(guān)鍵作用，其主要職責(zé)是保障系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)有效的信息交互，為遠(yuǎn)程操作監(jiān)控功能提供支持，基于這樣的需求，本文給出了兩種可供選擇的無線模塊，分別是ESP8266模塊以及GSM-A6模塊，接下來會(huì)對(duì)這兩種技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)展開詳細(xì)的探討和比較。方案一：ESP8266無線模塊ESP8266無線模塊擁有Wi-Fi通信功能，它的供電電壓處于3.0V至3.6V之間，工作電流穩(wěn)定在80mA，可在-40℃到+125℃的極端溫度環(huán)境里運(yùn)行，此模塊工作頻率設(shè)定為2.4GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率為110Kbps至460Kbps，它遵循802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，能和TCP/IP、UDP、HTTP、FTP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議順利對(duì)接，可以作為客戶端，也能充當(dāng)服務(wù)器，方便和各類設(shè)備進(jìn)行交互。模塊內(nèi)部嵌入一枚32位微控制器單元，用戶可加載定制程序，還可以憑借AT指令對(duì)模塊進(jìn)行配置與管理，而且ESP8266可以借助串行接口和微控制器實(shí)現(xiàn)無縫協(xié)作，因?yàn)樗?jīng)濟(jì)實(shí)惠，該模塊在物聯(lián)網(wǎng)及智能家居系統(tǒng)的諸多場景中都有廣泛應(yīng)用。ESP8266無線模塊擁有Wi-Fi通信能力，因有著較高速率、較強(qiáng)信號(hào)以及廣闊覆蓋范圍而聞名，特別適合用于搭建與智能手機(jī)之間的通信橋梁，該模塊能廣泛兼容多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便實(shí)現(xiàn)無縫接入互聯(lián)網(wǎng)，達(dá)成遠(yuǎn)程操控與監(jiān)控功能，其內(nèi)嵌的MCU可執(zhí)行用戶定制代碼，提高了系統(tǒng)的可適應(yīng)性與拓展?jié)撃?，并且其價(jià)格低廉、尺寸緊湊以及有低功耗特性，有效降低了開發(fā)成本，節(jié)省了空間，對(duì)實(shí)現(xiàn)能源效率和環(huán)保目標(biāo)有益。不過ESP8266的穩(wěn)定性以及提升余地，容易受到外部干擾影響，需要額外配置天線，這在一定程度上加大了系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)復(fù)雜性，依靠AT指令集的配置與管理方式，致使微控制器的編程復(fù)雜度增加，可能會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行效率，采用串口通信方式連接單片機(jī)，占用了寶貴的I/O端口，給系統(tǒng)的布線與擴(kuò)展給予了一定挑戰(zhàn)。方案二：GSM-A6無線模塊GSM-A6無線模塊擁有GSM/GPRS通信能力，其關(guān)鍵特性體現(xiàn)為工作電壓處于3.4V到4.4V這個(gè)區(qū)間，工作電流為1A，能在-30℃至+80℃的溫度范圍里穩(wěn)定運(yùn)行，并且支持850/900/1800/1900MHz頻段，最大數(shù)據(jù)傳輸速率是85.6Kbps。該模塊遵循GSM/GPRS協(xié)議，可提供語音、短信以及高速數(shù)據(jù)等多種通信模式，可當(dāng)作客戶端也可以充當(dāng)服務(wù)器角色，方便與各類設(shè)備進(jìn)行無縫對(duì)接，它無需內(nèi)置微控制器，依靠AT指令集就能完成配置與管理，還可以借助串行接口和微處理器實(shí)現(xiàn)通信，鑒于其價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，GSM-A6被廣泛應(yīng)用于各種移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)解決方案之中。GSM-A6無線模組擁有GSM/GPRS通訊能力，其信號(hào)穩(wěn)定程度較高，有較強(qiáng)抗干擾性，內(nèi)置天線設(shè)計(jì)讓整體電路架構(gòu)得以簡化，該模組提供多種通信模式，可達(dá)成語音、短信以及數(shù)據(jù)等多種功能，提高了系統(tǒng)功能性，此模組不需要配備外部MCU，借助AT指令集便可直接進(jìn)行配置與管理，減輕了單片機(jī)軟件開發(fā)的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率。不過GSM-A6模塊的傳輸速率存在一定限制，信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，不適用于構(gòu)建與手機(jī)之間的高效通信鏈路，對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持不夠充分，限制了其接入互聯(lián)網(wǎng)以及執(zhí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力，并且，依賴串行接口與單片機(jī)進(jìn)行交互，占用了單片機(jī)的輸入輸出端口，給系統(tǒng)的布線擴(kuò)展給予了一些困擾。依據(jù)上述分析情況，本研究做出決定采用方案一，也就是將ESP8266無線模塊當(dāng)作核心無線通信組件，主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部有Wi-Fi功能，可實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，還可以保證信號(hào)覆蓋能力很強(qiáng)，可適用于較大范圍的區(qū)域，有效保證嬰兒床系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備之間連接穩(wěn)定，并且該模塊對(duì)于多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有著不錯(cuò)的兼容性，使得它與互聯(lián)網(wǎng)的集成過程得到簡化，方便達(dá)成遠(yuǎn)程操作以及監(jiān)控智能嬰兒床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，此方案非常符合項(xiàng)目需求。2.3.4顯示模塊的選擇在進(jìn)行顯示器選型工作時(shí)，OLED以及LCD12864大多時(shí)候會(huì)成為人們重點(diǎn)考慮的對(duì)象，本文會(huì)對(duì)這兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)展開較為細(xì)致的對(duì)比探討，同時(shí)說明最終選用OLED的原因。方案一：OLEDOLED技術(shù)憑借出色的顯示性能以及纖薄的構(gòu)造受到廣泛贊譽(yù)，它的屏幕擁有更高的對(duì)比度和更為廣闊的視角，這是因?yàn)槊總€(gè)像素點(diǎn)都有自身的發(fā)光特性，可呈現(xiàn)出真實(shí)的黑色，在展示暗色調(diào)內(nèi)容的時(shí)候可以有效節(jié)省能源，另外OLED屏幕的響應(yīng)時(shí)間非常短，在需要即時(shí)屏幕刷新率的應(yīng)用場景中表現(xiàn)良好，故而成為智能嬰兒床的理想之選。方案二：LCD12864液晶顯示屏模塊LCD12864依靠液晶顯示技術(shù)，它的特點(diǎn)是利用背光源來提高像素亮度呈現(xiàn)圖像，這個(gè)模塊因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性以及在強(qiáng)日光下有良好的可讀性而聞名，然而和OLED技術(shù)相比較而言，LCD12864的對(duì)比度相對(duì)比較弱，不可呈現(xiàn)出純黑的效果，這是因?yàn)橐壕颖澈蟮谋彻庖恢睍?huì)穿透，就算是在顯示黑色場景的時(shí)候也會(huì)消耗能量。綜合考慮顯示性能、能源效率以及設(shè)計(jì)適應(yīng)性等多方面因素，方案一中的OLED顯示器相比于LCD12864有明顯優(yōu)勢，特別適合對(duì)高畫質(zhì)顯示以及空間緊湊程度要求非常高的智能嬰兒床系統(tǒng)，在此種情形下，OLED顯示模塊成為了首選，其優(yōu)勢在那些需要卓越視覺效果以及緊湊結(jié)構(gòu)的場景里表現(xiàn)得非常突出。最終決定采用OLED作為顯示組件，這樣做預(yù)計(jì)可提升用戶的交互體驗(yàn)，還可以為智能嬰兒床的設(shè)計(jì)增添更高的靈活性與創(chuàng)新潛力。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)PAGE23 3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中，STM32F103微控制器充當(dāng)核心控制器，對(duì)嬰兒床的各項(xiàng)操作給予精準(zhǔn)管理，其引腳配置經(jīng)過優(yōu)化且穩(wěn)定性高，使得STM32F103能有效處理PA0到PA3引腳上聲音與液滴傳感器的數(shù)字輸入，以及ESP8266的無線通信任務(wù)，OLED顯示屏依靠SPI和I2C通信協(xié)議與微控制器順利對(duì)接，保證信息清晰呈現(xiàn)。憑借精確操控PB0和PB1引腳，繼電器得到控制，靈活調(diào)整加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)，另外PE9至PE12引腳負(fù)責(zé)步進(jìn)電機(jī)速度與轉(zhuǎn)向控制，達(dá)成精確的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，微控制器內(nèi)置的ADC和DAC模塊保證溫度數(shù)據(jù)精確轉(zhuǎn)換并實(shí)時(shí)顯示，系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)保障了穩(wěn)定性，未使用的引腳為未來功能升級(jí)留出了可能。STM32F103單片機(jī)運(yùn)用其內(nèi)部自帶的ADC模塊把DS18B20溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，之后依靠DAC模塊將數(shù)字信號(hào)變回溫度值，這個(gè)溫度值會(huì)在OLED顯示裝置上顯示出來，并且與預(yù)先設(shè)定好的溫度界限作比較，當(dāng)溫度比界限低的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)經(jīng)由PB0引腳輸出高電平，激活繼電器，接著啟動(dòng)加熱設(shè)備，反之，如果溫度超過界限，那么就依靠PB1引腳觸發(fā)高電平，讓繼電器接通，風(fēng)扇開始運(yùn)轉(zhuǎn)。另外單片機(jī)依靠PA0引腳監(jiān)測液滴傳感器的數(shù)字輸入情況，一旦檢測到尿床事件，系統(tǒng)會(huì)在OLED屏幕上展示相應(yīng)狀態(tài)，還會(huì)利用語音模塊發(fā)出警告通知，方便父母能及時(shí)更換尿布，憑借PA1引腳讀取聲音傳感器的數(shù)據(jù)，要是檢測到嬰兒哭聲，OLED屏幕會(huì)切換到哄睡模式，單片機(jī)借助PE9至PE12引腳輸出PWM信號(hào)，調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)來調(diào)整嬰兒床的搖擺，并且同步啟動(dòng)語音模塊播放預(yù)設(shè)的兒歌，這可安撫嬰兒的情緒。單片機(jī)的PA2和PA3引腳與ESP8266無線模塊構(gòu)建串行通信，用來接收手機(jī)端發(fā)送的指令，像設(shè)備開關(guān)、溫度設(shè)定以及哄睡模式選擇等，同時(shí)把系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋到移動(dòng)端，達(dá)成遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作的功能，具體硬件連接示意圖如圖3.1所示。圖3.1STM32F103單片機(jī)接線情況3.2無線模塊硬件設(shè)計(jì)在智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)里，ESP8266無線模塊依靠串行通信協(xié)議和STM32F103微控制器達(dá)成高效交互，這種通信方式依靠兩根核心線路，其中TXD用于發(fā)送數(shù)據(jù)，RXD用于接收數(shù)據(jù)，保障了數(shù)據(jù)可雙向流通，在系統(tǒng)當(dāng)中，微控制器借助配置其特定端口和ESP8266建立聯(lián)系，發(fā)送或者接收AT命令，以此來精細(xì)調(diào)控ESP8266的工作模式、網(wǎng)絡(luò)配置以及連接狀態(tài)。ESP8266無線模塊所采用的Wi-Fi協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用中有較高的普及程度，該協(xié)議嚴(yán)格遵循802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，在網(wǎng)絡(luò)兼容性方面表現(xiàn)出色，可兼容TCP/IP以及UDP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，憑借這種良好的兼容性，ESP8266在網(wǎng)絡(luò)連接過程中呈現(xiàn)出了極大的靈活性，它可以作為客戶端主動(dòng)發(fā)起與手機(jī)的連接操作，也可以服務(wù)器的角色安靜等待手機(jī)發(fā)送的連接請(qǐng)求。當(dāng)ESP8266與手機(jī)成功建立連接之后，手機(jī)便擁有了向其發(fā)送各類指令的權(quán)限，這些指令包括但不限于對(duì)設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制、設(shè)定溫度以及選定哄睡模式等，在整個(gè)過程中，ESP8266會(huì)持續(xù)不斷地將嬰兒床系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息及時(shí)傳遞給手機(jī)，憑借這種方式最終實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控以及遠(yuǎn)程操作的目標(biāo)。ESP8266模塊里面內(nèi)置的TCP/IP協(xié)議棧讓它有了接入互聯(lián)網(wǎng)的能力，這就為智能嬰兒床系統(tǒng)開啟了和云端服務(wù)交互的可能途徑，從理論上來說可讓系統(tǒng)功能變得豐富，應(yīng)用領(lǐng)域也得以拓寬，不過本研究重點(diǎn)關(guān)注的是它和智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)有效通信，以此保證父母可以隨時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及調(diào)控嬰兒床的環(huán)境條件，營造出安全舒適的成長環(huán)境，契合兒童的需求。ESP8266無線模塊的引腳功能如下：VCC：3.3V電源，連接單片機(jī)的VDD引腳；GND：地，連接單片機(jī)的VSS引腳；TXD模塊連接到微控制器的PA3引腳，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)發(fā)射功能，以此達(dá)成與微控制器之間的串行通信協(xié)議交互。RXD端口，它和單片機(jī)的PA2引腳相互連接在一起，在整個(gè)系統(tǒng)中承擔(dān)著數(shù)據(jù)接收方面的職責(zé)，該端口的功能是依據(jù)串行通信協(xié)議來與單片機(jī)達(dá)成交互操作。當(dāng)CH_PD引腳處于被激活的狀態(tài)之時(shí)，它會(huì)與單片機(jī)的VDD端口相連接，這樣做的目的在于保證ESP8266無線模塊可以正常執(zhí)行其常規(guī)功能。在嵌入式系統(tǒng)里面，RST功能一般是借助配置單片機(jī)的一個(gè)可編程通用輸入輸出端口達(dá)成的，這個(gè)端口用來對(duì)ESP8266無線通信模塊做復(fù)位操作。GPIO0作為一種通用輸入輸出接口，可和微控制器的任意一個(gè)通用I/O管腳相連接，它的狀態(tài)對(duì)ESP8266無線模塊的操作模式起著決定作用，在GPIO0保持高電平的時(shí)候，模塊會(huì)運(yùn)行在常規(guī)工作模式下，相反地，如果GPIO0被設(shè)置為低電平，那么模塊就會(huì)進(jìn)入下載模式。ESP8266無線模塊所有的LED指示燈狀態(tài)可憑借GPIO2也就是通用輸入輸出接口來實(shí)現(xiàn)控制，這一通用輸入輸出接口可以較為靈活地連接到單片機(jī)的任意一個(gè)通用輸入輸出引腳，它的工作邏輯具體是這樣的：當(dāng)處于高電平狀態(tài)的時(shí)候，LED指示燈會(huì)呈現(xiàn)出亮的狀態(tài)，相反地，如果是低電平的情況，那么指示燈就會(huì)熄滅。ESP8266無線通信模塊里面集成了一枚32位微控制器，它有Wi-Fi功能，能讓用戶加載個(gè)性化的應(yīng)用程序，而且，這個(gè)模塊還可借助AT指令集來進(jìn)行靈活的配置與管控。從圖3.2可看出，本系統(tǒng)所采用的ESP8266無線通信模塊的實(shí)體連線配置情況如下：圖3.2ESP8266無線模塊實(shí)際接線圖3.3液滴傳感器設(shè)計(jì)尿床檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵核心組件是液滴傳感器模塊，它擁有高靈敏度以及可及時(shí)響應(yīng)的特性，可以立刻探測出嬰兒是否尿濕，并且會(huì)把這一信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信號(hào)傳送到單片機(jī)，該模塊設(shè)計(jì)得較為緊湊，成本效益比較高，它簡潔的接口方便進(jìn)行安裝與操作，可達(dá)成即時(shí)報(bào)警功能。液滴傳感器模塊是一種基于電阻變化機(jī)制的檢測裝置，其主要構(gòu)成部分有液滴探測器和電子電路板，液滴探測器是一片嵌有雙金屬接觸點(diǎn)的塑料構(gòu)件，電路板集成了電阻、電容、運(yùn)算放大器以及比較器等元器件，該模塊的工作原理依靠液體的導(dǎo)電性質(zhì)，當(dāng)探測器接觸到液體時(shí)，兩金屬觸點(diǎn)間的電阻值會(huì)發(fā)生變化，影響電路板上電壓的讀數(shù)。電路板內(nèi)置的運(yùn)放和比較器會(huì)對(duì)這一電壓變化進(jìn)行放大與比較，然后輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字或模擬信號(hào)，微控制器依靠PA0引腳接收傳感器的數(shù)字信號(hào)輸出，要是檢測到低電平，就說明存在尿床情況，相反高電平則表示沒有尿床，微控制器還可以依靠模擬輸入引腳讀取模塊的模擬信號(hào)輸出，電壓低于預(yù)設(shè)閾值說明尿床，高于閾值則表示未檢測到尿床。依據(jù)這些輸出信號(hào)的電平或電壓，微控制器執(zhí)行相應(yīng)的處理并進(jìn)行信息顯示，液滴傳感器模塊的各引腳功能設(shè)計(jì)如下：VCC：3.3V電源，連接單片機(jī)的VDD引腳；GND：地，連接單片機(jī)的VSS引腳；達(dá)成尿床檢測狀態(tài)的數(shù)字形式輸出，此信號(hào)依靠單片機(jī)的PA0端口給予傳輸，借助高電平或者低電平的形態(tài)來說明尿床狀況。AO端口的配置設(shè)定為模擬輸出模式，其與微控制器的某個(gè)模擬輸入引腳相連接，用于輸出可表示尿床狀況的模擬電壓信號(hào)。液滴檢測模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線情況如下圖3.3所示：圖3.3液滴傳感器模塊實(shí)際接線圖3.4OLED顯示模塊設(shè)計(jì)OLED顯示屏作為系統(tǒng)可視化組件，其主要作用是呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，像溫度讀數(shù)、尿布狀態(tài)以及安撫模式等關(guān)鍵信息都會(huì)展示出來，方便父母及時(shí)了解嬰兒的情況，它還作為交互界面，設(shè)有開關(guān)控制、溫度設(shè)定以及各類安撫模式選擇等操作選項(xiàng)，方便用戶進(jìn)行調(diào)控，OLED技術(shù)依靠自發(fā)光特性，在有機(jī)材料和電極之間施加電壓，激發(fā)有機(jī)材料發(fā)光形成圖像顯示。該模塊有128×64像素矩陣，每個(gè)像素由單個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管組成，可呈現(xiàn)豐富色彩，并且有高對(duì)比度、低能耗以及寬視角等良好性能，OLED顯示屏和微控制器之間憑借I2C串行協(xié)議進(jìn)行通訊，這個(gè)協(xié)議雙向運(yùn)行，只需要兩根線路，即時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA，就能完成多個(gè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。微控制器借助SCL引腳產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)來同步數(shù)據(jù)傳輸，SDA引腳則用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，利用RES引腳輸出低電平可以對(duì)OLED模塊進(jìn)行復(fù)位，之后輸出高電平保證其正常運(yùn)行，DC引腳高低電平切換來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)與指令，高電平表示數(shù)據(jù)，低電平表示指令，CS引腳低電平選定OLED模塊，然后發(fā)送數(shù)據(jù)或指令，完成后高電平使其停止工作。微控制器憑借發(fā)送特定指令來調(diào)節(jié)OLED的顯示模式、亮度、對(duì)比度、尋址方式以及屏幕方向等參數(shù)，發(fā)送數(shù)據(jù)則用來控制顯示的具體內(nèi)容，比如文本、圖形以及圖像等，下面是OLED顯示模塊各引腳的功能概述：VCC：3.3V電源，連接單片機(jī)的VDD引腳；GND：地，連接單片機(jī)的VSS引腳；SCL即時(shí)鐘信號(hào)線，它連接到單片機(jī)的PB8引腳，憑借I2C通信協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行交互。SDA線路作為一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)，它與微控制器的PB9引腳相互連接，憑借I2C接口達(dá)成和微控制器的雙向通訊。復(fù)位信號(hào)于系統(tǒng)里擔(dān)當(dāng)著關(guān)鍵的角色，一般情況下會(huì)被引至微控制器的一個(gè)可進(jìn)行配置的通用輸入輸出端口處，它的主要功能是針對(duì)OLED顯示模塊開展初始化復(fù)位的操作。DC信號(hào)呈現(xiàn)為單片機(jī)通用輸入輸出引腳上的一種選擇標(biāo)識(shí)，其作用是對(duì)傳輸?shù)男畔⒕烤故菙?shù)據(jù)還是指令進(jìn)行區(qū)分。在微控制器系統(tǒng)里面，芯片選擇信號(hào)一般會(huì)被映射到一個(gè)可進(jìn)行配置的通用輸入輸出端口，它所有的功能是確定OLED顯示單元是不是處于激活狀態(tài)，去執(zhí)行顯示任務(wù)。OLED的實(shí)際接線圖如圖3.4所示：圖3.4OLED實(shí)際接線圖3.5溫度檢測模塊設(shè)計(jì)DS18B20溫度感應(yīng)模塊于系統(tǒng)里承擔(dān)著對(duì)嬰兒床溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測工作，其可把測得的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，依靠單總線通信協(xié)議傳送到微控制器那里，執(zhí)行精準(zhǔn)的溫度調(diào)控，此模塊擁有多通道復(fù)用的能力，在理論層面上可以串聯(lián)多達(dá)127個(gè)傳感器，達(dá)成多點(diǎn)溫度監(jiān)控，提升了系統(tǒng)的測量精度以及運(yùn)行穩(wěn)定性。圖3.5DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20溫度檢測模塊的引腳功能如下：VCC：3.3V電源，連接單片機(jī)的VDD引腳；GND：地，連接單片機(jī)的VSS引腳；DQ信號(hào)線連接到單片機(jī)的PA1端口，負(fù)責(zé)按照單總線協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行信息交互。DS18B20數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部含有溫度轉(zhuǎn)換器，它可把測量得到的溫度數(shù)值轉(zhuǎn)變?yōu)?至12位的二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)字信號(hào)，這樣有利于微控制器進(jìn)行高效的讀取和處理，這個(gè)模塊運(yùn)用單總線通信協(xié)議，只需要一條數(shù)據(jù)線就可達(dá)成與微控制器的雙向交互，還支持多傳感器并聯(lián)，最多可以連接127個(gè)設(shè)備，減少了微控制器的I/O端口占用，讓系統(tǒng)布線與擴(kuò)展設(shè)計(jì)變得簡單。在硬件實(shí)施的時(shí)候，微控制器經(jīng)由PA1引腳開展與DS18B20的單總線通信，借助發(fā)送特定的命令，可調(diào)控它的工作模式、分辨率以及溫度報(bào)警點(diǎn)等參數(shù)，同樣的，借助數(shù)據(jù)交換，可獲取實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，在單總線通信過程中，雙方都要嚴(yán)格依照預(yù)設(shè)的時(shí)序規(guī)則和通信協(xié)議，其中覆蓋初始化步驟、讀寫操作時(shí)序、ROM指令集以及功能指令等，詳細(xì)的流程與指令規(guī)范可以查看DS18B20的官方數(shù)據(jù)手冊(cè)。本系統(tǒng)里DS18B20的實(shí)際接線配置如圖3.5所示。圖3.5溫度檢測模塊接線圖3.6步進(jìn)電機(jī)硬件設(shè)計(jì)此方案借助單片機(jī)發(fā)出控制指令，借助步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來調(diào)控步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)向，操縱嬰兒床進(jìn)行緩動(dòng)動(dòng)作，以平緩嬰兒的情緒波動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)有轉(zhuǎn)速恒定、扭矩飽滿、低噪聲以及高精度等特性，能保證在角度調(diào)節(jié)與定位操作中實(shí)現(xiàn)高精度控制。步進(jìn)電機(jī)模塊的引腳功能如下：VCC：3.3V電源，連接單片機(jī)的VDD引腳；GND：地，連接單片機(jī)的VSS引腳；對(duì)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向加以調(diào)節(jié)時(shí)，需用到控制指令I(lǐng)N1至IN4，這些指令分別與微控制器的PE9至PE12引腳相連。驅(qū)動(dòng)信號(hào)可起到接通并且調(diào)控步進(jìn)電機(jī)四個(gè)線圈的作用，借助這種方式達(dá)成電機(jī)精確的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電磁作用的步進(jìn)電機(jī)模塊由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子有四個(gè)線圈，轉(zhuǎn)子有四個(gè)帶有兩種極性的磁鋼，模塊的運(yùn)行依靠電流矢量控制，憑借改變電流大小和方向，讓定子線圈產(chǎn)生變化磁場，對(duì)轉(zhuǎn)子磁鋼施加吸引力或排斥力，推動(dòng)轉(zhuǎn)子按固定角度即步進(jìn)角轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)角精度一般是1.8°或0.9°，和磁鋼數(shù)量直接關(guān)聯(lián)。為調(diào)控步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)向，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片作核心控制器，它是集成電路，能把單片機(jī)指令信號(hào)轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，有效驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈，單片機(jī)利用PE9到PE12引腳輸出的PWM信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)芯片IN1到IN4輸入，調(diào)節(jié)PWM信號(hào)占空比能改變電機(jī)速度，改變信號(hào)相位可切換電機(jī)方向，調(diào)整頻率會(huì)影響步進(jìn)角。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)單片機(jī)輸入，輸出對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到OUT1到OUT4引腳，借助有序給電機(jī)線圈通斷電，實(shí)現(xiàn)精確步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如表7所示，實(shí)際系統(tǒng)中的布線配置可參考圖3.6。圖3.6步進(jìn)電機(jī)模塊實(shí)際接線圖4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件介紹在構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)程序時(shí)，擁有一款高效又易用的編輯器十分關(guān)鍵，KEIL5是一種全面的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，很適合智能嬰兒床程序開發(fā)，這主要是因?yàn)樗鼘?duì)多種單片機(jī)架構(gòu)有兼容性、調(diào)試性能卓越且有代碼優(yōu)化能力，被廣泛當(dāng)作理想的開發(fā)工具，該工具的核心優(yōu)勢在于其內(nèi)置的高性能編譯器、調(diào)試器和仿真器，以及配套的多元化軟件包和庫，能無縫支持各種微控制器和開發(fā)板。借助KEIL5，開發(fā)者能方便地編寫、編譯與調(diào)試C/C++代碼，其精巧的用戶界面和功能齊全的編輯器為智能嬰兒床程序編寫提供了很大便利，其集成的實(shí)時(shí)調(diào)試器讓開發(fā)者可以觀察代碼運(yùn)行狀態(tài)，追蹤執(zhí)行流程，實(shí)現(xiàn)硬件層面的精確調(diào)試，提升了程序的穩(wěn)定性和可靠性，另外KEIL5提供的仿真功能能在無實(shí)物硬件情況下進(jìn)行代碼調(diào)試與驗(yàn)證，有效縮短了智能嬰兒床項(xiàng)目的開發(fā)周期。KEIL5在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面有諸多功能，能為構(gòu)建高效穩(wěn)定的嵌入式應(yīng)用提供優(yōu)化策略，成為本設(shè)計(jì)的首選工具。4.2軟件程序的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，將各功能單元進(jìn)行封裝，便于調(diào)試和維護(hù)。軟件架構(gòu)分為主程序、功能子程序和驅(qū)動(dòng)程序三個(gè)層次。主程序負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)和任務(wù)調(diào)度；功能子程序包括按鍵處理、溫度監(jiān)測、尿濕檢測和哭聲識(shí)別等模塊；驅(qū)動(dòng)程序則直接操作硬件資源，實(shí)現(xiàn)與傳感器、執(zhí)行器和通信模塊的數(shù)據(jù)交換。這種層次化的設(shè)計(jì)不僅提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性，還使各模塊間的接口明確，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和優(yōu)化。以下將詳細(xì)介紹各主要程序模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。4.2.1主程序流程參照?qǐng)D4.1可看到，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，首先會(huì)執(zhí)行初始化的相關(guān)步驟，緊接著便會(huì)進(jìn)入到一個(gè)有序的while循環(huán)當(dāng)中，隨后會(huì)依次調(diào)用四個(gè)核心功能模塊，其中第一個(gè)是按鍵處理函數(shù)，這個(gè)函數(shù)會(huì)按照檢測到的按鍵輸入來執(zhí)行模式切換、加熱手動(dòng)控制以及風(fēng)扇開關(guān)等操作，第二個(gè)是監(jiān)控函數(shù)，它會(huì)以500毫秒作為一個(gè)周期來采集溫度數(shù)據(jù)，并且會(huì)依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)來判斷是否觸發(fā)搖籃曲播放、繼電器狀態(tài)以及聲光報(bào)警等事件。再接下來是顯示函數(shù)，該函數(shù)會(huì)依據(jù)當(dāng)前的工作界面來動(dòng)態(tài)更新顯示信息，接收數(shù)據(jù)函數(shù)會(huì)負(fù)責(zé)把捕獲的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至阿里云平臺(tái)，以此達(dá)成憑借智能手機(jī)對(duì)遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行操控的目的。圖4.1智能嬰兒床控制系統(tǒng)邏輯流程圖其部分主程序源碼如下所示：intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_TIM1_Init();MX_USART2_UART_Init();MX_ADC1_Init();HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);HAL_UART_Receive_IT(&Huart_wifi,&uartwifi_value,1);OLED_Init(); //初始化OLED_Clear(); //清屏Ds18b20_GPIO_Init(); //DS18B20初始化函數(shù)ESP8266_init();//wifi聯(lián)網(wǎng)while(1){（部分代碼省略）……} }4.2.2按鍵程序流程參照?qǐng)D4.2呈現(xiàn)的程序流程，按鍵操作的達(dá)成首先依靠按鍵掃描子程序，此子程序承擔(dān)著捕獲按鍵實(shí)時(shí)狀態(tài)并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)信號(hào)的職責(zé)，在接收到不同按鍵發(fā)出的信號(hào)后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)鍵值來執(zhí)行對(duì)應(yīng)的變量更新操作，展開來說，一旦檢測到按鍵1被按下，系統(tǒng)模式會(huì)在手動(dòng)模式與自動(dòng)模式之間進(jìn)行切換。該系統(tǒng)采用輪詢方式實(shí)現(xiàn)按鍵檢測，即在主程序循環(huán)中周期性調(diào)用Key_function()函數(shù)檢查按鍵狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)方式簡化了硬件設(shè)計(jì)，無需配置外部中斷，同時(shí)確保了按鍵檢測的實(shí)時(shí)性。按鍵處理采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)思想，將按鍵的按下、釋放和長按等不同狀態(tài)進(jìn)行獨(dú)立處理，有效防止了按鍵抖動(dòng)和誤觸發(fā)問題。系統(tǒng)共設(shè)置了三個(gè)功能鍵，分別用于模式切換、加熱控制和風(fēng)扇控制。按鍵1實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)模式切換，采用三元運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，這種編程技巧使代碼更為簡潔高效；按鍵2用于手動(dòng)模式下的加熱控制，不僅切換加熱狀態(tài)，還會(huì)自動(dòng)將系統(tǒng)置于手動(dòng)模式，體現(xiàn)了用戶操作的便捷性；按鍵3則控制風(fēng)扇功能，同樣會(huì)將系統(tǒng)切換至手動(dòng)模式。這種設(shè)計(jì)充分考慮了用戶操作習(xí)慣，當(dāng)用戶手動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)切換至手動(dòng)模式，提高了系統(tǒng)的人機(jī)交互體驗(yàn)。圖4.2按鍵模塊邏輯流程圖其部分程序源碼如下所示：voidKey_function(void){ key_num=Chiclet_Keyboard_Scan(); //按鍵掃描 if(key_num!=0) //有按鍵按下 { switch(key_num) { case1: //按鍵1，切換模式mode==0?mode=1:(mode=0); break;（部分代碼省略）…… }}}4.2.3處理程序流程如圖4.4展示的處理程序流程，此程序是系統(tǒng)的核心部分，其主要任務(wù)是處理一系列功能，像溫度監(jiān)控、尿床檢測、安撫就寢檢測以及遠(yuǎn)程操作等，根據(jù)不同的情境，它會(huì)協(xié)調(diào)并驅(qū)動(dòng)各個(gè)硬件模塊，實(shí)現(xiàn)精確的系統(tǒng)調(diào)控以及信息反饋。圖4.4處理函數(shù)邏輯流程圖其部分程序源碼如下所示：voidMonitor_function(void){uint16_ttemp_init; if(time_500ms==1) { time_500ms=0;if(body_temp<1000)temp_init=body_temp; body_temp=Ds18b20_Read_Temp();if(body_temp>1000)body_temp=temp_init;//單通道數(shù)據(jù)獲取HAL_ADC_Start(&hadc1); if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,999)==HAL_OK) adc_value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); HAL_ADC_Stop(&hadc1); humi=(adc_value/4095.00)*100; //獲取值 } if(flag_1==1) //給阿里云發(fā)送數(shù)據(jù) { flag_1=0;Ali_MQTT_Publish_1(); } if(flag_2==1) //給阿里云發(fā)送數(shù)據(jù) { flag_2=0;Ali_MQTT_Publish_2(); }if(voice==0||(crib_flag==1&&mode==1))//檢測到哭聲，或手動(dòng)控制嬰兒床的標(biāo)志位為1，嬰兒床自動(dòng)搖籃{if((Motor_Status&0x01)==0x00){if(flag_moto==0){flag_moto=1; （部分代碼省略）…… }}}4.2.4顯示函數(shù)流程設(shè)計(jì)顯示函數(shù)子流程圖如圖4-5所示；在程序中，顯示體溫、模式、是否尿床、是否聽到哭聲。圖4.5顯示函數(shù)子流程圖其部分程序源碼如下所示：voidDisplay_function(void) //顯示體溫、模式、是否尿床、是否聽到哭聲{ Oled_ShowCHinese(0,0,(uint8_t*)"模式"); Oled_ShowString(32,0,(uint8_t*)":"); if(mode==0) Oled_ShowCHinese(40,0,(uint8_t*)"自動(dòng)"); else Oled_ShowCHinese(40,0,(uint8_t*)"手動(dòng)"); Oled_ShowCHinese(0,2,(uint8_t*)"體溫"); Oled_ShowString(32,2,(uint8_t*)":"); OLED_Show_Temp(40,2,body_temp); }（部分代碼省略）…… }}5實(shí)物制作與運(yùn)行調(diào)試5系統(tǒng)的測試與調(diào)試5.1實(shí)物制作實(shí)物構(gòu)建階段有著十分關(guān)鍵的意義，其首要任務(wù)是進(jìn)行焊接所需電子元件的選購工作，要慎重地核實(shí)元件的型號(hào)以及參數(shù)，以此來保證后續(xù)焊接作業(yè)可順利開展，主要元件的詳細(xì)列表展示于表5-1之中。在開始進(jìn)行焊接作業(yè)以前，要使用萬用表對(duì)全部組件做預(yù)先檢查，來確認(rèn)組件功能正常，避免后續(xù)出現(xiàn)意料之外的問題，準(zhǔn)備好電烙鐵、錫絲、松香以及萬用表等必需的工具，依據(jù)原理圖來進(jìn)行電路焊接工作，要給電烙鐵加熱，等它達(dá)到合適的溫度后再與需要焊接的部件接觸，把烙鐵頭浸到松香里，保證其表面形成一層均勻且很薄的松香層。之后小心地將電烙鐵在要焊接的位置輕輕移動(dòng)，直到松香熔化并平穩(wěn)地覆蓋在焊接點(diǎn)上，依靠這種方式來提高焊接的質(zhì)量，在整個(gè)操作過程中，一定要保持高度的專注，防止出現(xiàn)燒損硬件這類不好的情況。在焊接工序完成之后，可以借助萬用表的蜂鳴器功能來展開檢測工作，以此來查找可能存在的短路或者開路狀況，具體的操作辦法是：把萬用表的紅色表筆以及黑色表筆先后連接到被檢測電路的兩端位置，要是可聽到蜂鳴聲，那就說明電路處于暢通狀態(tài)，相反的，如果沒有聲音，那么就有可能意味著線路之中存在開路的情形。接下來，需要把焊點(diǎn)處的殘留物完全清除干凈，保證電路板表面的潔凈程度，有利于后續(xù)的分析以及操作。5.2軟件測試在軟件工程的實(shí)際操作過程當(dāng)中，調(diào)試這一環(huán)節(jié)一直都處在相當(dāng)關(guān)鍵的位置上，當(dāng)硬件基礎(chǔ)設(shè)施都已經(jīng)準(zhǔn)備好之后，就需要把程序部署到微控制器那里，以此來檢驗(yàn)各項(xiàng)軟件功能是不是可符合預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，對(duì)于此次有創(chuàng)新性的智能嬰兒床項(xiàng)目而言，我們是依靠Keil開發(fā)環(huán)境，利用C語言來開展軟件編程工作的，調(diào)試的具體步驟涉及以下這些方面：在Keil開發(fā)環(huán)境里開啟編程工作，各個(gè)模塊的C語言代碼被編撰出來，遵循了基本的語法規(guī)則，還依靠獲取并處理內(nèi)部定時(shí)器的數(shù)據(jù)，以及對(duì)寄存器進(jìn)行精確配置，以此保證程序功能得以實(shí)現(xiàn)。圖5.2程序編寫界面在初步完成C語言編碼階段之后，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)存在差異，除非這個(gè)程序在之前已經(jīng)經(jīng)歷了全面細(xì)致的測試，在這個(gè)時(shí)候，一般會(huì)碰到一系列的問題，需要在所有軟件模塊的功能都驗(yàn)證依靠以后，針對(duì)各個(gè)功能依次展開問題排查以及調(diào)試工作。完成初步的軟件修復(fù)以及功能語法調(diào)整工作之后，借助Keil的集成在線調(diào)試工具，可實(shí)現(xiàn)程序逐行、逐步執(zhí)行，依靠觀察窗口可以詳細(xì)查看各寄存器的狀態(tài)變化情況，還可追蹤特定變量在各個(gè)程序階段的動(dòng)態(tài)行為表現(xiàn)。利用編譯完成的程序生成HEX目標(biāo)文件，之后依靠Keil集成開發(fā)環(huán)境來執(zhí)行程序下載操作，把該文件載入單片機(jī)后，緊接著展開全面的測試與調(diào)試工作，要是在這個(gè)階段察覺到任何異?；蛘卟蛔?，馬上進(jìn)行必要的優(yōu)化與調(diào)整。經(jīng)過一系列詳盡的調(diào)試過程，軟件程序中的語法、邏輯以及運(yùn)行方面的異常均被有效消除，以此保證程序可正常運(yùn)行，硬件模塊也接受了全面的測試與評(píng)估，目的在于強(qiáng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，目前嬰兒床控制系統(tǒng)的軟件部分已經(jīng)可以按照預(yù)期執(zhí)行預(yù)定功能，未來會(huì)持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且適時(shí)開展優(yōu)化與提升工作。5.3測試結(jié)果分析為驗(yàn)證基于單片機(jī)的嬰兒床監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能性能與可靠性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的測試。測試內(nèi)容包括溫度監(jiān)測、尿濕檢測、哭聲識(shí)別、遠(yuǎn)程控制等各個(gè)模塊，以及系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性。本節(jié)將詳細(xì)分析測試結(jié)果，評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)與設(shè)計(jì)目標(biāo)的吻合度。5.3.1溫度監(jiān)測功能測試溫度監(jiān)測模塊是本系統(tǒng)的核心功能之一，直接關(guān)系到嬰兒的舒適度與安全性。測試重點(diǎn)關(guān)注溫度檢測的準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度以及自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的可靠性。表5-1溫度監(jiān)測功能測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試條件預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果是否通過溫度檢測準(zhǔn)確性室溫環(huán)境下(25°C±1°C)顯示溫度在24.5°C~25.5°C之間顯示溫度為24.8°C通過溫度檢測準(zhǔn)確性低溫環(huán)境下(15°C±1°C)顯示溫度在14.5°C~15.5°C之間顯示溫度為15.2°C通過溫度檢測準(zhǔn)確性高溫環(huán)境下(35°C±1°C)顯示溫度在34.5°C~35.5°C之間顯示溫度為35.1°C通過溫度檢測靈敏度溫度從25°C升至30°C在30秒內(nèi)顯示溫度變化20秒內(nèi)顯示溫度上升通過風(fēng)扇功能自動(dòng)控制溫度高于37°C自動(dòng)模式下啟動(dòng)風(fēng)扇功能繼電器啟動(dòng)，風(fēng)扇開啟通過溫度報(bào)警功能溫度高于38°C觸發(fā)報(bào)警提示OLED顯示警告，聲光報(bào)警啟動(dòng)通過測試結(jié)果表明，溫度監(jiān)測模塊能夠在各種環(huán)境溫度下準(zhǔn)確測量并顯示溫度值，測量誤差在±0.5°C范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)對(duì)溫度變化的響應(yīng)速度較快，能在20秒內(nèi)檢測到顯著的溫度變化并更新顯示。當(dāng)溫度高于37°C時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)開啟風(fēng)扇進(jìn)行降溫；當(dāng)溫度超過38°C時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)觸發(fā)報(bào)警提醒，保障嬰兒的安全。5.3.2尿濕檢測功能測試尿濕檢測功能對(duì)于提醒父母及時(shí)更換尿布、保持嬰兒清潔與舒適具有重要意義。測試主要關(guān)注檢測的靈敏度、響應(yīng)速度以及報(bào)警功能的可靠性。表5-2尿濕檢測功能測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試條件預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果是否通過尿濕檢測靈敏度少量液體(2ml)能檢測到尿濕狀態(tài)檢測到濕度值為22%，觸發(fā)尿濕提示通過尿濕檢測靈敏度中量液體(5ml)能檢測到尿濕狀態(tài)檢測到濕度值為45%，觸發(fā)尿濕提示通過尿濕檢測靈敏度大量液體(10ml)能檢測到尿濕狀態(tài)檢測到濕度值為68%，觸發(fā)尿濕提示通過檢測響應(yīng)時(shí)間滴加液體5秒內(nèi)響應(yīng)3秒內(nèi)顯示尿濕狀態(tài)通過報(bào)警功能濕度值>20%觸發(fā)尿濕報(bào)警OLED顯示"是"，聲光報(bào)警啟動(dòng)通過誤報(bào)測試濕度值<20%不觸發(fā)報(bào)警OLED顯示"否"，無報(bào)警通過恢復(fù)正常檢測傳感器干燥后恢復(fù)正常狀態(tài)濕度值降至20%以下，顯示恢復(fù)正常通過測試結(jié)果顯示，尿濕檢測模塊對(duì)不同量級(jí)的液體均有良好的檢測能力，能夠在3秒內(nèi)快速響應(yīng)并顯示尿濕狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)定的濕度閾值為20%，當(dāng)檢測到的濕度值超過此閾值時(shí)，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確觸發(fā)報(bào)警提示，且不存在誤報(bào)現(xiàn)象。傳感器在干燥后能夠自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)，保證了系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)工作能力。5.3.3哭聲識(shí)別功能測試哭聲識(shí)別功能是實(shí)現(xiàn)智能安撫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，測試重點(diǎn)關(guān)注聲音檢測的準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度以及安撫功能的有效性。表5-3哭聲識(shí)別功能測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試條件預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果是否通過哭聲檢測準(zhǔn)確性播放嬰兒哭聲(60dB)能識(shí)別為哭聲成功識(shí)別，OLED顯示"是"通過哭聲檢測準(zhǔn)確性播放音樂(60dB)不識(shí)別為哭聲未識(shí)別為哭聲，OLED顯示"否"通過哭聲檢測準(zhǔn)確性播放說話聲(60dB)不識(shí)別為哭聲未識(shí)別為哭聲，OLED顯示"否"通過檢測距離測試1米距離播放哭聲能識(shí)別為哭聲成功識(shí)別通過檢測距離測試2米距離播放哭聲能識(shí)別為哭聲成功識(shí)別通過檢測距離測試3米距離播放哭聲可能識(shí)別為哭聲識(shí)別成功率70%部分通過安撫功能響應(yīng)檢測到哭聲自動(dòng)啟動(dòng)搖籃和音樂步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，播放搖籃曲通過安撫效果測試安撫功能啟動(dòng)后嬰兒停止哭泣模擬測試中效果良好通過測試結(jié)果表明，哭聲識(shí)別模塊對(duì)嬰兒哭聲有良好的識(shí)別能力，能夠準(zhǔn)確區(qū)分哭聲與其他環(huán)境聲音，在2米內(nèi)的檢測準(zhǔn)確率接近100%。當(dāng)檢測距離增加到3米時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率降至70%左右，這在實(shí)際應(yīng)用中仍然可以接受。當(dāng)系統(tǒng)檢測到哭聲時(shí)，能夠立即啟動(dòng)搖籃搖動(dòng)和音樂播放功能，為嬰兒提供安撫。模擬測試中，這種安撫方式對(duì)緩解嬰兒哭鬧有明顯效果。5.3.4遠(yuǎn)程控制功能測試遠(yuǎn)程控制功能使父母能夠隨時(shí)了解嬰兒狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，是系統(tǒng)智能化的重要體現(xiàn)。測試重點(diǎn)關(guān)注無線連接的穩(wěn)定性、控制命令的響應(yīng)速度以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。表5-4遠(yuǎn)程控制功能測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試條件預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果是否通過Wi-Fi連接穩(wěn)定性正常家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境保持穩(wěn)定連接連接穩(wěn)定，無斷開現(xiàn)象通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查看APP查看嬰兒床狀態(tài)顯示實(shí)時(shí)溫度、濕度等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)更新及時(shí)，顯示正確通過模式切換控制APP切換自動(dòng)/手動(dòng)模式系統(tǒng)模式隨之切換系統(tǒng)響應(yīng)及時(shí)，模式切換成功通過加熱功能控制APP開啟加熱功能系統(tǒng)啟動(dòng)加熱設(shè)備繼電器啟動(dòng)，加熱設(shè)備開啟通過風(fēng)扇功能控制APP開啟風(fēng)扇功能系統(tǒng)啟動(dòng)風(fēng)扇繼電器啟動(dòng)，風(fēng)扇開啟通過搖籃功能控制APP啟動(dòng)搖籃功能系統(tǒng)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，搖籃開始搖動(dòng)通過響應(yīng)時(shí)間測試發(fā)送控制命令3秒內(nèi)響應(yīng)平均響應(yīng)時(shí)間2.3秒通過不同距離測試不同房間操作APP控制命令有效在10米內(nèi)控制有效，無明顯延遲通過測試結(jié)果顯示，遠(yuǎn)程控制功能運(yùn)行穩(wěn)定，ESP8266無線模塊與智能手機(jī)之間的連接保持穩(wěn)定。通過APP可以實(shí)時(shí)查看嬰兒床的各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、尿濕狀態(tài)和哭聲檢測結(jié)果等。遠(yuǎn)程控制命令的平均響應(yīng)時(shí)間為2.3秒，在可接受范圍內(nèi)。在普通家庭環(huán)境中，10米范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程控制穩(wěn)定有效，滿足日常使用需求。5.3.5系統(tǒng)穩(wěn)定性測試系統(tǒng)穩(wěn)定性是評(píng)估整體性能的重要指標(biāo)，測試重點(diǎn)關(guān)注長時(shí)間運(yùn)行的可靠性、各功能模塊的協(xié)同工作能力以及異常情況下的恢復(fù)能力。表5-5系統(tǒng)穩(wěn)定性測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試條件預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果是否通過連續(xù)運(yùn)行測試系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)無故障穩(wěn)定運(yùn)行運(yùn)行穩(wěn)定，各功能正常通過多功能并發(fā)測試同時(shí)觸發(fā)溫度、尿濕、哭聲檢測系統(tǒng)正常處理各信號(hào)各模塊協(xié)同工作，優(yōu)先級(jí)處理合理通過電源波動(dòng)測試電源電壓波動(dòng)±10%系統(tǒng)保持正常工作系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，無異常通過電源中斷恢復(fù)測試電源中斷后恢復(fù)系統(tǒng)自動(dòng)重啟并恢復(fù)工作重啟后2秒內(nèi)恢復(fù)正常工作通過環(huán)境干擾測試引入電磁干擾源系統(tǒng)工作不受明顯影響輕微干擾下系統(tǒng)穩(wěn)定，強(qiáng)干擾有輕微影響部分通過溫度適應(yīng)性測試環(huán)境溫度5°C~40°C系統(tǒng)各功能正常工作在測試溫度范圍內(nèi)功能正常通過按鍵耐久性測試模式切換按鍵按壓1000次按鍵功能正常功能正常，無接觸不良現(xiàn)象通過測試結(jié)果表明，系統(tǒng)在連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定，各功能模塊協(xié)同工作良好。當(dāng)多個(gè)功能同時(shí)觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)合理處理各類信號(hào)。系統(tǒng)對(duì)電源波動(dòng)有良好的適應(yīng)能力，在±10%的電壓波動(dòng)范圍內(nèi)工作正常。電源中斷后系統(tǒng)能夠快速恢復(fù)正常工作狀態(tài)。在一般環(huán)境干擾下，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，但在強(qiáng)電磁干擾下會(huì)出現(xiàn)輕微的影響，這在實(shí)際家庭環(huán)境中較少遇到。系統(tǒng)在5°C~40°C的溫度范圍內(nèi)工作正常，滿足家庭使用環(huán)境需求。按鍵經(jīng)過1000次按壓測試后功能仍然正常，表明硬件耐久性良好。5.3.6綜合性能評(píng)估基于上述各項(xiàng)功能測試結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)的綜合性能進(jìn)行了全面評(píng)估，從準(zhǔn)確性、可靠性、實(shí)用性和用戶體驗(yàn)等方面進(jìn)行分析。表5-6系統(tǒng)綜合性能評(píng)估結(jié)果評(píng)估項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)評(píng)估結(jié)果評(píng)分(1-5分)溫度檢測性能準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度溫度檢測準(zhǔn)確，響應(yīng)迅速，自動(dòng)調(diào)節(jié)功能可靠4.5尿濕檢測性能靈敏度、可靠性檢測靈敏，響應(yīng)及時(shí)，誤報(bào)率低4.5哭聲識(shí)別性能準(zhǔn)確性、靈敏度近距離識(shí)別準(zhǔn)確，遠(yuǎn)距離略有降低，安撫功能有效4.0遠(yuǎn)程控制性能穩(wěn)定性、響應(yīng)速度連接穩(wěn)定，響應(yīng)及時(shí)，功能完善4.3系統(tǒng)穩(wěn)定性可靠性、耐久性長時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定，抗干擾能力較強(qiáng)4.2用戶體驗(yàn)操作便捷性、實(shí)用性本地操作簡單，APP界面友好，功能實(shí)用4.0能耗表現(xiàn)能源效率正常工作功耗適中，待機(jī)功耗低4.2安全性能物理安全、數(shù)據(jù)安全硬件結(jié)構(gòu)安全，數(shù)據(jù)傳輸加密性有待提高3.8綜合評(píng)分整體性能系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，實(shí)用性強(qiáng)4.2綜合評(píng)估結(jié)果表明，基于單片機(jī)的嬰兒床監(jiān)控系統(tǒng)整體表現(xiàn)優(yōu)良，各項(xiàng)功能指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)在溫度檢測和尿濕檢測方面表現(xiàn)尤為突出，哭聲識(shí)別和遠(yuǎn)程控制功能也有良好表現(xiàn)。系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性較高，能夠滿足長時(shí)間連續(xù)工作的需求。用戶體驗(yàn)方面，本地操作簡單直觀，移動(dòng)APP界面友好，功能實(shí)用。能耗表現(xiàn)良好，符合節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。在安全性方面，雖然硬件結(jié)構(gòu)安全可靠，但數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用苄杂写M(jìn)一步提高。5.4測試與演示完成了細(xì)致全面的軟件與硬件校調(diào)工作之后，緊接著要對(duì)這款智能嬰兒床控制系統(tǒng)開展通電試驗(yàn)，其實(shí)體裝置如圖5.3所示。圖5.3智能嬰兒床控制系統(tǒng)實(shí)物圖從圖中可以明顯看到，OLED顯示器所呈現(xiàn)出來的內(nèi)容覆蓋了多個(gè)方面，其中有常規(guī)控制界面，這是用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行基本操作設(shè)置的部分，以及實(shí)時(shí)溫度讀數(shù)，可及時(shí)準(zhǔn)確地反映當(dāng)前環(huán)境的溫度數(shù)值，另外還包括尿床預(yù)警與嬰兒哭聲檢測的狀態(tài)指示，憑借這些指示可以了解到相關(guān)特定情況的具體狀態(tài)。從圖5.4可清晰看出，當(dāng)設(shè)備成功與無線網(wǎng)絡(luò)完成連接之后，手機(jī)應(yīng)用程序的初始展示頁面便會(huì)呈現(xiàn)出來，該頁面預(yù)先設(shè)置了設(shè)備配對(duì)功能。圖5.4APP默認(rèn)界面從圖5.5可看出，此次研究設(shè)計(jì)的聲音監(jiān)控系統(tǒng)在達(dá)成哄睡模式這一功能時(shí)，特別將模擬嬰兒啼哭設(shè)置為觸發(fā)信號(hào)，只要傳感器捕捉到這種聲音，便會(huì)啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制，系統(tǒng)還準(zhǔn)許用戶借助按鍵交互，靈活地對(duì)音樂播放進(jìn)行調(diào)整舒緩情緒，同時(shí)可操控?fù)u床的運(yùn)作，以此來幫助安撫寶寶進(jìn)入睡眠狀態(tài)。圖5.5哄睡模式如圖5.5展示出來的情況，可以知道當(dāng)前的智能嬰兒床監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)檢測到了嬰兒發(fā)出的啼哭聲，自動(dòng)啟動(dòng)了搖籃振動(dòng)以及音樂播放的安撫程序。如圖5.6所呈現(xiàn)的那樣，當(dāng)濕度檢測模塊所顯示的讀數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的臨界數(shù)值之時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制。圖5.6檢測到尿床如圖5.7展示的那樣，當(dāng)下的智能嬰兒床監(jiān)控系統(tǒng)正處于標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測狀態(tài)下運(yùn)行，一旦溫度指標(biāo)超過了預(yù)先設(shè)定的界限，系統(tǒng)便會(huì)立刻觸發(fā)警報(bào)機(jī)制，使用者還可依靠按鍵操作來啟動(dòng)或者停止風(fēng)扇，以此達(dá)成環(huán)境調(diào)節(jié)的目的。圖5.7檢測到溫度過高圖5.8實(shí)物運(yùn)行圖如圖5.8所示，本研究提出的OLED液晶顯示器方案可實(shí)時(shí)呈現(xiàn)嬰兒的生理狀態(tài)參數(shù)，該方案借助溫度和濕度感應(yīng)器監(jiān)控環(huán)境溫度是否過高或者嬰兒是否尿濕，同時(shí)利用聲音感應(yīng)器識(shí)別嬰兒的哭聲，一旦檢測到哭聲，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)播放舒緩音樂安撫嬰兒，另外裝置整合了直流電機(jī)功能，可以實(shí)現(xiàn)嬰兒床的自動(dòng)搖動(dòng)，以此創(chuàng)造出一個(gè)更舒適的環(huán)境。參考文獻(xiàn)結(jié)論P(yáng)AGE23 結(jié)論本研究主要是要開發(fā)一款智能化嬰兒護(hù)理床，這個(gè)裝置依靠先進(jìn)的智能技術(shù)，可提供契合嬰兒多種需求的監(jiān)護(hù)與照料方案，這些方案更加精準(zhǔn)、便捷并且安全。本研究重點(diǎn)在于打造一款智能嬰兒床監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)嬰兒所處環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以此保障嬰兒的安全與舒適，同時(shí)還擁有遠(yuǎn)程控制功能，可借助無線通信與智能手機(jī)相連接，該系統(tǒng)整合了單片機(jī)、溫度感應(yīng)器、液體泄漏檢測器、無線通信模塊、顯示屏以及步進(jìn)電機(jī)控制單元，搭建起較為全面的硬件架構(gòu)。利用Keil5開發(fā)環(huán)境以及C語言編程，順利達(dá)成了系統(tǒng)的功能性與效能，經(jīng)過細(xì)致的軟硬件調(diào)試以及實(shí)物演示，已驗(yàn)證此系統(tǒng)有實(shí)用性和可靠性，完全契合了預(yù)先設(shè)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。開發(fā)了一種借助無線通信技術(shù)達(dá)成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)即時(shí)傳送至家長智能手機(jī)的應(yīng)用方案，該系統(tǒng)讓家長可監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可以遠(yuǎn)程操控嬰兒床的振動(dòng)模式以及音樂播放功能，而且其擁有預(yù)設(shè)報(bào)警界限的功能，一旦檢測到異常狀況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)通知機(jī)制，立刻發(fā)送警告信息。經(jīng)過細(xì)致的軟硬件設(shè)計(jì)以及調(diào)試工作之后，本設(shè)計(jì)達(dá)成了如下功能：借助液滴傳感器對(duì)嬰兒尿布狀況展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦檢測到尿濕事件發(fā)生，系統(tǒng)便會(huì)立刻觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，所集成的聲音傳感器可對(duì)嬰兒的哭聲進(jìn)行探測，一旦識(shí)別到哭鬧情況，由步進(jìn)電機(jī)操控的搖籃就會(huì)自動(dòng)開啟安撫模式，語音模塊會(huì)播放舒緩的兒歌，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)監(jiān)測嬰兒床的溫度，依靠繼電器來控制加熱設(shè)備，要是溫度超出了適宜范圍，繼電器便會(huì)激活風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)降溫，OLED顯示屏?xí)?shí)時(shí)呈現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中包含當(dāng)前溫度、尿濕警報(bào)以及安撫狀態(tài)等關(guān)鍵信息，另外，憑借ESP8266無線模塊與智能手機(jī)建立連接，達(dá)成了遠(yuǎn)程操控與監(jiān)控的功能。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]杜寶強(qiáng),朱傳奇,武濤.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能嬰兒床遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2023,13(2):4.[2]錢意佐,鄭志偉.一種智能嬰兒床:,CN115299743A[P].2022.[3]吳冬雨.基于ATmega328P單片機(jī)的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2021.[4]穆壹瀾,李芷薇,譚瑤,等.嬰兒床智能風(fēng)扇[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2019(2):3.[5]陳棟.改良型智能嬰兒床:,CN205285726U[P].2016.[6]高南孫晨曦鐘承宏.一種智能看護(hù)嬰兒床的設(shè)計(jì)[J].電子產(chǎn)品世界,2022,29(11):28-32.[7]張開心,張夢瑤,劉夢然,等.基于嵌入式平臺(tái)的智能嬰兒床設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].河南科技,2022(008):041.[8]多澤華,王明申,趙宇,等.基于樹莓派的嬰兒床智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用文摘,2022(006):038.[9]羅聰,李輝,彭旺,等.基于STM32的智能安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2022(5):5.[10]謝成豪,賈卓男,董淑婧,等.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能嬰兒床:,CN215650209U[P].2022.[11]孔德因.溫度傳感器DS18B20簡介[J].家電維修,2023(2):1.[12]馮喬春,陳武,楊子力,等.一種DS18B20數(shù)字溫度傳感器快速測溫的方法:,CN115237474A[P].2022.[13]王同珍,黃明煒,黃宏安,等.基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)[J].2021.[14]祝加雄.基于ESP8266主控器的智慧實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)控設(shè)計(jì)[J].電子制作,2023,31(2):4.[15]文丹.基于Android的智能家居交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電子制作,2023,31(1):5.[16]鄭燕紅.一種采用ESP8266為核心單元的無線節(jié)能開關(guān):,CN216389129U[P].2022.[17]趙志鵬,王猛,歐為軍.C3級(jí)列控系統(tǒng)無線通信協(xié)議引起的無線通信超時(shí)優(yōu)化建議[J].中國鐵路,2023(1):6.[18]于寶珠.無線通信系統(tǒng)時(shí)延和可靠性分析與保障研究[D].吉林大學(xué),2022.[19]左旭濤.地鐵信號(hào)系統(tǒng)無線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界,2022(7):3.[20]金志虎,汪瀾,唐佛南,等.一種對(duì)無線通訊產(chǎn)品樣機(jī)測試寫值的方法和系統(tǒng):,CN107426719B[P].2020.[21]侯麗紅.基于STM32的智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2023(25):225-228.[22]楊千慧,唐浩煜,鄒楓奕,等.基于STM32單片機(jī)的智能家居設(shè)計(jì)[J].電子制作,2023,31(14):59-63.[23]謝福,王振省,李俊,等.基于STM32單片機(jī)的智能書桌設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子產(chǎn)品世界,2022,29(1):82-85.[24]李文杰,脫慧.基于STM32的教室智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國設(shè)備工程,2022(13):3.[25]王勛,康榮顯,王玥,等.基于STM32單片機(jī)的智能魚缸設(shè)計(jì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2022,38(5):5.附錄附錄B附錄A附錄附錄B主程序：uint8_tkey_num,flag_display; //按鍵與顯示變量uint16_ttime_1ms,time_500ms;//計(jì)時(shí)變量1ms,500msuint8_tMotor_Status; //步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)變量uint16_tMotor_Num; //步進(jìn)電機(jī)計(jì)數(shù)變量uint16_tMotor_Time; //步進(jìn)電機(jī)計(jì)時(shí)變量uint8_tconstMotor_Buf[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};//步進(jìn)電機(jī)步數(shù)數(shù)組uint8_tflag_moto; //標(biāo)志位uint16_tbody_temp; //體溫uint16_tadc_value,humi; //ADC值濕度變量uint8_tmode,hot_flag,fan_flag;uint8_tcrib_flag;//嬰兒床標(biāo)志位uint8_tbeep_temp,beep_humi;uint16_ttime_1,flag_1,time_2,flag_2;//計(jì)時(shí)變量//按鍵設(shè)置函數(shù)voidKey_function(void){ key_num=Chiclet_Keyboard_Scan(); //按鍵掃描 if(key_num!=0) //有按鍵按下 { switch(key_num) { case1: //按鍵1切換模式mode==0?mode=1:(mode=0); break; case2: //按鍵2手動(dòng)控制是否加熱mode=1;hot_flag==0?hot_flag=1:(hot_flag=0); break; case3: //按鍵3手動(dòng)控制是否打開風(fēng)扇èmode=1;fan_flag==0?fan_flag=1:(fan_flag=0); break; } }}//監(jiān)測函數(shù)voidMonitor_function(void){uint16_ttemp_init; if(time_500ms==1) { time_500ms=0;if(body_temp<1000)temp_init=body_temp; 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