1、總第 14 卷 159 期大 眾 科 技VoL.14No.112012 年 11 月Popular Science & TechnologyNovember2012智能嬰兒車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邵 雯（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 ）【摘 要】介紹了由單片機(jī)控制的新型多功能嬰兒車，以 STC89C52 單片機(jī)作為控制核心，配合使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集相應(yīng)的 信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，硬件電路分為尿濕檢測(cè)、睡醒檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)和報(bào)警等模塊。LCD 可以顯示溫濕度、CO 濃度等環(huán)境信息。 軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的部分控制功能?！娟P(guān)鍵詞】嬰兒車；單片機(jī)；尿濕檢測(cè)；睡醒檢測(cè)；環(huán)境檢測(cè)；報(bào)警模塊【中圖分

2、類號(hào)】TP2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1008-1151(2012)11-0030-02Design of Smart Baby Carriage Control SystemAbstract: In this paper a new multi-functional baby carriage was introduced, it used STC89C52 SCM as the control core, and analog-to-digital converter was used to collect. Hardware circuit is divided into wet de

3、tection woke up detection, environment detection and alarm module. The LCD can display temperature and humidity, CO concentration and other environmental information. The microcontroller C language was applied in software part to realize some control functions of the design.Keywords: Baby carriage;

4、SCM; Wet detection; Woke up testing; Environmental testing; Alarm module中國(guó)現(xiàn)在大部分的家庭對(duì)兒童的關(guān)注度甚高。中國(guó)的兒 童人口數(shù)在世界兒童人口數(shù)中占有較大比例，兒童產(chǎn)品市場(chǎng) 蘊(yùn)涵著巨大的商機(jī)。本文介紹了一個(gè)智能嬰兒車控制系統(tǒng)， 它減輕了嬰兒看護(hù)者的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，提高了大人和小孩的生活 質(zhì)量。1 總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為核心，以濕敏電阻、電阻型 振動(dòng)傳感器、氣敏傳感器、溫濕度傳感器、光敏電阻和紫外 線傳感器作為測(cè)量元件，將采集到的數(shù)據(jù)部分送入模數(shù)轉(zhuǎn)換 器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)入單片機(jī)后，將軟件設(shè)置的上下限環(huán)境數(shù)據(jù) 與

5、采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析，通過(guò) LCD 液晶屏顯示，同時(shí) 實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如圖 1 所示。圖 1 硬件總體框圖BJ5VJCR1R23D4R25C15BJ6IN4148120K10K84U124GUNGMING2IN4IN1271000u4U95IN4148NE555RD71815U8271IN3IN228D53673IN5IN026P2.3CO425IN4148R2IN6ADD A633524P2.210K1D3R24RXD6IN7ADD B23P2.12S32K7STARTADD C22P2.4R3SPEAKERP1.38EOCALE21P1.7D6R26555R21R22ZWXTX

6、D92-52-120P1.6C16IN414820K1MC16151010KALE10OUTPUT2-219P1.51000u0.01uCLOCK2-31118P1.4VCC2-421217P1.0C2Vref(+)2-81316+ C10.01uGNDVref(-)P1.11415P1.210u2-72-6ADC0809U3IN1LM25754OUTD12L112VU2+ C3330uhR95.1V850K100U53D2+ C4JC6300U5IN5819R3R6NE555100K200R10R42KR5濕敏100K5V5VC7S110uf+SW-PB5V5VU6P1.0 1P1.0VCC

7、402R7P1.1239P0.0P1.1P0.0U5Q1P1.2338P0.1R15P1.2P0.1R138050P1.3437P0.21P3.65.1KP1.3P0.2R1610kP1.4536P0.323P1.4P0.31KW2P1.56P1.5P0.435P0.431P1.6 734P0.5P2.74P1.6P0.55VP1.7833P0.6P2.65P1.7P0.6C9RSTP0.732P0.74.7KP2.5611BR14RXD1031P0.07RXD/P3.0EA/Vpp2E5KTXD11TXD/P3.1ALE/PROG30ALEP0.1812INT0/P3.2PSEN29P0.2

8、9U4C51328P2.7P0.310231INT1/P3.3P2.7振動(dòng)R8VCC14T0/P3.4P2.627P2.6P0.4111P2.0221526P2.5P0.5123T1/P3.5P2.5IO30PP3.61625P2.4P0.6134WR/P3.6P2.4GNDC4P3.71724P2.3P0.7141RD/P3.7P2.311.0592M18XTAL2P2.223P2.2VCC15DHT11C619XTAL1P2.122P2.1GND1620GNDP2.021P2.01STC89C52LCD30P圖 2 系統(tǒng)原理圖2 硬件設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)概述本設(shè)計(jì)采用 STC89C52 單片

9、機(jī)，它內(nèi)置 8 位中央處理單元、 256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、8k 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32 個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和 5 個(gè)兩【收稿日期】2012-10-14【作者簡(jiǎn)介】邵雯（1981），女，江蘇宜興人，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向?yàn)殡娮有畔ⅰ? 30 -級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。2.2 尿濕檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)該電路是由 NE555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，施密特 觸發(fā)器是一種脈沖信號(hào)變換電路，定時(shí)器外接直流電源和地， 高電平觸發(fā)端 TH 和低電平觸發(fā)端 TR 直接連接，作為信號(hào)輸 入端，外部復(fù)位端接直流電源 VCC

10、，輸入信號(hào)的最大幅度 Umax 要大于施密特觸發(fā)器中 555 定時(shí)器的參考電壓 Ur1。當(dāng)定時(shí)器 控制端 S 懸空或通過(guò)電容接地時(shí)，Ur1=2/3VCC；當(dāng)定時(shí)控制端 S 外接控制電壓 US 時(shí)，則 Ur1=US。該輸入信號(hào)由濕敏電阻 R4、 靈敏度調(diào)節(jié)電位器 R5、電阻 R1 分壓得到，當(dāng)檢測(cè)到濕度信 號(hào)時(shí)，U2 的 2 腳和 6 腳的電平降低到 1/3VCC 時(shí)，3 腳輸出高 電平(JC)到延時(shí)電路 U9 的 8 腳。此時(shí)，電容立即充電，當(dāng)電 容電壓高于 2/3VCC 時(shí)，該電路觸發(fā)信號(hào)從 U9 的 3 腳輸出（BJ） 到 NE555 報(bào)警電路 U1，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器報(bào)警。2.3睡、醒檢測(cè)模塊設(shè)

11、計(jì)通過(guò)振動(dòng)傳感器檢測(cè)一定時(shí)間內(nèi)嬰兒活動(dòng)的次數(shù)來(lái)判斷 其睡、醒的狀態(tài)。無(wú)振動(dòng)信號(hào)時(shí)，三極管 Q1 處于截止?fàn)顟B(tài)， 當(dāng)檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)時(shí)，振動(dòng)傳感器電阻 R8 增大，三級(jí)管 Q1 處于導(dǎo)通狀態(tài)，將檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò) P3.6 口送入單片機(jī)處 理。2.4環(huán)境檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)本模塊對(duì)溫濕度、光照、紫外線強(qiáng)度、CO 濃度等信息進(jìn) 行檢測(cè)，其中溫濕度采用的是 DHT11進(jìn)行檢測(cè)；光照信息和 紫外線信息分別采用光敏電阻和紫外線二極管進(jìn)行檢測(cè)；CO 采用 CO 傳感器進(jìn)行檢測(cè)。各類傳感器將檢測(cè)的信號(hào)送給 AD0809轉(zhuǎn)換芯片，讓單片機(jī)得到相應(yīng)的數(shù)字電壓信號(hào)，在系 統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，這些信息可以通過(guò) LCD1602液晶顯示出來(lái)

12、，利于 家長(zhǎng)的觀察。2.5 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)通過(guò)液晶 LCD1602 內(nèi)部集成的協(xié)議與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通信， 顯示檢測(cè)到的環(huán)境等信息。1602 液晶模塊的讀寫操作，屏幕 和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.6 電源模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)有 12V 的直流電源，為了給其它芯片提供 5V 的直 流電，需加一個(gè)開(kāi)關(guān)芯片 LM2575，將 12V 變?yōu)?5V 的直流電， 再由 330UF 電容濾波，輸出得到較穩(wěn)定的 5V 直流電壓。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊程序流程如圖 3 所示。系統(tǒng)開(kāi)始工作，主機(jī)開(kāi)始發(fā)送信號(hào)，并設(shè)置輸入模式，判斷傳感器是否 有響應(yīng)，若是傳感器有響應(yīng)，則開(kāi)始檢測(cè)，并把檢測(cè)到的數(shù) 據(jù)送

13、入單片機(jī)。4 結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)以 STC89C52 為核心，具有精度高、工作可靠、結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)試和擴(kuò)展等特點(diǎn)。采用 LCD 液晶顯示，為家 長(zhǎng)提供環(huán)境參數(shù)，提高了寶寶生活質(zhì)量。研制的產(chǎn)品已成功 申報(bào)專利兩項(xiàng)。圖 3 傳感器數(shù)據(jù)采集流程圖【參考文獻(xiàn)】1 童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)M.北京:高等 教育出版社,2007.12.2 陳梓城.家用電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試M.北京:中國(guó)電力出版 社,2006.3 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,1989.4 吳丙申.功率放大器的設(shè)計(jì)J.電子工藝技術(shù),2004.5 楊友良.自動(dòng)控制原理M.電子工業(yè)出版社,2004.（上接第 25 頁(yè)）7 總結(jié)ZigBee 技術(shù)非常成熟，目前市場(chǎng)上已經(jīng)推出了大量工業(yè) 應(yīng)用級(jí)別的 ZigBee 路由器、Modem 等設(shè)備，因此基于 ZigBee技術(shù)進(jìn)行校園無(wú)線組網(wǎng)，技術(shù)上比較成熟穩(wěn)定，費(fèi)用也很經(jīng) 濟(jì)。ZigBee 信息終端基于校園 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)校園安 全、無(wú)線互動(dòng)等應(yīng)用；ZigBee 信息終端采用統(tǒng)一的 CDMA 虛 號(hào)碼，通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)方式實(shí)現(xiàn)與