CN105759699A - 多功能婴儿车系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能婴儿车系统，包括婴儿车，所述婴儿车设有称重传感器，称重传感器连接有MCU，MCU还连接有蜂鸣器。该系统还包括智能手机，所述智能手机内设有第一蓝牙模块；所述MCU还分别连接有测距模块和用于与第一蓝牙模块连接的第二蓝牙模块。本发明通过智能手机中的第一蓝牙模块与第二蓝牙模块实现蓝牙无线通信，通过小型称重传感器检测的重量信号判断婴儿是否出现抱走的情况，并能实现自动控制蜂鸣器自动报警。此外，还能够通过智能手机向MCU发出控制音乐开关、音量调节的控制，以及向电机驱动模块发出控制电机前进、后退、转向、加速、停止、同步的控制。本发明提高了婴儿车使用的安全性，还丰富了通过智能手机对婴儿车的智能控制。

Description

多功能婴儿车系统

技术领域

本发明涉及日常所用的婴儿车，具体地指一种多功能婴儿车系统。

背景技术

随着人民的生活水平的不断提高以及对下一代的培养越来越重视，婴儿车已经成为现代家庭不可或缺的工具之一，扮演着十分重要的角色。数据统计，中国新生儿以每年1600万左右的数量在增加，婴儿车的需求量越来越大。虽然现在婴儿车的使用率非常普及，但大多数婴儿车功能单一，并且关于婴儿被盗的新闻不时会出现，婴儿的安全问题日益凸显。另一方面，随着移动互联网和智能手机日益普及以及无线传输在日常生活中的地位越来越高，关于如何提高婴儿在推车上的安全性并提供丰富功能，结合智能手机提供友好的人机交互界面对婴儿车进行控制是本领域值得进一步研究和探讨的方向之一。

发明内容

本发明目的旨在提供一种多功能婴儿车系统，该系统能够实现报警提醒，定位，可选择的播放音频，可选择的电机驱动婴儿车并控制其前进、后退、停止、转向、加速、减速、停止，以及与用户的步行速度保持同步的功能。

实现本发明目的采用的技术方案是一种多功能婴儿车系统，所述婴儿车设有称重传感器，称重传感器连接有MCU，MCU还连接有蜂鸣器。

进一步地，所述多功能婴儿车系统还包括智能手机，所述智能手机内设有第一蓝牙模块；所述MCU还分别连接有测距模块和用于与第一蓝牙模块连接的第二蓝牙模块。

进一步地，所述MCU还分别连接有存储卡和音频播放模块，所述音频播放模块连接有音响。

进一步地，所述婴儿车包括电机、用于驱动电机前进、后退、加速、减速、停止的电机驱动模块和控制婴儿车前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步状态的控制模块，所述电机控制模块和电机驱动模块分别与MCU连接。

进一步地，所述MCU还连接有电源，以及用于电源电量低时报警的LED灯。

更进一步地，所述MCU还分别连接有温度湿度传感器。

在上述技术方案中，所述MCU为GD32150R开发板，所述第一蓝牙模块和第二蓝牙模块为支持BLE4.0协议的蓝牙模块。

进一步地，所述GD32150R开发板上设有复位按键、RS232通信接口、TF卡槽。

本发明通过智能手机中的第一蓝牙模块与婴儿车上的MCU连接的第二蓝牙模块实现蓝牙无线通信，通过称重传感器检测婴儿车内的重量信号判断婴儿是否出现抱走的情况，如婴儿车内的重量减小(低于设定的阈值)则控制蜂鸣器自动报警，并向智能手机发出报警信号。通过多功能婴儿车系统所包括的智能手机内设有第一蓝牙模块，MCU分别连接有测距模块和第二蓝牙模块，以及第一蓝牙模块与第二蓝牙模块连接，可以实现当婴儿车与智能手机的距离超过设定阈值时报警。本发明还能够通过智能手机向MCU发出音乐控制信号，向婴儿播放所需的音乐，此外，本发明还能够通过智能手机向MCU发出电机控制信号，实现控制婴儿车前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步。

本发明提高了婴儿车使用的安全性，还丰富了通过智能手机对婴儿车的智能控制。

附图说明

图1为本发明多功能婴儿车系统的结构示意图。

图2为本发明婴儿车上MCU及所连接各模块结构框图。

图3为本发明智能手机控制界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明多功能婴儿车系统包括婴儿车1和智能手机2，婴儿车1上设有GD32150R开发板1.1，电机模块1.2和小型音响1.3。

如图2所示，GD32150R开发板1.1分别连接有测距模块、小型称重传感器、温度湿度传感器、蓝牙BLE模块、蜂鸣器和电源模块。其中，小型称重传感器设于婴儿放置位置的下方；电源模块用于给GD32150R开发板1.1以及板上所连接的器件进行供电；电机驱动模块用于驱动直流电机1.1工作。本实施例GD32150R开发板上还设有按键、RS232通信接口、TF卡槽、I2S音频芯片和LED灯。

BLE(BluetoothLowEnergy，低功耗蓝牙)是对传统蓝牙BR/EDR技术的补充，具有超低的峰值、平均和待机模式功耗、低成本、低延时等优点，受到越来越多人的关注。目前，安卓4.3和IOS7或以上操作系统均可支持BLE4.0。

智能手机2内包括支持BLE4.0协议的蓝牙模块，智能手机2内的蓝牙BLE模块与GD32150R开发板1.1连接的蓝牙BLE模块通过蓝牙无线传输数据，本发明所用蓝牙模块为支持BLE4.0协议的蓝牙模块，该模块连接具有稳定、有效范围广、功耗低的优点。

如图3所示，本发明智能手机2还安装有控制APP，该APP包括搜索蓝牙设备界面、定位和报警界面、音频控制界面、电机控制界面、信息显示界面和设置界面，其中，定位和报警界面用于分别实现一键定位功能和报警提醒功能；音频控制界面用于实现对音频播放器的开关、选择音频文件、调节音量功能；电机控制界面用于实现电机开关、控制电机驱动婴儿车；信息显示界面用于实现显示湿度、温度、气压、电池电量和步行速度功能；设置界面用于实现设置手机蓝牙、报警提醒和相关功能。

本发明多功能婴儿车系统的使用过程如下：

当小型称重传感器通过RS232通信接口向GD32150R开发板1.1发来的数据低于设定的重量阈值时，GD32150R开发板1.1立刻通过蓝牙模块向智能手机发送报警信号并打开蜂鸣器，提醒用户婴儿可能从婴儿车上被抱走。

当测距模块检测到婴儿车与智能手机距离超过设定的距离阈值时，GD32150R开发板1.1也会通过蓝牙模块向智能手机发送报警信号并打开蜂鸣器，并向智能手机2发送距离信息，提示婴儿车与用户距离超过设定的安全距离，其中测距模块采用基于RSSI的信号衰减测距方法进行距离测量。

当GD32150R开发板1.1接收到一键定位的指令后，打开蜂鸣器鸣叫，并向智能手机2发送距离信息。当电池电量过低时，GD32150R开发板1.1打开LED灯，并向手机端发送提醒信息。

当需要对婴儿车进行前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步操作时，需要GD32150R开发板1.1对电机模块1.2进行控制，具体操作如下：

当收到对电机操作的指令后，GD32150R开发板1.1首先判断用户对电机的操作类型，其中操作类型包括前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步，然后再通过电机驱动模块对直流电机进行操作控制。当同步功能未被开启，电机匀速运行。而当用户开启同步功能后，MCU结合上位机发来的速度信息S和距离信息D对电机模块进行反馈调节，假设已测得的电机最大速度为S_max，设定的同步调整距离为D_syn，具体调节步骤如下：

当S>S_max时，电机全速运行。

当0<S<S_max，且D>D_syn时，电机减速运行。

当0<S<S_max，且D<D_syn时，电机加速运行。

当0<S<S_max，且D＝D_syn时，电机匀速运行。

当S＝0时，电机停止运行。

GD32150R开发板1.1还能够将小型称重传感器和测距模块检测的信息，以及电源电量信息通过蓝牙BLE模块传输至智能手机2中的蓝牙BLE模块，然后通过智能手机2中的信息显示界面进行显示。

本系统还能通过智能手机2内安装的控制APP发出开关、选择音频文件、调节音量的控制信号，该控制信号通过智能手机2中的蓝牙BLE模块将控制信号发送至婴儿车上的蓝牙BLE模块，婴儿车上的蓝牙BLE模块接收后传输至GD32150R开发板1.1，GD32150R开发板1.1根据控制信号控制小型音响。为了存储并播放音频文件，GD32150R开发板1.1集成有TF卡槽接口，可供用户插入TF卡。当GD32150R开发板1.1收到智能手机2发出的音频播放控制的指令后，MCU首先判断用户的操作类型，然后再向音频芯片发相应的控制命令。在发送控制命令之前，还需要对TF卡的状态和音频文件进行检测，具体步骤如下：

先判断TF卡槽中是否有TF卡插入，如果没有，则向用户反馈错误信息；如果有，则判断是否是可被识别的卡，如果不能识别，同样向用户反馈错误信息。

在TF卡槽中有可被识别的TF卡插入以后，还得对卡中的文件进行检测，如果TF卡中没有可被播放的音频类型，向用户反馈没有音频文件的错误信息。

当以上检测成功以后，MCU通过SDIO接口读取TF卡中所有的音频文件，并通过BLE向智能手机2发送TF卡中所有音频文件的文件名信息。此外，GD32150R开发板1.1还根据上位机发送过来的控制信息(包括打开和关闭音频播放器、调节音量、静音)，从TF卡中选择用户选中的音频文件，通过I2S和SPI控制音频芯片并结合搭载的小型音响播放音乐。

GD32150R开发板1.1还能够接收来自外部电源模块的电量信息、小型称重传感器的重量信息、温度湿度传感器的外界温度和湿度信息以及蓝牙BLE模块的数据信息。GD32150R开发板1.1会对于电源模块的剩余电量以及温度湿度传感器实时的温度和湿度值通过蓝牙BLE模块发送给智能手机2进行显示。

本发明智能手机2的操作系统需要是安卓4.3和IOS7或以上，具有蓝牙和GPS功能，如图3所示，安装在智能手机上的软件具有如下几个功能：

1、打开和关闭蓝牙连接

当用户需要与婴儿车上的蓝牙设备建立连接时，首先打开手机上的蓝牙并打开软件，进入到搜索蓝牙设备界面后对周围开启的蓝牙设备进行搜索，在找到婴儿车上的蓝牙设备后，连接输入配对密码，连接成功以后才可以进行其他操作。当用户需要断开连接时，也可以通过断开按钮结束蓝牙连接。

2、控制婴儿车

用户通过该智能手机软件对婴儿车进行控制，主要是通过不同界面对定位和报警功能、音频播放功能、电机控制功能、信息显示和设置功能进行相关操作，具体如下：

定位和报警界面提供一键定位和报警提醒功能，当用户点击一键定位时，婴儿车上的蜂鸣器会鸣叫，同时会收到距离信息，进而判断婴儿车的位置；如果用户需要开启和关闭报警功能，可以通过这个界面来设置。在报警功能被开启后，当婴儿从推车中被人抱离，智能手机软件会有震动和声音的报警提醒，同样的，当婴儿车与智能手机的距离超过设定的距离也会有震动和声音的报警提醒，该功能也可被关闭。

音频控制界面提供开关音频播放器、选择音频文件以及调节音频播放器音量功能。当TF卡槽中无TF卡、TF卡无法被识别或TF卡中的音频文件不支持等，会在该界面显示相关错误信息。如果没有相关错误信息，则显示下位机中TF卡中的所有音频文件的文件列表，用户可以对文件列表中的音乐进行选择播放。当用户需要对音量进行调节控制时，可以通过该界面来增大、减小音量或者开启和关闭静音功能。

电机控制界面提供用户开启和关闭电机、控制婴儿车前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步功能。当用户需要电机驱动婴儿车的速度与其步行速度保持一致，用户可以通过该界面开启同步功能，为了获得更加准确的用户步行速度信息，建议用户在使用该软件时打开手机GPS功能。

3、显示相关信息

用户可以直接通过信息显示界面来获取温度、湿度、电池电量、步行速度的数值信息。当外界温度、湿度发生变化时，可以适当给婴儿增减一些衣物。当电池电量过低时，也会收到婴儿车上发来的电池电量低的提醒。

4、手机设置和参数设置

用户可以通过设置界面进行开启和关闭手机蓝牙，选择报警提醒类型(声音、震动、声音+震动)，同时用户还可以通过该界面对重量阈值、距离阈值以及同步调整距离D_syn进行设置。

Claims (8)

1.一种多功能婴儿车系统，包括婴儿车，其特征在于：所述婴儿车设有称重传感器，称重传感器连接有MCU，MCU还连接有蜂鸣器。

2.根据权利要求1所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：还包括智能手机，所述智能手机内设有第一蓝牙模块；所述MCU还分别连接有测距模块和用于与第一蓝牙模块连接的第二蓝牙模块。

3.根据权利要求2所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述MCU还分别连接有存储卡和音频播放模块，所述音频播放模块连接有音响。

4.根据权利要求3所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述婴儿车包括电机、用于驱动电机前进、后退、加速、减速、停止的电机驱动模块和控制婴儿车前进、后退、转向、加速、减速、停止、同步状态的控制模块，所述电机控制模块和电机驱动模块分别与MCU连接。

5.根据权利要求4所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述MCU还连接有电源，以及用于电源电量低时报警的LED灯。

6.根据权利要求5所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述MCU还分别连接有温度湿度传感器。

7.根据权利要求1～6任一项所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述MCU为GD32150R开发板，所述第一蓝牙模块和第二蓝牙模块为

支持BLE4.0协议的蓝牙模块。

8.根据权利要求7所述的多功能婴儿车系统，其特征在于：所述GD32150R开发板上设有复位按键、RS232通信接口、TF卡槽。