CN107157197A - 一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统 - Google Patents
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Abstract
发明提供了一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，包括中央控制器、分别与该中央控制器连接的婴儿体征检测装置、人机交互装置、报警装置、远程控制装置和调试装置；所述婴儿体征检测装置，用于检测婴儿的体征参数数据，并发送至中央控制器；所述人机交互装置，用于显示所述婴儿的体征参数数据和环境参数数据，并用于接收对所述环境参数调节装置的操作指令；所述报警装置，用于根据中央控制器的指令，进行报警；所述远程控制装置，用于对中央控制器进行远程指令的发送；所述调试装置，用于对中央控制器进行调试。相比于现有技术，本发明通过在现有的婴儿摇篮上加装防盗系统，可以帮助家长们对婴儿的情况进行实时监控，以防止婴儿被盗。
Description
技术领域
本发明涉及婴儿用品领域，特别是一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统。
背景技术
现在市场上的婴儿摇篮以铁质材料和木制材料为主。同时市场上大多数的摇篮都需要人力进行摇摆，除此之外，大部分没有其他突破性的功能，只有少数的产品能够通过电力进行摇篮的摇摆。当父母一但离开摇篮时，便无法掌握婴儿的各项生理状况和突发状况。需要做到整日守在婴儿摇篮旁进行监护，伤神费力，不能够解放父母的双手去做工作，一旦分心去做其它事情，便无法对婴儿进行更好的照顾，一直以来是父母们伤脑筋的问题。而当父母离开婴儿摇篮时，此时存在婴儿被偷走的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统。
本发明通过以下的方案实现：一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，包括中央控制器、分别与该中央控制器连接的婴儿体征检测装置、人机交互装置、报警装置、远程控制装置和调试装置；
所述婴儿体征检测装置，用于检测婴儿的体征参数数据，并发送至中央控制器；
所述人机交互装置，用于显示所述婴儿的体征参数数据和环境参数数据，并用于接收对所述环境参数调节装置的操作指令；
所述报警装置，用于根据中央控制器的指令，进行报警；
所述远程控制装置，用于对中央控制器进行远程指令的发送；
所述调试装置(应叫调试装置)，用于对中央控制器进行调试。
相比于现有技术，本发明通过在现有的婴儿摇篮上加装防盗系统，可以帮助家长们对婴儿的情况进行实时监控，以防止婴儿被盗。
作为本发明的进一步改进，所述婴儿体征检测装置包括：红外体温传感器、称重传感器、雨滴检测传感器、尿床检测电路、弯曲度传感器和睡姿检测电路；
所述红外体温传感器与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体温数据，并发送至所述中央控制器；
所述称重传感器与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体重数据，并发送至所述中央控制器；
所述雨滴检测传感器通过所述尿床检测电路与所述中央控制器连接，用于检测婴儿是否尿床，并发送将结果至所述中央控制器；
所述弯曲度传感器通过所述睡姿检测电路与所述中央控制器连接，用于检测婴儿的睡姿是否正确，并发送结果至所述中央控制器。
作为本发明的进一步改进，所述称重传感器通过A/D转换器采集芯片与中央控制器连接；所述A/D转换器采集芯片用于将称重传感器的模拟信号转化为数字信号，并发送至中央控制器。
作为本发明的进一步改进，所述睡姿检测电路包括电源、第一LED灯、第二LED灯、运算放大器、三极管、第一电位器、第二电位器、第三电位器和第四电位器；所述电源依次通过第一电位器、第一LED灯接地，且该电源同时通过第三电位器、第二LED灯和所述三极管的集电极连接；所述运算放大电器的正向输入端与所述弯曲度传感器连接，所述运算放大器的信号输出端与该运算放大器的反向输入端连接，并同时通过第二电位器与所述三极管的基极连接，且该运算放大器的信号输出端与中央控制器连接；所述运算放大器的正电源端与所述电源连接，所述运算放大器的负电源端接地；所述三极管的发射极接地；所述运算放大器的正向输入端同时通过第四电位器接地。
作为本发明的进一步改进，所述弯曲度传感器包括第一纸胶布、第二纸胶布、第一静电袋、第二静电袋、第三静电袋、第一杜邦线、第二杜邦线；其中所述第二静电袋为两层、第一静电袋和第三静电袋为单层；所述第一杜邦线和第二杜邦线为去皮导线；所述第一纸胶布、第一杜邦线、第一静电袋、第二静电袋、第三静电袋、第二杜邦线、第二纸胶布顺序叠在一起。
作为本发明的进一步改进，所述人机交互装置为液晶显示触摸屏。
作为本发明的进一步改进，所述报警装置为扬声器。
作为本发明的进一步改进，所述远程控制装置包括：摄像头、第一WIFI模块、移动终端应用模块、第二处理器、第二WIFI模块、语音识别电路、第二扬声器、云端服务器和微信模块；
所述摄像头与所述中央控制器连接，用于根据中央控制器的指令进行图像拍摄；
所述中央控制器通过第一WIFI模块与云端服务器连接，所述云端服务器与微信模块连接；所述微信模块用于接收外界的指令并发送至所述中央控制器；
所述第二处理器与所述中央控制器通过串口连接；所述第二处理器通过第二WIFI模块与移动终端应用模块连接，所述移动终端应用模块通过接收外界指令，并将该指令发送至所述第二处理器；
所述第二处理器分别与扬声器和语音识别电路连接，所述扬声器用于播放语音信息，所述语音识别电路用于解析语音信息，并返回第二处理器；所述第二处理器将获得的指令信息发送至所述中央控制器。
作为本发明的进一步改进，所述调试装置包括2.4G无线通信模块和PC端上位机；所述PC端上位机通过2.4G无线通讯模块与所述中央控制器连接，用于对中央控制器进行调试。
综上所述，本发明通过在现有的婴儿摇篮上加防盗系统，可以防止婴儿被盗的风险。另外，本发明还进一步增加了远程操作的方式，使用户在操作上更加方便。
通过以温度传感器、湿度传感器压力传感器、以最低的成本、最简洁的系统构造，实现婴儿的尿床问题，以最节能的方式来自动调控婴儿环境一定范围内的最适宜的空气湿度、烟雾浓度和被窝温度，摄像头，WIFI联网等人性化的设计，实现更加科学、合理地对婴儿进行照料，从而促进婴儿健康地成长。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明的基于物联网的婴儿摇篮防盗系统的整体连接框图。
图2是本发明的婴儿体征检测装置的连接框图。
图3是本发明的称重电路原理图。
图4是本发明的尿床检测电路的原理图。
图5是本发明的睡姿检测电路的原理图。
图6是本发明的弯曲度传感器的结构示意图。
图7是本发明的弯曲度传感器布置的示意图。
图8是本发明的远程控制装置的连接框图。
图9是本发明的语音控制电路的原理图。
图10是本发明的调试装置的连接框图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明为了解决现有技术中的摇篮功能单一的缺陷，提供了一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，具体通过以下实施例介绍本发明的结构和原理。
请参阅图1，其为本发明的基于物联网的婴儿摇篮防盗系统的整体连接框图。本发明提供的基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，包括中央控制器1、分别与该中央控制器1连接的婴儿体征检测装置2、人机交互装置3、报警装置4、远程控制装置5和调试装置6。
所述婴儿体征检测装置2，用于检测婴儿的体征参数数据，并发送至中央控制器。
所述人机交互装置3，用于显示所述婴儿的体征参数数据和环境参数数据，并用于接收对所述环境参数调节装置的操作指令。在本实施例中，所述人机交互装置优选为液晶触摸屏。
所述报警装置4，用于根据中央控制器的指令，进行报警。具体的，所述报警装置为扬声器。
所述远程控制装置5，用于对中央控制器进行远程指令的发送。
所述调试装置6，用于对中央控制器进行调试。
以下具体介绍本发明中各个装置的具体构成，具体如下：
首先，本发明的中央控制器可以选用32位、基于ARM核心的带512K字节闪存的微控制器，采用的STM32F103ZET6芯片，其拥有多达80个IO口，芯片集成USB、CAN、11个定时器、3个ADC、13个通信接口，功耗低，运算快。
请同时参阅图2，其为本发明的婴儿体征检测装置的连接框图。所述婴儿体征检测装置2包括：红外体温传感器21、称重传感器22、雨滴检测传感器23、尿床检测电路24、弯曲度传感器25和睡姿检测电路26。
其中，所述红外体温传感器21与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体温数据，并发送至所述中央控制器。
所述称重传感器22与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体重数据，并发送至所述中央控制器。
所述雨滴检测传感器23通过所述尿床检测电路24与所述中央控制器连接，用于检测婴儿是否尿床，并发送将结果至所述中央控制器。
所述弯曲度传感器25通过所述睡姿检测电路26与所述中央控制器连接，用于检测婴儿的睡姿是否正确，并发送结果至所述中央控制器。
为了实现上述功能，以下针对称重传感器、尿床检测电路和睡姿检测电路的具体构成进行介绍。
具体请参阅图3，其为本发明的称重电路原理图。
本发明的称重电路主要包括一个全桥电路和一个A/D转换器采集芯片。其中由R1、R2、R3、R4组成全桥电路，本发明中的全桥电路的输出电压U＝EK/4(u1-u2+u3-u4)＝EK/4*4u1，并将其输出电压输入至A/D转换器采集芯片中。本发明的A/D转换器采集芯片采用HX711，它是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片，使用内部时钟振荡器(XI＝0)，10Hz的输出数据速率(RATE＝0)。
另外，本发明的A/D转换芯片外界的电源(2.7～5.5V)直接取用与中央控制器MCU芯片相同的供电电源，片内稳压电源电路通过片外PNP管S8550和分压电阻R1、R2向传感器和A/D转换器提供稳定的低噪声模拟电源。其中，所述通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻与电池相连，用于检测电池电压。
本发明体重变化输出的模拟电压信号通过HX711芯片转化为了数字信号，中央控制器检测到数字信号后将其转换为相应的体重。
进一步请参阅图4，其为本发明的尿床检测电路的原理图。
本发明的尿床检测电路由电阻R2、电阻R3、电容C2和运算放大器芯片LM393组成电压比较器。电源VCC通过电位器R5接地，同时通过电阻R2、传感器sensor接地。LM393的正向输入端连接在电阻R2和传感器sensor之间，LM393的反向输入端与电位器R5连接，LM393的输出端D0与中央控制器1连接。
其中，传感器sensor是雨滴传感器，表面有水时会使其输出电阻减小，R5电位器可以调节水滴检测的灵敏度。其具体的工作原理如下：
当尿床时，sensor的阻值则会变小，相应的电压值也会发生变化，D0输出口连接中央控制器，当D0输出电压为低电平时，则代表尿床，当输出电压为高电平时，则代表正常，高电平电压范围：2～5.5V；低电平电压范围：-0.5～+0.8V。所以中央控制器是根据高低电平来判断是否尿床。
进一步请参阅图5，其为本发明的睡姿检测电路的原理图。本发明的所述睡姿检测电路包括电源VCC、第一LED灯LED0、第二LED灯LED1、运算放大器U1A、三极管Q1、第一电位器R1、第二电位器R2、第三电位器R3和第四电位器R4。所述电源VCC依次通过第一电位器R1、第一LED灯LED0接地，且该电源同时通过第三电位器R3、第二LED灯和所述三极管Q1的集电极连接。所述运算放大电器U1A的正向输入端与所述弯曲度传感器连接，所述运算放大器U1A的信号输出端与该运算放大器U1A的反向输入端连接，并同时通过第二电位器R2与所述三极管Q1的基极连接，且该运算放大器U1A的信号输出端与中央控制器1连接。所述运算放大器的正电源端与所述电源连接，所述运算放大器的负电源端接地。所述三极管Q1的发射极接地，所述运算放大器的正向输入端同时通过第四电位器R4接地。
以下介绍本发明睡姿检测电路的原理：
本发明的弯曲度传感器受到压力后，其阻值突变为0。因为阻值的突变，睡姿检测电路中的一些电压也会发生变化。电路的作用就是比较传感器受压力时的电压和传感器没受压力时的电压，比较的结果通过OUT1输出口表示，OUT1输出口输出高电平时则表示受到了压力，输出低电平时表示没受到压力。输出电压为：VOUT＝VIN(RSENSOR/(RSENSOR+R3))。
中央控制器1通过检测OUT1的电压信号是属于高电平还是低电平来判断是否受到压力。其中，高电平电压范围：2～5.5V；低电平电压范围：-0.5～+0.8V。通过调节弯曲度传感器检测电路上的第四电阻R4，使之在没受到压力时，输出电压落在低电平范围，受到压力后，输出电压落在高电平范围。
请同时参阅图6，其为本发明的弯曲度传感器的结构示意图。所述弯曲度传感器包括第一纸胶布251、第二纸胶布252、第一静电袋253、第二静电袋254、第三静电袋255、第一杜邦线256、第二杜邦线257。
其中所述第二纸胶布252为15cm长、1cm宽。所述第二静电袋254为两层、第一静电袋253和第三静电袋255为单层。所述第一杜邦线256和第二杜邦线257为去皮导线，其中裸露在外面的不去皮。所述第一纸胶布251、第一杜邦线256、第一静电袋253、第二静电袋254、第三静电袋255、第二杜邦线257、第二纸胶布252顺序叠在一起，就构成了一个弯曲度传感器，电阻范围在0～200K，重物压到传感器的杜邦线上，其输出电阻会变成零。
请参阅图7，其为本发明的弯曲度传感器布置的示意图。优选地，本实施例中，采用了8个弯曲度传感器。
请参阅图8，其为本发明的远程控制装置的连接框图。所述远程控制装置5包括：摄像头51、第一WIFI模块52、移动终端应用模块53、第二处理器54、第二WIFI模块55、语音识别电路56、第二扬声器57、云端服务器58和微信模块59。
所述摄像头51与所述中央控制器1连接，用于根据中央控制器的指令进行图像拍摄。
所述中央控制器1通过第一WIFI模块52与云端服务器58连接，所述云端服务器58与微信模块59连接；所述微信模块59用于接收外界的指令并发送至所述中央控制器1。
所述第二处理器54与所述中央控制器1通过串口连接；所述第二处理器54通过第二WIFI模块55与移动终端应用模块53连接，所述移动终端应用模块53通过接收外界指令，并将该指令发送至所述第二处理器54。
所述第二处理器54分别与扬声器57和语音识别电路56连接，所述扬声器57用于播放语音信息，所述语音识别电路用于解析语音信息，并返回第二处理器54；所述第二处理器54将获得的指令信息发送至所述中央控制器1。
具体的，本实施例中的第二处理器54可以选用为32位、基于ARM核心的带64或128K字节闪存的微控制器，采用STM32F103C8T6芯片，芯片集成USB、CAN、7个定时器、2个ADC、9个通信接口，功耗低。
其中，所述移动终端应用模块为一款应用该系统的APP，为本发明的自主开发的，可以用于进行远程的监控。
请参阅图9，其为本发明的语音控制电路的原理图。
本发明的语音控制电路包括Lark7618、底座MHDR2X19和语音降噪电路。其中MHDR2X19为Lark7618语音识别芯片的底座，C19、C20、C21、Q1和R15组成语音降噪电路。当接收到语音信号后，先通过语音降噪电路，然后将信号输入到语音模块中进行信号的处理，通过先进的语音识别算法，能够在一定的噪声环境中，准确的识别出语音指令。
请同时参阅图10，其为本发明的调试装置的连接框图。所述调试装置6包括2.4G无线通信模块61和PC端上位机62，所述PC端上位机通过2.4G无线通讯模块与所述中央控制器连接，用于对中央控制器进行调试。
以下具体介绍本发明的婴儿摇篮防盗系统的应用方式：
当父母不在婴儿身边，想查看婴儿的状态和样子时，你只需要在微信上输入“拍一张照片”，摇篮便会立刻拍一张照片上传到微信，或者当有亲友想查看婴儿状况时，只需要获取权限，就可以通过这个方法来查看婴儿的状态。当拍下照片后，婴儿摇篮就会通过WIFI将照片上传到微信上，生成一个相册，在这个相册会保存婴儿拍过的照片。
当家人全部外出时，或者家里没人时，婴儿摇篮还可以当作家庭防盗监控器使用，婴儿摇篮的摄像头可以上下左右180度的旋转照相，比如在微信中输入指令，“向左拍一张照片”，“向右拍一张照片”。
另外，还可以设置将称重传感器进行设定，当婴儿离开摇篮时，称重传感器检测到重量的变化，此时发送检测信号至中央控制器，由中央控制器控制报警装置进行报警。同时，控制该摄像头拍照，并发送至用户的移动终端和云服务器。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：包括中央控制器、分别与该中央控制器连接的婴儿体征检测装置、人机交互装置、报警装置、远程控制装置和调试装置；
所述婴儿体征检测装置，用于检测婴儿的体征参数数据，并发送至中央控制器；
所述人机交互装置，用于显示所述婴儿的体征参数数据和环境参数数据，并用于接收对所述环境参数调节装置的操作指令；
所述报警装置，用于根据中央控制器的指令，进行报警；
所述远程控制装置，用于对中央控制器进行远程指令的发送；
所述调试装置，用于对中央控制器进行调试。
2.根据权利要求1所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述婴儿体征检测装置包括：红外体温传感器、称重传感器、雨滴检测传感器、尿床检测电路、弯曲度传感器和睡姿检测电路；
所述红外体温传感器与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体温数据，并发送至所述中央控制器；
所述称重传感器与所述中央控制器连接，用于测量婴儿的体重数据，并发送至所述中央控制器；
所述雨滴检测传感器通过所述尿床检测电路与所述中央控制器连接，用于检测婴儿是否尿床，并发送将结果至所述中央控制器；
所述弯曲度传感器通过所述睡姿检测电路与所述中央控制器连接，用于检测婴儿的睡姿是否正确，并发送结果至所述中央控制器。
3.根据权利要求2所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述称重传感器通过A/D转换器采集芯片与中央控制器连接；所述A/D转换器采集芯片用于将称重传感器的模拟信号转化为数字信号，并发送至中央控制器。
4.根据权利要求2所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述睡姿检测电路包括电源、第一LED灯、第二LED灯、运算放大器、三极管、第一电位器、第二电位器、第三电位器和第四电位器；所述电源依次通过第一电位器、第一LED灯接地，且该电源同时通过第三电位器、第二LED灯和所述三极管的集电极连接；所述运算放大电器的正向输入端与所述弯曲度传感器连接，所述运算放大器的信号输出端与该运算放大器的反向输入端连接，并同时通过第二电位器与所述三极管的基极连接，且该运算放大器的信号输出端与中央控制器连接；所述运算放大器的正电源端与所述电源连接，所述运算放大器的负电源端接地；所述三极管的发射极接地；所述运算放大器的正向输入端同时通过第四电位器接地。
5.根据权利要求3所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述弯曲度传感器包括第一纸胶布、第二纸胶布、第一静电袋、第二静电袋、第三静电袋、第一杜邦线、第二杜邦线；其中所述第二静电袋为两层、第一静电袋和第三静电袋为单层；所述第一杜邦线和第二杜邦线为去皮导线；所述第一纸胶布、第一杜邦线、第一静电袋、第二静电袋、第三静电袋、第二杜邦线、第二纸胶布顺序叠在一起。
6.根据权利要求1所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述人机交互装置为液晶显示触摸屏。
7.根据权利要求1所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述报警装置为扬声器。
8.根据权利要求1所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述远程控制装置包括：摄像头、第一WIFI模块、移动终端应用模块、第二处理器、第二WIFI模块、语音识别电路、第二扬声器、云端服务器和微信模块；
所述摄像头与所述中央控制器连接，用于根据中央控制器的指令进行图像拍摄；
所述中央控制器通过第一WIFI模块与云端服务器连接，所述云端服务器与微信模块连接；所述微信模块用于接收外界的指令并发送至所述中央控制器；
所述第二处理器与所述中央控制器通过串口连接；所述第二处理器通过第二WIFI模块与移动终端应用模块连接，所述移动终端应用模块通过接收外界指令，并将该指令发送至所述第二处理器；
所述第二处理器分别与扬声器和语音识别电路连接，所述扬声器用于播放语音信息，所述语音识别电路用于解析语音信息，并返回第二处理器；所述第二处理器将获得的指令信息发送至所述中央控制器。
9.根据权利要求1所述基于物联网的婴儿摇篮防盗系统，其特征在于：所述调试装置包括2.4G无线通信模块和PC端上位机；所述PC端上位机通过2.4G无线通讯模块与所述中央控制器连接，用于对中央控制器进行调试。
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| CN201710188015.9A CN107157197A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108055332A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-18 | 大连威迪欧信息技术有限公司 | 一种自动报警的物联网安放方法及自动报警系统 |
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2017
- 2017-03-27 CN CN201710188015.9A patent/CN107157197A/zh active Pending
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