CN206372037U - 一种婴幼儿智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种婴幼儿智能监控系统，包括控制模块、温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块、GSM模块和移动端终；所述温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块分别与控制模块连接，所述移动终端通过GSM模块与控制模块通信。本实用新型具备检测婴幼儿的尿湿情况、体温状况并及时反馈给家长的功能，在很大程度上为家长解决了负担。同时，当婴儿做出翻越婴儿床等危险动作时，能够及时发出警报告知家长，从而避免危险的发生。

Description

一种婴幼儿智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，具体涉及一种婴幼儿智能监控系统。

背景技术

现如今，很多家庭都只考虑要一个孩子，所以从刚出生的婴儿起，家长们就要开始精心地照顾，几乎要寸步不离地守在婴儿的身边。因为婴幼儿不会说话，有什么不舒服他们只能靠哭声来传递信息给家长，而家长有时候也很难懂自己的婴儿是因为什么原因哭，所以很多时候都会感觉手忙脚乱的。家长们都在时刻担心自己的婴儿是否尿湿了，所以要不停的查看是不是该换尿布了。近年来，有很人都在致力于研究和设计针对婴幼儿的智能化产品，包括使用无线技术检测婴儿尿床、监测婴儿的睡眠等，这些研究和设计都是为了给婴幼儿提供一个良好的成长环境。

除了监测婴幼儿的尿床情况和睡眠外，对婴儿安全的考虑也很重要。有的时候婴儿自己在婴儿床上玩耍，但是如果没有人在旁监护的话，婴幼儿很有可能会摔下来，导致危险的发生。刚出生不久的婴儿，各种抵抗力还没有完全形成，所以很多时候婴幼儿都容易感冒发烧，进而导致其他疾病的发生，这对婴幼儿来说非常危险的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种婴幼儿智能监控系统。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种婴幼儿智能监控系统，包括控制模块、温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块、GSM模块和移动端终；所述温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块分别与控制模块连接，所述移动终端通过GSM模块与控制模块通信。

进一步，所述控制模块包括单片机STC89C52及其外围电路。

进一步，所述温度检测模块包括温度传感器DS18B20和电阻R2，电阻R2并联于温度传感器DS18B20的2脚与3脚之间，温度传感器DS18B20的2脚与单片机STC89C52连接，温度传感器DS18B20的1脚接地，3脚接电源VCC。

进一步，所述湿度检测模块包括湿度传感器DHT11和电阻R5，电阻R5并联于湿度传感器DHT11的1、2脚之间，湿度传感器DHT11的1脚接电源VCC，湿度传感器DHT11的3脚接地。

进一步，所述人体感应模块包括人体传感器HC-SR501和电阻R4，电阻R4并联于人体传感器HC-SR501的1、2脚之间，人体传感器HC-SR501的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地。

进一步，所述显示模块包括液晶显示器LCD1602和变阻器RV1，变阻器RV1的其中一个静触点接电源VCC，另一个静触点接地，变阻器RV1的动触点接液晶显示器LCD1602的3脚，液晶显示器LCD1602的1脚接地，2脚接电源VCC。

进一步，所述语音模块包括语音芯片ISD1820、电阻R6以及扬声器，电阻R6并联于语音芯片ISD1820的1、2脚之间，语音芯片ISD1820的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地，语音芯片ISD1820的4、5脚分别与扬声器连接。

进一步，所述报警模块包括短信报警芯片TC35，短信报警芯片TC35的1脚接电源VVC，4脚接地，2、3分别与单片机连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型具备检测婴幼儿的尿湿情况、体温状况并及时反馈给家长的功能，在很大程度上为家长解决了负担。同时，当婴儿做出翻越婴儿床等危险动作时，能够及时发出警报告知家长，从而避免危险的发生。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型原理框图；

图2为控制模块电路图；

图3为温度检测模块的电路图；

图4为湿度检测模块的电路图；

图5为人体感应模块连接图；

图6为显示模块连接图；

图7为语音模块连接图；

图8为短信报警电路图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，一种婴幼儿智能监控系统，包括控制模块、温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块、GSM模块和移动端终；所述温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块分别与控制模块连接，所述移动终端通过GSM模块与控制模块通信。

本实用新型采用温度传感器检测婴幼儿的体温情况，采用温湿度传感器用于检测婴幼儿的尿湿情况，利用LCD对上述的检测值进行显示，从而保证了婴幼儿的舒适。同时，利用了红外传感器来防止婴幼儿意外摔落，保证了婴幼儿的安全。此外，系统还采用语音报警和短信报警相结合的方式。

如图2所示，所述控制模块包括单片机STC89C52及其外围电路。

控制模块分为四个部分，包括晶振、电源、复位电路和主芯片。本实用新型所选用的晶振大小为11.0592MHZ，将它的两个引脚分别接在单片机的XTAL1和XTAL2，其主要的作用是给单片机的内部工作提供时钟周期。本实用新型选用STC89C52单片机，采用+5V的直流电源供电，本实用新型既要通过外接适配器给GSM模块供电，又要给单片机供电，所以为了使供电更为简单，故使单片机和GSM模块共用一个电源。电源适配器选用12V1A的直流输出供给短信模块使用，短信模块有+5V的电源输出引脚，正好能够提供给单片机使用。

如图3所示，所述温度检测模块包括温度传感器DS18B20和电阻R2，电阻R2并联于温度传感器DS18B20的2脚与3脚之间，温度传感器DS18B20的2脚与单片机STC89C52连接，温度传感器DS18B20的1脚接地，3脚接电源VCC。

本实用新型的测温模块用于检测婴幼儿的体温。采用的温度传感器是DS18B20，它的测温范围大，为-55—+125摄氏度。其封装之后引出三个引脚，分别为VCC、DQ和GND，其供电范围为3.0V到5.5V。DS18B20与单片机的连接如图3所示，图中的R2是限流电阻。

其测温原理是：当接收到温度转换命令后，DS18B20开始启动温度转换，并且将转换后的数值以二进制补码的形式存到其内部的RAM的前两个字节中。单片机通过其DQ引脚读取温度，方法是按位读取，每次从最低一位开始读取，最后转换成十进制。

在正常情况下，温度传感器检测到婴儿的体温，一旦婴儿体温过高，则语音模块开始报警并且向家长发送短信通知。系统一开始进行初始化处理，然后开始检测婴儿的体温，当检测到的婴儿体温值超过37.5摄氏度时，语音提示“宝宝出现异常情况”，然后向家长的手机发送内容为“宝宝的体温过高”的报警短信。

如图4所示，所述湿度检测模块包括湿度传感器DHT11和电阻R5，电阻R5并联于湿度传感器DHT11的1、2脚之间，湿度传感器DHT11的1脚接电源VCC，湿度传感器DHT11的3脚接地。

本实用新型采用DHT11湿度传感器来检测婴幼儿的尿湿情况，是为了能够让婴幼儿有一个舒适的环境。DHT11采用的是单总线的工作方式，其封装之后引出的三个引脚分别是供电、接地和数据引脚，数据引脚DATA和单片机的IO口进行通讯。它检测到的是相对湿度，测湿范围是20%—90%RH，测湿的精度高，能够准确可靠地检测婴幼儿的尿湿情况。DHT11与单片机的连接电路如图4所示。

湿度检测模块主要是利用温湿度传感器检测婴儿的尿湿情况，一旦婴儿排尿，系统会发出语音报警并发送相应的报警短信。系统初始化完成后，立即检测宝宝尿布上的湿度值。当检测到的湿度值大于60RH时，此时已经超过了湿度上限，故系统会采取报警处理。同样，语音模块播放事先录制好的“宝宝出现异常情况”内容，短信报警模块发送报警内容为“宝宝已经尿床了”的消息来提醒家长及时处理。

DHT11的工作原理及过程是：首先通过单片机发送开始信号，该起始信号是持续时间为18MS的低电平，然后输出20-40μS的高电平。当DHT11检测到这一信号时开始进行输出响应。DHT11的数据包一共有5个字节，前四个用于存放数据，最后一个用于校验，响应时，DHT11按位输出，且高位在前低位在后，输出二进制代码。具体方法是根据输出的高电平持续的时间长短来代表数字“0”（约26-28μS）和“1”（70μS以上），最后转换成十进制。

如图5所示，所述人体感应模块包括人体传感器HC-SR501和电阻R4，电阻R4并联于人体传感器HC-SR501的1、2脚之间，人体传感器HC-SR501的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地。

为了保护婴儿的安全，防止婴幼儿从婴儿床上意外摔落，本实用新型采用了红外传感器来限制婴幼儿的移动范围，防范于未然。本实用新型选用HC-SR501人体感应模块，当感应到人体时输出高电平。它有两种方式，第一种是可重复触发，即当感应到人体时，输出的是高电平，在等待一段时间过后，如果人体仍在它的感应范围内，它将一直保持输出高电平；另一种是不可重复触发方式，感应到人体并等待一段时间过后，输出由高电平变为低电平。两种方式可通过一个跳线帽来选择，本实用新型选用可重复触发模式。该模块的检测角度小于100度，检测的距离最大为7m，且配备两个旋钮，一个用来调节感应时间，一个用来调节感应距离，可根据不同情况不同场合进行调节，使用起来十分方便。此外应注意的是，该模块自身有2.5s左右的封锁时间，在此时间段即使有信号输入，它也感应不到。人体感应模块与单片机的连接如图5所示。

HC-SR501的工作原理是：该模块基于热释电效应，即当温度变化时会使晶体表面产生电荷。当把该模块至于温度稳定的环境下，由于没有温度的变化所以没有输出；当人体进入到感应区域后，传感器检测到温度的变化，从而产生温度差，引起内部电信号的变化，故有输出，且输出为高电平。

如图6所示，所述显示模块包括液晶显示器LCD1602和变阻器RV1，变阻器RV1的其中一个静触点接电源VCC，另一个静触点接地，变阻器RV1的动触点接液晶显示器LCD1602的3脚，液晶显示器LCD1602的1脚接地，2脚接电源VCC。

为了便于观察到传感器检测到的数据，本实用新型采用了LCD1602来显示当前检测到的温度和湿度值。液晶的显示更加可靠，它不仅能显示出传感器检测到的参数，而且可以由此来判断传感器是否正常工作。

当温度和湿度传感器检测到信号时，通过LCD进行显示。这样既可以反映出相关信息，又能判断传感器是否正常工作。

本实用新型所采用的LCD1602是带背光的，共有16个引脚，其中A和K引脚为背光源正极和背光源负极。A通过一个10—47欧姆的电阻和VCC相连，K直接和GND连接。LCD1602的数据引脚为D0-D7，控制引脚为RS、R/W和E。其中RS是选择寄存器，R/W是控制读写操作，E是使能端。还有一个比较特殊的引脚是VO，它是用来调节LCD的显示亮度的，通常接一个10千欧的电位器。这样可以十分方便的调节屏幕的亮度，因为太暗或者太亮都会影响到视觉效果，可能造成看不到显示或者“重影”的现象。LCD与单片机的连接图如图6所示。

如图7所示，所述语音模块包括语音芯片ISD1820、电阻R6以及扬声器，电阻R6并联于语音芯片ISD1820的1、2脚之间，语音芯片ISD1820的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地，语音芯片ISD1820的4、5脚分别与扬声器连接。

本实用新型采用语音模块来对异常进行语音报警。家长有时候不能随时都观察着LCD上显示的数值，这时候如果婴幼儿发生异常也不能马上就能知道，所以本实用新型还采用了语音报警，这样更能提升本实用新型的实用性。语音模块采用的是ISD1820，该模块支持10s的高品质录音，有直通模式，支持循环播放和点动播放，十分便捷。语音模块与单片机的连接图如图7所示。

语音模块的工作原理是：该模块以ISD1820芯片为核心，该芯片共有14个引脚，其中REC、PLAYE和PLAYL引脚分别与按键S1、S2和S3相连，按键的另一端和VCC连接。保持REC引脚为高电平时则进入录音状态，一旦其变为低电平时，录音结束。该模块有两种触发方式，第一种是将单片机的一个I/O口连接到PLAYE引脚选择边沿触发方式，且出现上升沿时开始放音；另一种是连接到PLAYL引脚选择电平触发方式，当电平由低变高时模块开始放音。

该模块的工作过程是：首先，给模块上电。然后按住REC录音按键不放，对准MIC进行录音，录音完成后松开按键。SP+和SP-接上一个5W的小喇叭，当开关打到循环播放一侧时喇叭开始循环播放录音。本系统采用电平触发方式，当把开关打到点动播放一侧后，当控制单片机的P1.3口输出高电平时，语音模块开始报警。

如图8所示，所述报警模块包括短信报警芯片TC35，短信报警芯片TC35的1脚接电源VVC，4脚接地，2、3分别与单片机连接。

针对婴幼儿出现不同的异常，本实用新型采用短信模块进行不同内容的报警。婴幼儿毕竟是一个十分特殊并且脆弱的群体，应该提供更加全面可靠的保障。为此，本实用新型增加了短信报警模块，目的是为了更加地贴合实际。因为家长毕竟不会每时每刻都守护在宝宝的身边，比如有时宝宝睡着之后父母暂时离开一会儿，但是如果宝宝在这一时间段醒了并且出现了异常情况，这时候家长无法及时获取信息，所以，短信报警十分有必要。本设计选用的是短信报警芯片是TC35，其外围电路如图8所示。

本实用新型主要是利用温度检测模块检测婴幼儿的体温，利用湿度检测模块检测婴儿的尿湿情况，并且采用LCD显示检测到的信息。这一设计能够让家长直观地观察到宝宝的情况。此外，该系统通过人体感应模块来预防婴幼儿从床上摔下。系统一旦监测到婴儿出现了异常情况，此时，单片机会控制语音模块进行语音报警并通过GSM模块发送报警短信。

本实用新型在初始化之后，立即进行对宝宝的体温和尿布的湿度进行检测，LCD显示当前数值。家长在宝宝身边时可以随时方便地进行观察。当人体感应模块检测到婴幼儿活动到其感应范围时，说明宝宝此时可能有摔落的危险。一旦各个传感器反馈给系统的数值超过设定值后，语音模块和GSM模块就会产生报警处理。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种婴幼儿智能监控系统，其特征在于：包括控制模块、温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块、GSM模块和移动端终；所述温度检测模块、人体感应模块、湿度检测模块、显示模块、语音模块分别与控制模块连接，所述移动终端通过GSM模块与控制模块通信。

2.根据权利要求1所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述控制模块包括单片机STC89C52及其外围电路。

3.根据权利要求2所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述温度检测模块包括温度传感器DS18B20和电阻R2，电阻R2并联于温度传感器DS18B20的2脚与3脚之间，温度传感器DS18B20的2脚与单片机STC89C52连接，温度传感器DS18B20的1脚接地，3脚接电源VCC。

4.根据权利要求3所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述湿度检测模块包括湿度传感器DHT11和电阻R5，电阻R5并联于湿度传感器DHT11的1、2脚之间，湿度传感器DHT11的1脚接电源VCC，湿度传感器DHT11的3脚接地。

5.根据权利要求4所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述人体感应模块包括人体传感器HC-SR501和电阻R4，电阻R4并联于人体传感器HC-SR501的1、2脚之间，人体传感器HC-SR501的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地。

6.根据权利要求5所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述显示模块包括液晶显示器LCD1602和变阻器RV1，变阻器RV1的其中一个静触点接电源VCC，另一个静触点接地，变阻器RV1的动触点接液晶显示器LCD1602的3脚，液晶显示器LCD1602的1脚接地，2脚接电源VCC。

7.根据权利要求6所述的婴幼儿智能监控系统，其特征在于：所述语音模块包括语音芯片ISD1820、电阻R6以及扬声器，电阻R6并联于语音芯片ISD1820的1、2脚之间，语音芯片ISD1820的1脚接电源VCC，2脚接单片机，3脚接地，语音芯片ISD1820的4、5脚分别与扬声器连接。