CN208314512U - 一种基于单片机的儿童房控制平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：包括单片机、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器、无线通讯模块、A/D转换模块、继电器模块、音乐模块、电源模块、定时模块、摄像头和存储器；所述温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头均设在儿童房内部，温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头分别通过A/D转换模块与单片机连接，单片机分别与电源模块、定时模块、继电器模块、音乐模块和存储器连接，单片机还通过无线通讯模块与远程智能设备连接；所述继电器模块还分别与儿童房内部的空调、空气加湿器、空气净化器和床头灯连接。

Description

一种基于单片机的儿童房控制平台

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，更具体的说是涉及一种基于单片机的儿童房控制平台。

背景技术

随着生活水平的日益提高，越来越多的家庭更加重视儿童良好生活习惯的培养，一般来说，两岁以上的儿童即具有一定的空间概念和创造心理，这时候的他们需要属于自己的个人空间，来发挥创造能力，而不受外界的干扰。因此，大多数家庭都为儿童设置了独立的儿童房间。

儿童房间是儿童成长、生活、学习的重要场所，由于儿童独立生活能力仍有欠缺，仍然需要父母进行看管。尤其是夜晚，父母在看护的过程中容易影响儿童的睡眠，同时也影响到个人的休息。所以，有必要设计一种儿童房控制平台，它能够集中控制儿童房间内的各种电器，使父母能够在远程实时监控儿童房内的环境参数、获取儿童的睡眠图像，实现对儿童房的远程智能看护。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的儿童房控制平台。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于单片机的儿童房控制平台，包括单片机、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器、无线通讯模块、A/D转换模块、继电器模块、音乐模块、电源模块、定时模块、摄像头和存储器；所述温度传感器和湿度传感器设置在儿童房的天花板上，空气质量传感器和光强传感器设置儿童房的墙体中部，摄像头设在儿童房的墙体顶角处；温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头分别通过A/D转换模块与单片机连接，单片机分别与电源模块、定时模块、继电器模块、音乐模块和存储器连接，单片机还通过无线通讯模块与远程智能设备连接；所述继电器模块还分别与儿童房内部的空调、空气加湿器、空气净化器和床头灯连接。

进一步，所述电源模块包括三极管V1、二极管D1、芯片IC1和芯片IC2，所述芯片IC2的引脚1连接电阻R4、电阻R5、电阻R7二极管D1的阳极和电源VCC，芯片IC2的引脚2连接电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R2、电位器RP1的一个固定端、蓄电池E的负极、二极管D4的阳极和芯片IC1的引脚1，蓄电池E的正极连接开关S1，开关S1的另一端连接电阻R1、电位器RP2的一个固定端、二极管D2的阳极和三极管V1的发射极，三极管V1的基极连接电阻R5的另一端和电阻R6，三极管V1的集电极连接点R3和电阻R4的另一端，电阻R3的另一端连接二极管D1的阴极，电阻R1的另一端连接电位器RP1的另一个固定端，电位器RP1的滑动端连接芯片IC1的引脚2，电阻R2的另一端连接电位器RP2的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接芯片IC1的引脚6，二极管D2的阴极连接电容C3的另一端、电容C4的另一端、芯片IC1的引脚3和控制中心，电阻R7的另一端连接芯片IC1的引脚8，芯片IC1的引脚4连接电容C2的另一端和二极管D4的阴极，芯片IC1的引脚5连接电容C1的另一端，芯片IC1的引脚7连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电阻R6的另一端。

进一步，所述芯片IC1的型号为NE555，芯片IC2的型号为LM7805。

进一步，所述单片机的型号为AT89C51。

进一步，所述湿度传感器的型号为HS15P，所述温度传感器的型号为DS18B20。

进一步，所述无线通讯模块采用nRF2401芯片。

进一步，所述远程智能设备包括智能手机和平板电脑。

进一步，所述定时模块采用555定时器。

进一步，所述音乐模块为MP3播放器。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的基于单片机的儿童房控制平台，包括设在儿童房内部的温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头，用于实时采集儿童房内的温湿度、空气质量、光线强度数据和儿童的实时影像，所述温度传感器和湿度传感器设置在儿童房的天花板上，儿童房的顶部位置温湿度变化相对缓慢，温湿度数据的采集更加准确；空气质量传感器和光强传感器设置儿童房的墙体中部，儿童房的中部位置空气流动相对较大、更接近儿童实际活动的区域，有利于更准确的采集空气质量数据和光强数据；摄像头设在儿童房的墙体顶角处，是摄像头拥有最大的拍摄面积。以单片机作为控制中心，根据上述数据调节儿童房中的温湿度、空气质量、灯光，并通过无线通讯模块将儿童的影像传送至父母的远程智能设备，使父母能够在远程实时监控儿童房内的环境参数、获取儿童的睡眠图像，远程控制儿童房内的各种电器，实现对儿童房内环境的调节，进而实现对儿童房的远程智能看护。单片机连接有定时模块，用于实现对儿童房内信息的定时采集和控制，保证了儿童夜晚睡眠的舒适性。单片机连接有音乐模块，可用于为儿童播放睡前故事和儿歌，便于儿童养成独立的生活习惯。

另外，单片机连接有电源模块，电源模块实现了不间断电源供电，确保控制平台的稳定性，因此具有稳定性强、智能程度高和功能多样的优点。

由此可见，本实用新型的结构科学合理，具有实质性特点和进步。

附图说明

图1是本实用新型的电气框图。

图2是本实用新型的儿童房内的传感器布局图。

图3是本实用新型的电源模块的电路图。

图中，1为儿童房，2为温度传感器，3为湿度传感器，4为空气质量传感器，5为光强传感器，6为摄像头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做出说明。

如图1和图2所示的一种基于单片机的儿童房控制平台，包括单片机、无线通讯模块、A/D转换模块、继电器模块、电源模块、定时模块、存储器、设在儿童房1天花板上的温度传感器2和湿度传感器3、设在儿童房1墙体中部的空气质量传感器4和光强传感器5、设在儿童房1的墙体顶角处的摄像头6、以及设在儿童房内部的音乐模块、空调、空气加湿器、空气净化器和床头灯，温度传感器2、湿度传感器3、空气质量传感器4、光强传感器5和摄像头6分别通过A/D转换模块与单片机连接，单片机分别与电源模块、定时模块、继电器模块、音乐模块和存储器连接，单片机通过无线通讯模块与远程智能设备连接，继电器模块还分别与空调、空气加湿器、空气净化器和床头灯连接。

另外，所述单片机的型号为AT89C51，湿度传感器的型号为HS15P，温度传感器的型号为DS18B20。所述远程智能设备包括智能手机和平板电脑，所述音乐模块为MP3播放器。

所述无线通讯模块采用nRF2401芯片，nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHzISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。nRF2401适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。

所述定时模块采用555定时器，555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

如图3所示，电源模块包括三极管V1、二极管D1、芯片IC1和芯片IC2，所述芯片IC2的引脚1连接电阻R4、电阻R5、电阻R7二极管D1的阳极和电源VCC，芯片IC2的引脚2连接电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R2、电位器RP1的一个固定端、蓄电池E的负极、二极管D4的阳极和芯片IC1的引脚1，蓄电池E的正极连接开关S1，开关S1的另一端连接电阻R1、电位器RP2的一个固定端、二极管D2的阳极和三极管V1的发射极，三极管V1的基极连接电阻R5的另一端和电阻R6，三极管V1的集电极连接点R3和电阻R4的另一端，电阻R3的另一端连接二极管D1的阴极，电阻R1的另一端连接电位器RP1的另一个固定端，电位器RP1的滑动端连接芯片IC1的引脚2，电阻R2的另一端连接电位器RP2的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接芯片IC1的引脚6，二极管D2的阴极连接电容C3的另一端、电容C4的另一端、芯片IC1的引脚3和控制中心，电阻R7的另一端连接芯片IC1的引脚8，芯片IC1的引脚4连接电容C2的另一端和二极管D4的阴极，芯片IC1的引脚5连接电容C1的另一端，芯片IC1的引脚7连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电阻R6的另一端，所述芯片IC1的型号为NE555，芯片IC2的型号为LM7805。

本实用新型的工作原理是：图3中的电阻R1和电位器RP1用于检测蓄电池E电压的下限值；电阻R2和电位器RP2用于检测上限值。当蓄电池E电压低于下限值时，芯片IC1内部的放电管截止，此时，二极管D2无电流流过。电阻R4为三极管V1的偏置电阻。三极管V1饱合导通.则电源VCC的电压通过电阻R4和三极管V1对蓄电池E充电。当蓄电池E电压上升到设定的上限值时，即芯片IC1的6脚电位高于其阀值电平时，芯片IC1复位，IC1内部的放电管处于导通状态，三极管V1截止。充电停止。当意外停电时，芯片IC2的3脚电压由+5V下降至4.8V左右时。二极管D2导通，蓄电池E通过D2，对单片机供电，保证供电不间断，温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头分别采集信号，并送入A/D转换模块中进行转换，转换成单片机能够识别的机器语言并传输给单片机，单片机从其内部的存储器中读取默认的温湿度、空气质量、灯光强度值,单片机将读取的传感器数据，与默认值作比较,再通过继电器模块开启相应的控制器件进行调节。然后单片机定时检测各个传感器的值,调整控制指令。在此期间,若有远程智能设备通过无线通讯模块箱单片机发出远程控制指令,则单片机进入中断服务,读取远程指令并存入存储器，同时单片机按照实现远程控制指令进行动作，实现了远程控制。单片机还通过定时器周期性开启各电器设备，使得儿童房内环境参数始终保持在最佳的状态。

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (9)

1.一种基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：包括单片机、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器、无线通讯模块、A/D转换模块、继电器模块、音乐模块、电源模块、定时模块、摄像头和存储器；所述温度传感器和湿度传感器设置在儿童房的天花板上，空气质量传感器和光强传感器设置儿童房的墙体中部，摄像头设在儿童房的墙体顶角处；温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强传感器和摄像头分别通过A/D转换模块与单片机连接，单片机分别与电源模块、定时模块、继电器模块、音乐模块和存储器连接，单片机还通过无线通讯模块与远程智能设备连接；所述继电器模块还分别与儿童房内部的空调、空气加湿器、空气净化器和床头灯连接。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述电源模块包括三极管V1、二极管D1、芯片IC1和芯片IC2，所述芯片IC2的引脚1连接电阻R4、电阻R5、电阻R7二极管D1的阳极和电源VCC，芯片IC2的引脚2连接电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R2、电位器RP1的一个固定端、蓄电池E的负极、二极管D4的阳极和芯片IC1的引脚1，蓄电池E的正极连接开关S1，开关S1的另一端连接电阻R1、电位器RP2的一个固定端、二极管D2的阳极和三极管V1的发射极，三极管V1的基极连接电阻R5的另一端和电阻R6，三极管V1的集电极连接点R3和电阻R4的另一端，电阻R3的另一端连接二极管D1的阴极，电阻R1的另一端连接电位器RP1的另一个固定端，电位器RP1的滑动端连接芯片IC1的引脚2，电阻R2的另一端连接电位器RP2的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接芯片IC1的引脚6，二极管D2的阴极连接电容C3的另一端、电容C4的另一端、芯片IC1的引脚3和控制中心，电阻R7的另一端连接芯片IC1的引脚8，芯片IC1的引脚4连接电容C2的另一端和二极管D4的阴极，芯片IC1的引脚5连接电容C1的另一端，芯片IC1的引脚7连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电阻R6的另一端。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述芯片IC1的型号为NE555，芯片IC2的型号为LM7805。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述单片机的型号为AT89C51。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述湿度传感器的型号为HS15P，所述温度传感器的型号为DS18B20。

6.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述无线通讯模块采用nRF2401芯片。

7.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述远程智能设备包括智能手机和平板电脑。

8.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述定时模块采用555定时器。

9.根据权利要求1所述的基于单片机的儿童房控制平台，其特征在于：所述音乐模块为MP3播放器。