智能嬰兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

智能嬰兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 　　【摘要】介紹了基于攝像頭監(jiān)控下的智能嬰兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用一款高度集成芯片MC44BS373CW實(shí)現(xiàn)無線圖像的傳遞，這是摩托羅拉公司新出的一款射頻視頻調(diào)制芯片，通過它可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻的調(diào)制發(fā)射，利用無線的技術(shù)傳遞視頻圖像，省去了布線的繁雜，無線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具有自由度，系統(tǒng)采用智能控制，可以通過無線的技術(shù)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過傳感器可以把適度，溫度，聲音通過無線的方式傳遞出來，接收端可以利用遙控器控制相應(yīng)的操作達(dá)到目的，攝像頭拍攝的視頻可以給監(jiān)護(hù)者參考。 　　【關(guān)鍵詞】MC44BS373CW；無線；視頻調(diào)制；智能 　　1.前言 　　快節(jié)奏的生活，較大壓力的工作環(huán)境，使得人們對時(shí)間的合理安排要求越來越苛刻，在休息期間有一個(gè)好的睡眠是能緩解壓力，恢復(fù)體力的最好方法，那么照顧孩子怎么辦，這個(gè)系統(tǒng)能夠很很好的緩解這些問題。 　　本文設(shè)計(jì)基于MC44BS373CW射頻視頻調(diào)試芯片進(jìn)行視頻的調(diào)制和發(fā)射，同時(shí)也可以傳遞語音。這樣監(jiān)護(hù)者可以清晰地觀測到嬰兒的動態(tài)，同時(shí)利用無線收發(fā)模塊可以控制嬰兒床的位置，是搖籃狀態(tài)還是睡眠狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)的濕度傳感器會檢測嬰兒是否尿床，溫度傳感器檢測嬰兒的溫度，嬰兒床靠近嬰兒頭部有一個(gè)小麥克檢測嬰兒是否哭啼。這個(gè)系統(tǒng)根據(jù)嬰兒的特點(diǎn)量身設(shè)計(jì)的，完全保證了嬰兒的環(huán)境適宜，這樣為監(jiān)護(hù)者提供了很好的幫助，也節(jié)省了監(jiān)護(hù)者的一部分時(shí)間。 　　2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　該系統(tǒng)由檢測電路：溫度檢測，檢測嬰兒當(dāng)前體溫；尿濕檢測，檢測嬰兒是否尿床；翻身檢測，檢測嬰兒睡姿是否正常；哭啼檢測，檢測嬰兒是否因饑餓等情況引起的身體不適而哭啼；光線檢測，檢測嬰兒的環(huán)境光線是否適宜；踢被檢測，檢測嬰兒是否踢被，避免嬰兒著涼。 　　主控電路：接收檢測信號，本地控制指令，遠(yuǎn)程控制指令，控制視頻監(jiān)控的開啟與關(guān)閉，控制搖籃方式的啟動與關(guān)閉，控制播放音樂系統(tǒng)等功能。 　　視頻監(jiān)控：把攝像頭攝錄的圖像經(jīng)過無線的方式傳輸出去，把嬰兒最準(zhǔn)確的信息傳遞給監(jiān)護(hù)者。 　　圖1是系統(tǒng)組成框圖。 　　3.硬件電路設(shè)計(jì) 　　3.1　檢測電路的分析 　　溫度檢測，采用18B20溫度傳感器檢測，在嬰兒床底部即嬰兒睡眠處安放3處溫度檢測，主要檢測嬰兒頭部溫度和背部溫度，確保檢測準(zhǔn)確。 　　尿濕檢測部分采用具有一定阻值的墊子檢測信號。嬰兒躺在這種墊子上，墊子通過引線連到A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化出的電壓與阻值成比值關(guān)系，檢測電壓輸入單片機(jī)與設(shè)定值比較，因墊子自身有一定阻值R，所以會有初始電壓。通過對端口電壓值的A/D采樣處理，可以根據(jù)實(shí)際情況智能設(shè)計(jì)尿濕報(bào)警門限值，避免了普通開關(guān)式測量帶來的誤判。當(dāng)嬰兒發(fā)生尿床時(shí)，墊子電壓就會降低。當(dāng)經(jīng)單片機(jī)處理后的電壓值超過設(shè)定電壓的門限值下限時(shí)，系統(tǒng)就會提示報(bào)警，及時(shí)將報(bào)警信息告知父母。 　　翻身檢測利用紅外對管增大發(fā)射功率和發(fā)射角度，實(shí)際用了兩個(gè)紅外發(fā)射管并聯(lián)，同時(shí)發(fā)射。為避免環(huán)境中別的紅外信號的干擾，在程序中做了設(shè)置：在發(fā)射程序中讓紅外發(fā)射管發(fā)出一定的加密數(shù)據(jù)，在接收程序中檢測接收的數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測接收的數(shù)據(jù)正確時(shí)，證明嬰兒睡姿正常，當(dāng)嬰兒睡姿不正確時(shí)把紅外線擋住時(shí)，收不到發(fā)射信號則報(bào)警提示。 　　哭啼檢測是在嬰兒頭部附近放置一個(gè)話筒，拾取嬰兒的哭啼聲音。 　　光線檢測利用光敏電阻，檢測光線強(qiáng)弱，預(yù)設(shè)值可以調(diào)節(jié)。 　　踢被檢測利用熱釋電檢測人體，避免誤檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)3個(gè)檢測點(diǎn)，多點(diǎn)檢測，同時(shí)檢測到信號時(shí)提示嬰兒已踢被。 　　3.2　視頻監(jiān)控 　　視頻監(jiān)控通過攝像頭拾取視頻圖像，經(jīng)過視頻調(diào)制轉(zhuǎn)換可無線傳輸出去，設(shè)計(jì)采用一款高度集成芯片MC44BS373CW，它是摩托羅拉公司新出的一款射頻視頻調(diào)制芯片，它內(nèi)部集成了兩個(gè)PLL，一個(gè)是產(chǎn)生伴音的載波6.5MHZ，另一個(gè)是視頻的載波，芯片集成度很高，下面是該芯片的簡要說明。 　　MC44BS373CW有兩種封裝，一種是SO16NB封裝，還有一種是QFN20封裝的。設(shè)計(jì)是用的16腳封裝的。 　　此芯片是I2C的數(shù)據(jù)傳輸，既能節(jié)約單片機(jī)的I/O口的使用，而且傳輸速度也快，從數(shù)據(jù)手冊查詢時(shí)鐘為300n秒。 　　通過分析該芯片的數(shù)據(jù)手冊可得知輸出頻率的計(jì)算方法，伴音載頻可以直接設(shè)置成6.5MHZ，而射頻是通過PLL生成。芯片外部晶振產(chǎn)生4MHZ的信號，在芯片內(nèi)部進(jìn)行128分頻后得到31.25KHZ的基準(zhǔn)信號，再經(jīng)過倍頻可得到穩(wěn)定的射頻信號F，F(xiàn)先經(jīng)過8分頻后，再進(jìn)行N分頻得到基準(zhǔn)頻率，計(jì)算公式如下（F為MHZ）： 　　由于該芯片集成度很高，所以需要在外部連接的器件就很少，給調(diào)試帶來很大方便。圖2是它的實(shí)際應(yīng)用原理圖。 　　圖像接收設(shè)備，采用傳統(tǒng)的小電視機(jī)接收，省空間便于攜帶。發(fā)射接收頻率可預(yù)設(shè)，避免占用公共頻帶。 　　3.3　控制部分 　　控制系統(tǒng)

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