基于Android智能多功能床的設計

韓 劍，馬才華，龐登輝，萬今朝

（桂林電子科技大學 信息科技學院，廣西 桂林541004）

基于Android智能多功能床的設計

韓 劍，馬才華，龐登輝，萬今朝

（桂林電子科技大學 信息科技學院，廣西 桂林541004）

基于社會經濟的發展,人們的生活水平也都逐漸提高，智能多功能床越來越受人們青瞇。采用STC89C52RC單片機作為微處理器，通過對聲音、溫度、濕度等傳感器來對智能床環境的檢測。采用手機APP、語音識別、傳動系統和音樂播放系統對嬰兒及病人的睡眠環境進行處理與調節。通過實驗調試能夠很好地為寶寶及病人提供很大的方便，具有很強的實用性。

語音識別；STC89C52RC；智能多功能；Android；app

隨著智能家居的發展，人們的生活水平也有了較大的提升，家具越來越智能化。擁有嬰兒的家庭越來越注重孩子的成長環境，希望可以提供一個良好成長的環境給孩子，可是在這個生活節奏越來越快的社會，年輕的父母既要顧及寶寶的健康成長又要顧及家庭生活會感到非常疲憊。智能多功能床可以通過父母手機上的APP知道嬰兒的睡眠環境。父母根據嬰兒的睡眠環境通過手機上的APP來遠程控制多功能床的舒適搖晃和優美的音樂的播放來改善嬰兒的睡眠環境。智能多功能床通過藍牙模塊把嬰兒睡眠環境的一些數據發送到父母手機上，使得父母們不必在孩子的身邊就可以知道嬰兒的睡眠環境，這樣就可以讓父母有更多的時間來休息或者處理一些家務。從而減輕了父母對嬰幼兒的勞動負擔，促進嬰幼兒的深度睡眠，保證了大人和嬰幼兒的睡眠質量，為孩子的健康成長提供了保證。可由嬰兒床擴展為單人床，延長使用年限，擴大使用對象。擴展到醫院病床使用，護士和醫生只要身上帶著手機在醫院任何地方隨時都可以了解到病人的信息。在床上安裝有按鍵，當病人有需求時才呼叫護士，護士也不用那么辛苦大半夜的經常去病房查房。有效的提高了護士值班檢查的效率。

1 整體方案設計

采用溫度傳感器檢測智能多功能床周圍環境的溫度，檢測到的環境溫度傳送給微控制器。當溫度值過高時，微控制器啟動一個小型風扇輸送涼風。讓嬰兒和病人可以舒適地休息，改善嬰兒和病人的睡眠質量。通過濕度傳感器檢測嬰兒及病人床單的濕度情況，以此來監測嬰兒及病人是否尿床，當尿床時微處理器把尿床信息發送到父母手機上的APP，通知父母或護士及時來換尿布。在床上安裝一個按鍵，當病人有需要時，或發生緊急事件時，按動這個按鈕，微處理器就發出一個緊急信號到護士或者醫生手機上。只要身上帶著手機在醫院任何地方隨時都可以第一時間了解到病人的信息。在床上安裝音樂播放電路，病人聊時可以放一些音樂聽。嬰幼兒在睡覺醒來哭鬧時，多功能智能床會通過傳動系統使床自動輕輕搖晃，音樂播放系統會播放父母錄下來的關愛聲、或者優美的歌曲及講一些小故事。

圖1 智能多功能床控制電路原理框圖

2 硬件電路設計

2.1 濕度檢測電路設計

濕度傳感器采用DH11濕度傳感器。在此模塊設計中給DHT11的數據傳輸引腳接一個4.7 K的上拉電阻，使DH11傳感器采集到的濕度值更穩定傳送給STC89C52RC單片機，將DH11的3腳接到單片機的P1.1引腳.濕度傳感器采集到的數據傳送給單片機。單片機根據采集來的數據進行處理后傳送給藍牙，由藍牙把數據發到手機的APP上。這樣就算父母不在孩子身邊也可以及時知道孩子子有沒有尿床。

2.2 聲音檢測電路設計

在檢測到外部的聲音大小有變化時，駐極體話筒兩端的電壓大小也會隨之變化，變化的電壓大少經過Q1把電壓信號放大，放大的電壓再通過電壓比較器比較后直接接到單片機。可以通過調節滑動變阻器的電阻可以改變靈敏度可調。該模塊只能輸出高電平和低電平.所以該模塊只能檢測聲音的有與無，不能檢測出聲音的大小和聲音的頻率的大小。單片機根據該模塊輸給單片機的是高低電平來判斷有無檢測到聲音。當檢測到孩子哭聲時系統自動播放優美的音樂和輕輕地搖動床。

圖2 聲音檢測電路

2.3 溫度檢測電路

溫度傳感器采用DS18B20溫度傳感器。在此模塊設計中給DS18B20外接一個4.7 K的上拉電阻使DS18B20傳感器采集到的溫度值更穩定傳送給STC89C52RC單片機，將DS18B20的數據引腳接到單片機的P1.2.溫度傳感器采集到的數據傳送給單片機。單片機根據采集來的數據進行處理后傳送給藍牙，由藍牙把數據發到手機的APP上。當溫度值過高時，微控制器啟動一個小型風扇輸送涼風。讓嬰兒和病人可以舒適地休息，改善嬰兒和病人的睡眠質量。

2.4 音樂播放模塊

把該模塊支持MP3,WMV格式的歌曲播放，只要把MP3或者WMV格式的歌曲存到內存卡就可以播放。把該模塊的TXD、RXD分別接到單片機RXD、 TXD的引腳。音樂播放、暫停、上一首、下一首和改變音量的大少都是通過單片機發送指令給該模塊。當單片機向該模塊發送FEFA時就是播放下一首，當發送FEF9是上一首，當發送FEEE是播放，當發送FEED是暫停。

圖3 音樂播放模塊電路

2.5 藍牙模塊

這是收發一體的藍牙模塊，把該模塊的TXD、RXD分別接到單片機RXD、TXD。單片機串口把各個傳感器采集回來的溫度、濕度、聲音等數據經過整理后傳到藍牙模塊。讓藍牙模塊把數據發到手機的藍牙。父母可以在手機上APP看到傳過來的溫濕度等數據。父母也可以通過手機APP發送一些相應數據給單片機，讓智能多功能床播放音樂、調節播發音量的大小和輕輕讓床搖擺等相應動作。

圖4 藍牙模塊電路

3 系統軟件設計

3.1 下位機主要流程圖

下位機主要流程圖如圖5所示。

圖5 下位機主流程圖

3.2 系統上位機手機的APP

用易安卓來編寫手機上的APP。E4A是用中文來編寫手機APP的以一個軟件。在主窗口添加訊飛語音、藍牙、按鍵、滾動條、編輯框等組件。當一打開軟件時就啟動藍牙組件，收索附近的藍牙并與多功能智能床那邊的藍牙連接起來。把接收到從智能多功能床藍牙發送過來的數據在編輯框哪里顯示出來。當按下按鍵時，啟動訊飛語音組件，使連接到訊飛語音服務器，開始語音識別。把識別到的內容在編輯框上顯示，并對識別的結果發送到智能多功能床的藍牙模塊。

圖6 上位機主流程圖

圖7 上位機顯示窗口

4 結 論

該智能床集聲、光、電及遙感等高科技于一身。整個系統工作穩定，能完成多種功能，人性化設計。聲音檢測、濕度檢測、電機檢測巧妙結合于一身，能時時知道嬰兒的睡眠情況，能夠很好的為寶寶及其監護人提供很大的方便，使嬰兒和監護人都能有充足的睡眠環境。

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Design of intelligent multifunctional bed based on Android

HAN Jian，MA Cai-hua，PANG Deng-hui，WAN Jin-zhao
（School of Information,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004，China）

With the development of social economy,people's living standards are gradually improved, intelligent multi-function bed is more and more popular with people.STC89C52RC microcontroller as the microprocessor,through the sound,temperature,humidity and other sensors to the smart bed environment detection.APP,voice recognition,transmission system and music player system for infants and the patient's sleep environment for processing and regulation.Can be very good for the baby and the patient to provide a great convenience,has a strong practical.

speech recognition；STC89C52RC；intelligent multi function；Android；app

TN06

：A

：1674－6236（2017）03-0133-03

2015-12-19稿件編號：201512204

廣西大學生創新項目（2194）；廣西科學研究與技術開發計劃項目資助（桂科攻1140002-1-1）

韓劍（1982—），男，江西玉山人，碩士，講師。研究方向：精密測量與自動控制、電路系統的EDA技術。