【正文】 摘 要 使用傳統(tǒng)嬰兒搖籃，需要看護(hù)者一直陪伴在嬰兒旁邊，不僅耗時而且往往使看護(hù)者很疲憊。多功能嬰兒搖籃控制模塊通過單片機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了自動控制，減輕了嬰兒看護(hù)者的勞動負(fù)擔(dān)，促進(jìn)了嬰兒的健康睡眠，提高了大人和小孩的生活質(zhì)量。 目前市場上的智能搖籃，大多數(shù)功能都不夠齊全，智能化程度不高，本次設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上豐富了搖籃的功能，提高了智能搖籃的實(shí)用性。 本文介紹了由單片機(jī)控制的新型多功能嬰兒搖籃?？刂颇K由 AT89S52 單片機(jī)作為控制核心，硬件電路分為聲音檢測、溫度檢測、濕度檢測、電機(jī)驅(qū)動、人機(jī)交互和報(bào)警等模塊。 該系統(tǒng)的功能是：輸入的哭聲信號控制搖籃的啟動，當(dāng)有溫濕度報(bào)警信號輸入時，啟動報(bào)警系統(tǒng)。人機(jī)交互是由定時按鍵和 LCD 組成，搖籃晃動的時間是由按鍵預(yù)置的； LCD 可以顯示定時時間和嬰兒體溫、尿床狀態(tài)。軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C 語言實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的全部控制功能，包括定時設(shè)置、電機(jī)驅(qū)動、狀態(tài)顯示、報(bào)警和音樂播放等。 關(guān)鍵字 ： 單片機(jī)；聲控；濕度檢測；體溫檢測 Abstract Useing traditional baby cradle, needs nurse to acpany nearby the baby, not only timeconsuming moreover often makes nurse to be very exhausted. The multipurpose baby cradle control module controlled by the microprocessor, has realized the automatic control, lightened the working burden of baby nurse, promoted the babies healthy sleep, enhanced adult and baby39。s quality of life. At present, the functions of the majority intelligent cradle in the market are not very plete, and the intellectualized degree is not high, this design has enriched cradle39。s function in the existing foundation, enhanced the intelligent cradle39。s usability. The microprocessor of AT89S52 takes the master control chip of this design, the function which the cradle realizes includes: 1. when the baby cries calls through the voice control electric circuit control electrical machinery to shake automatically, carries on the hypnosis。 2. the cradle has fixed time function: nurses may establish the time which the cradle shakes according to their need 。 3. when the baby wets the bed starts the autoalarm through the humidity sensor39。s signal。 4. baby body temperature automatic guardianship function: The body temperature detector carries on the automatic temperature measurement on the baby39。s body, when the baby39。s body temperature surpasses the normal value,it will send out the alarm automatically noticing the nurse pay attention to baby39。s condition. Keywords:Microprocessor。Voice control。 Humidity induction。 Body temperature examination 1 緒論 現(xiàn)代家庭大多是獨(dú)生子女家庭 ， 父母對子女的嬰兒期培育非常重視。然而養(yǎng)育嬰兒是一件非常消耗時間和精力的事情 ， 常常會與父母快節(jié)奏的工作生活產(chǎn)生沖突 。有些父母因?yàn)橐归g照顧嬰兒，長時間不能得到很好的休息，甚至嚴(yán)重影響了健康和正常的工作。據(jù)了解，有很多的上班族父母都會為照顧嬰兒而苦惱。 為此， 本文 設(shè)計(jì) 了一款具有多種功能的智 能嬰兒搖籃，希望達(dá)到使父母不用在搖籃邊就能了解到嬰兒的情況 ， 從而采取相應(yīng)的處理的目的 ，從而減輕父母的負(fù)擔(dān)，在保證照顧好嬰兒的前提下，保證父母的正常生活和工作 。 設(shè)計(jì)背景 中國人在養(yǎng)育嬰兒的 傳統(tǒng)方式上，都是懷抱著嬰兒輕輕拍打搖動或者使用人力推動搖籃，使嬰兒安靜下來進(jìn)行睡眠，但是這樣做有很多方面不利于嬰兒發(fā)育和成長。通過對中國各地傳統(tǒng)的嬰兒搖籃進(jìn)行 的 調(diào)查 情況的了解 ，發(fā)現(xiàn)都是采人工推搖方式，有吊籃、搖桶、搖床等，使用起來不僅費(fèi)時費(fèi)力，增加了許多勞動負(fù)擔(dān)，而且產(chǎn)生較大的噪音，使嬰兒很難進(jìn)行深度睡眠。同時，傳統(tǒng)看護(hù)嬰兒的有些方式不當(dāng)，會使嬰兒的大腦處于失重、充血狀態(tài)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了嬰兒的大腦發(fā)育和骨骼生長。對于嬰幼兒來說，睡覺和吃奶一樣，是他們生長過程中的頭等大事。 一款合適的搖籃不僅能保證嬰兒的健康 成長，也能在很大程度上減輕父母的負(fù)擔(dān)，使父母不必為整夜照顧嬰兒而勞煩，從而保證大人和孩子都擁有更高的生活質(zhì)量。 研究現(xiàn)狀 根據(jù)英國《衛(wèi)報(bào)》 2021 年的報(bào)道， 4名就讀于英國考文垂大學(xué)的學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了一種一種新型搖籃，它不僅可以自動搖晃嬰兒入睡，還能與房間的網(wǎng)絡(luò)相連接，從而降低嬰兒“搖籃死亡”的幾率。這種智能型搖籃最顯著的特點(diǎn)是帶有溫度控制系統(tǒng)，可以與房間內(nèi)的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)相連。父母不必陪在孩子身邊，在家中任何一個房間里都可時時監(jiān)控孩子的一舉一動，并能遠(yuǎn)程操控?fù)u籃搖晃孩子入睡。如果發(fā)現(xiàn)搖籃溫度偏高，還 可遙控降溫，使孩子安然入睡，不熱得踹被，也不著涼感冒。發(fā)明者表示，溫控系統(tǒng)是他們的一大創(chuàng)舉，進(jìn)一步完善后，它還可被用于熱奶、使玩具保持一定溫度等方面。新型搖籃還有望降低嬰兒猝死綜合征的發(fā)病率。嬰兒猝死綜合征又被稱為“搖籃死亡”，通常見于 1 個月至 4 個月大小的嬰兒。英國每年有 350 名嬰兒罹患此病，在睡夢中死亡。雖然目前尚未找到明確病因，但醫(yī)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)，嬰兒猝死綜合征通常會伴隨著嬰兒體溫過熱。而新發(fā)明的搖籃一旦發(fā)現(xiàn)嬰兒體溫異常，將會向父母發(fā)出早期預(yù)警信號，提醒父母采取相應(yīng)措施。同時，由于設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，這個新型搖籃 被列入了考文垂大學(xué)畢業(yè)生作品展覽。 目前 的電動搖籃 ，其搖擺的啟動方式分為采集聲音和運(yùn)動兩種。 ① 電磁式多功能嬰兒搖籃床：它是由一個下座連支架、一個搖籃、一個平衡塊與平衡桿組成，下座的支架有一個軸承通過軸與搖籃相連接，并且可以自由轉(zhuǎn)動，平衡塊是可以調(diào)節(jié)重量，使搖籃的重心處于轉(zhuǎn)軸上。磁動力：在搖籃底部有一個磁性條，在下座中央有一個電磁鐵。 ②電動式多功能嬰兒搖籃床：結(jié)構(gòu)件與電磁式相同。動力部分是用一個汽車用雨水劃水器安裝在軸承處，每當(dāng)劃水器將滑臂劃動一下， 就會帶動搖籃晃動一下。如果調(diào)節(jié)劃水器劃動頻率，即可使搖籃晃動頻率改變。能任意調(diào)節(jié)搖籃角度：可將搖籃沿 X 軸與 Y 軸傾斜任意角度。 市場上現(xiàn)有的智能搖籃，功能比較完善的有以下幾種： 可移動式多功能嬰兒搖籃床，包括搖籃、三角支架、橫桿、吊管，搖籃由兩部分構(gòu)成，其之間為活動連接，可在 90176。與 180176。之間折疊，通過與吊管連接的滑桿上的定位卡槽卡緊，吊管的上端與橫桿之間設(shè)有轉(zhuǎn)向盤，支撐搖籃的吊管上端的轉(zhuǎn)向盤與橫桿以及支撐橫桿的三角支架之間均為可拆卸的活動連接，三角支架的支撐桿為可折疊連桿，三角支架的下端設(shè)有鎖定輪。其特點(diǎn) 是可旋轉(zhuǎn)、可移動、使用方便，并且可折疊、可裝卸，便于存放與攜帶。其專利主權(quán)項(xiàng)為：可移動式多功能嬰兒搖籃床，包括搖籃、三角支架、橫桿、吊管，其特征在于，搖籃由兩部分構(gòu)成，該兩部分之間為活動連接，可在90176。與 180176。之間折疊，通過滑桿固定，吊管的上端與橫桿之間設(shè)有轉(zhuǎn)向盤，支撐搖籃的吊管、轉(zhuǎn)向盤、橫桿以及支撐橫桿的三角支架之間均為可拆卸的活動連接，所述三角支架的支撐桿為可折疊連桿，三角支架的下端還設(shè)有鎖定輪。 寧波金龍兒童用品有限公司研發(fā)的系列童床產(chǎn)品獲得了三項(xiàng)國家專利（ 、 、 ），采用聲控啟動技術(shù)，以嬰兒的啼哭聲控制搖擺，集睡床及搖籃于一體，具有音樂（ MP3）催眠曲、寶寶尿濕提醒和寶寶蹬被提醒等功能。 武漢春眠科技發(fā)展有限公司研發(fā)的智能搖籃運(yùn)用直流變頻技術(shù)，由嬰兒的啼哭聲啟動搖籃工作，裝有定時裝置， 1－ 60 分鐘可自行調(diào)節(jié)，自動停止；若嬰兒再次啼哭，哭聲可指令搖籃重新工作。另外，搖籃工作時是否播放音樂、音樂大小可選擇。這款搖籃代表了現(xiàn)在市面上大多數(shù)的智能搖籃，屬于聲控啟動型。 根據(jù)論文資料，還有一種 基于加速度傳感器 MMA7260QT 的自動搖籃 ， 系統(tǒng) 采用飛思卡爾 mc9s08qg8 單片機(jī)作為控制器，使用飛思卡爾加速度傳感器 MMA7260QT 判斷嬰兒的活動情況， 當(dāng)檢測到嬰兒活動時自動開啟搖籃。屬于動作啟動型搖籃。 設(shè)計(jì)的目的及意義 現(xiàn)在市場上的智能搖籃都只具有在嬰兒哭鬧時自動搖擺并播放音樂的功能，因此只能起到單一的催眠功能， 不能針對嬰兒的活動發(fā)生動作，若搖籃一直搖動，對嬰兒的安 撫作用就 會降低。采用聲音觸發(fā)的自動搖籃，缺點(diǎn)是嬰兒先是活動，得不到安撫則會哭鬧，搖籃才會啟動進(jìn)行安撫；另外如果因?yàn)閯e的原因哭鬧，搖籃則不能起到安撫作用。所以根據(jù)嬰兒的活動來啟動搖籃是比較妥當(dāng)?shù)目刂品绞?。用單片機(jī)來控制搖籃的啟動，成本較低，適合這樣的應(yīng)用。 另外，現(xiàn)有的搖籃不能應(yīng)對一些突發(fā)情況，比如嬰兒尿床和發(fā)燒等。這樣，如果看護(hù)者不在旁邊，搖籃并不能對嬰兒起到很好的照顧作用。 如果借鑒上文 4 名英國大學(xué)生的設(shè)計(jì)思想，在現(xiàn)有的搖籃功能的基礎(chǔ)上增加溫度傳感和濕度傳感器件，就可以在嬰兒尿床時及時提醒父母，以盡量減少嬰兒的不舒 適感，當(dāng)嬰兒發(fā)燒時也可以及時發(fā)出警報(bào)，方便看護(hù)者隨時掌握嬰兒的身體狀況， 從而降低嬰兒“搖籃死亡”的幾率。 所以， 設(shè)計(jì)一款多功能的嬰兒搖籃 可以讓父母 不必隨時守在嬰兒身旁 ， 促進(jìn)了嬰兒的健康睡眠，提高了大人和小孩的生活質(zhì)量， 使家長照看嬰兒更為方便 。 本文設(shè)計(jì)的多功能嬰兒搖籃采用電機(jī)控制搖床擺動，采用 9V 交流電源供電，保證工作電壓處于安全范圍內(nèi)。當(dāng)嬰兒所發(fā)出的聲音超過一定分貝時，搖床就回自動的一邊搖晃一邊播放音樂。當(dāng)嬰兒的墊子達(dá)到一定的濕度后（即嬰兒尿床），可以通過濕度傳感器采集信息，經(jīng)過搖籃主控板處理后通知父母，讓 家長做出相應(yīng)的處理。一般嬰兒的正常的體溫在腋窩處為 ℃～ ℃之間，當(dāng)嬰兒的體溫超過正常范圍后，通過報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號，并在液晶界面顯示嬰兒的體溫，以便及時通知父母，并可以使父母立刻了解嬰兒的體溫狀況。該款多功能嬰兒搖籃比同類產(chǎn)品的功能更齊全，可以讓父母晚上不出自己的房間便可以了解嬰兒的情況，使家長照看嬰兒更為方便，因此該產(chǎn)品前景廣闊，有潛在的市場空間。 大學(xué)生部落 2 總體設(shè)計(jì)思路 搖籃實(shí)現(xiàn)的功能有 ： ⑴ 當(dāng)嬰兒哭叫時通過聲控電路控制電機(jī)自動 搖動，并播放搖籃曲進(jìn)行催眠； ⑵ 搖籃有定時功能：可以根 據(jù)需要設(shè)定搖籃搖動的時間； ⑶ 當(dāng)嬰兒尿床時通過濕度感應(yīng)器的信號啟動自動 報(bào)警 ； ⑷ 嬰兒體溫自動監(jiān)護(hù)功能：體溫探測針在寶寶身上進(jìn)行自動測溫，當(dāng)寶寶體溫超過正常值時會自動發(fā)出 報(bào)警信號通知看護(hù)者關(guān)注嬰兒的狀況。 方案論證 方案一：運(yùn)用直流變頻技術(shù)，由嬰兒的啼哭聲啟動搖籃工作，裝有定時裝置， 1－60 分鐘可自行調(diào)節(jié)，自動停止；若嬰兒再次啼哭，哭聲可指令搖籃重新工作。另外，搖籃工 作時是否播放音樂、音樂大小可選擇。這款搖籃代表了現(xiàn)在市面上大多數(shù)的智能搖籃，屬于聲控啟動型。 方案二：采用運(yùn)動信號啟動的方式，使用飛思卡爾加速度傳感器 mma7260q