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作者：湖北师范学院 谭海文 李绍锰 明辉

指导教师：梅斌

　　作品简介

　　开发背景

　　我们都知道照顾三岁以下的孩子是非常需要耐心和时间的，也是一件困难的事情。为了满足工作繁忙的人们更好地照顾年幼的小孩，我们设计了这款多功能智能婴儿车。

　　结构说明

　　作品主要由IAP15F2K61S2单片机、LCD12864、四个红外探头、两个直流电机、无线遥控、声音检测模块、湿度检测模块、GSM、键盘、指示灯、车体模型等器件组成。IAP15F2K61S2作为控制核心，LCD12864用于显示时间、温度、摇车定时时间和一些功能指示;车体四个角的红外探头检测高度落差用于防跌落;无线遥控可控制车体运动;声音检测、湿度检测和GSM结合实现远程监控。

　　功能与使用说明

　　本作品可以无线遥控车体的前后左右及转圈运动。在安全方面，车的四个角都装有一个红外探头，当有探头检测到高度落差时，车轮电机执行相应动作，起到防跌落的功能。为帮助小孩的睡眠，可以开启摇车定时功能，可以根据需要设定摇车时间，车自动前后运动并执行设定的时间，在摇车的同时防跌落功能还是有效的。当小孩睡醒并哭泣时，将自动向指定号码拨打一次电话，来提醒父母孩子醒了从而及时照顾到孩子。婴儿车还有尿湿检测功能，尿湿检测功能开启后，小孩尿湿时指示灯亮起，并向指定号码发送一条短信提示，如果关闭GSM功能则只亮指示灯。另外婴儿车有LCD12864显示实时时间、温度和进行功能指示。

　　作品特色

　　1、能无线遥控车体运动，并具有自动摇车功能;

　　2、安全防跌落;

　　3、可通过GSM网络提醒婴儿尿湿和睡醒;

　　4、具有实用性、娱乐性的同时，也保障了孩子的健康和安全。

　　平台选型说明

　　以STC公司IAP15F2K61S2单片机为核心的开发套件作为作品开发平台，配合声音检测模块、湿度检测模块、LCD12864显示、直流电机、无线遥控模块、GSM通信模块等传感器、显示器、执行器及通信部件，构成整个智能婴儿车系统。

　　设计说明

　　首先我们制作了一个婴儿车的车体模型;车轮由两个电极驱动的轮子和两个转向轮构成;车把手上有一个遥控指示灯和尿湿指示灯;车身有一个键盘，分别是总开关、睡醒哭声检测开关、尿湿检测开关、摇车定时加、摇车定时减和摇车定时开关。

　　我们用LCD12864来做显示设备，它可有四行，每行可显示8个汉字或者16个字母数字。我们用第一行来显示时间和温度，第二行显示摇车定时和摇车时间，第三行显示哭声检测开启关闭状态，第四行显示尿湿检测开启关闭状态。LCD12864显示情况如图1所示。

　　图1 LCD12864显示情况

　　温度和时间分别是采用DS18B20和DS1302芯片来获取的，18B20采用单线接口方式，测量范围广，误差1摄氏度，可满足日常生活的温度测量，而1302性能高、功耗低，具有双电源，主电源掉电保持运行。

　　在遥控运动方面，我们通过200米无线遥控模块与单片机结合，单片机通过读取遥控模块信号给电机驱动模块相应信号，从而控制车的前后左右及转圈的运动。为增加娱乐性，我们还设计了摇车定时的功能，用户可以通过键盘设定摇车的时间，通过液晶显示出来，车自动前后运动执行用户设定的时间。车的运动为前一秒后一秒，这样就达到了摇车目的。虽然在我们的作品中车运动时电机杂音较大，如果做出产品相信不会太大杂音。

　　定时摇车功能的实现，是通过单片机读取时钟模块的秒，控制电机电机运动。当我们设定摇车时间并开启摇车后，单片机读取的秒为奇数时两个电机同时做前进动作，为偶数时两个电机同时做后退动作，并且函数中的标志数自加。通过调试我们知道了标志数达到4800时，大概为一分钟，这时让设置的时间数减一，直到减到零，车停止运动。这样一来，达到了所需要的目的，而避免了其它中断模块的冲突。

　　为增加婴儿车的安全性，我们设计了防跌落功能。考虑成本，我们不使用雷达测距，而使用红外探头。红外探头能通过检测是否达到我们设定的距离而给出不同电平变。化考虑到车的四个角都有可能接近跌落边缘，我们给车的四个角各装一个红外探头。当有红外检测到高度落差时，通过单片机给电机驱动相应信号驱动电机做出相应动作。例如前左角检测到高度落差时，左边的轮子后退，这样就实现了防跌落的功能。防跌落功能如图2所示。

　　图2 智能婴儿车防跌落功能示意图

　　据了解三岁一下的小孩一天要睡十五个小时左右，而白天睡觉的时候，大人要守在旁边，以便当小孩醒来时得到及时的照顾。我们都知道，三岁下的小孩在睡醒时，都会哭喊。通过这些现象，我们给婴儿车设计了哭声检测功能，通过GSM远程监控小孩是否睡醒。

　　随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。单片机通过P30、P31的串口通信实现与GSM网络的通信。我们所用到的GSM模块波特率默为9600，我们的单片机设定的频率为11.0592MHz，定时器1为模式2(8位自动重载)，所以设置波特率重装值TL1=(256-(11059200/32/9600))=220，TH1=(256-(11059200/32/9600))=220。串口通信主要代码：

　　void Uart() interrupt 4 using 1 ///UART 中断服务程序

　　{ if (RI)

　　{ RI = 0; } //清除RI位

　　if (TI)

　　{ TI = 0; //清除TI位

　　busy = 0; } //清忙标志

　　}

　　void SendData(BYTE dat) ////发送串口数据

　　{ while (busy); //等待前面的数据发送完成

　　busy = 1;

　　SBUF = dat; } //写数据到UART数据寄存器

　　void SendString(char *s) ///发送字符串

　　{ while (*s) //检测字符串结束标志

　　{ SendData(*s++);} //发送当前字符

　　}

　　先用GSM模块通过与PC机的串口进行调试明确。在单片机上执行发送以下命令可进行打电话、发短信操作：

　　void GSM_Call(void)////打电话

　　{ SendString("AT\n");

　　Delay_ms(100);

　　SendString("ATD15826973731;\n");//设置接收电话号码

　　Delay_ms(100);

　　}

　　void GSM_Sent_Text_Message(void)//发送英文短信

　　{ SendString("AT\n");

　　Delay_ms(200);

　　SendString("AT+CMGF=1\n");//设置为TEXT模式，发送短信内容为英文

　　Delay_ms(200);

　　SendString("AT+CMGS=\"15826973731\"\n");//设置接收电话号码

　　Delay_ms(200);

　　SendString("bedwetting");//发送内容

　　SendString("\x1a\n");//结束符

　　}

　　声音检测模块直接与单片机通信，由于声音检测模块安装在车内，而且检测范围有限，并有开关控制。我们只提取车内声音的有无的数字量。当开关开启时，并检测到足够大的声音时(大小可通过灵敏度进行调节)，通过单片机向GSM模块发送打电话指令，GSM执行打电话操作，达到了远程监控小孩是否睡醒的目的。这样以来，当小孩睡着时我们可以开启哭声检测，大人去做别的事或去别的房间也可以及时知道小孩是否睡醒。

　　我们都知道小孩尿湿是难免的，传统办法是用手去触摸感受小孩是否尿湿。为此我们为婴儿车添加了尿湿检测。主要是由湿度传感器构成，我们将湿度检测探头放于车内，若在实际使用中还可放于尿不湿内，通过湿度检测探头检测到湿度的变化，湿度模块将信号传给单片机，亮起指示灯，若开启GSM则通过GSM模块向指定号码发送短信提示，达到提醒大人及时处理的目的。

　　整个婴儿车系统很好地实现了以上各功能的整合，互不干扰。

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