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基于单片机的智能婴儿床监护系统多功能婴儿床摇篮系统

article 2024/12/22 9:31:00

 功能介绍

  • 以STM32单片机为控制核心
  • 蓝牙传输控制
  • 可以进行哭闹检测、尿床检测、音乐播放、语音提醒、
  • 哭闹时可以进行摇床
  • 有不同的模式
  • 自动模式和睡眠模式

  • 实物可做，其他功能也可以

 电路图

PCB


源代码

u8 Temperature_High;         //室内温度高阈值
u8 Temperature_Low;          //室内温度低阈值
u8 Humidity_High;            //室内湿度高阈值
u8 Humidity_Low ;            //室内湿度低阈值
u8 SoilHumidity_High;        //土壤湿度高阈值
u8 SoilHumidity_Low;         //土壤湿度低阈值
u8 Air_High;                 //空气质量高阈值
u16 LightLux_High;           //光照强度高阈值
u16 LightLux_Low ;           //光照强度低阈值

double Humidity;             //室内湿度
double Temperature;          //室内温度
double SoilHumidity;         //土壤湿度
double Lightlux;             //光照强度
double SoilTemperature;	     //土壤温度
double Air;	                 //空气质量

u8 Auto;                //控制模式，0：手动，1：自动
u8 flag=0;				      //页显示标志
u8 flag0=0;				      //定时器到达标志
u8 flag1=0;             //水泵运行标志
u8 flag2=0;             //补光运行标志
u8 flag3=0;             //风扇运行标志
u8 flag4=0;             //卷帘运行标志
u8 channel;             //按键1标志
u8 AirAlarm=0;          //空气质量超限警报标志
u8 Airflag=0;           //空气质量超限变化标志 
int main(void) 
{	
	unsigned char temp[256];
	System_Init();                             //系统初始化	
	u1_printf("系统初始化成功\r\n"); 
	while(WiFi_ConnectServer())                //循环，初始化，连接服务器，直到成功
	{
		delay_ms(2000);                          //延时
	} 
	//OLED_Clear();                              //OLED清屏
	
	WiFi_RxCounter=0;                         //WiFi接收数据量变量清零                        
	memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);    //清空WiFi接收缓冲区               
	Connect_flag = 1;                          //Connect_flag=1,表示连接上服务器	
	WiFi_Send("{\"state\":1}",strlen("{\"state\":1}"),500);  //发送连接状态
	OLED_ShowCHinese(12,2,26);   //运
	OLED_ShowCHinese(28,2,27);   //行
	OLED_ShowCHinese(44,2,28);   //模
	OLED_ShowCHinese(60,2,29);   //式
	OLED_ShowChar(76,2,':',16);  //:
	OLED_ShowCHinese(4,4,33);                 //空
	OLED_ShowCHinese(20,4,34);                //气
	OLED_ShowCHinese(36,4,35);                //质
	OLED_ShowCHinese(52,4,36);                //量
	OLED_ShowChar(68,4,':',16);               //:
	OLED_ShowChar(108,4,'%',16);               //百分比
	OLED_ShowCHinese(8,6,22);          //光
	OLED_ShowCHinese(24,6,23);         //照
	OLED_ShowChar(40,6,':',16);        //:
	OLED_ShowString(96,6,"Lux",16);    //光照单位
	if(Auto)
	{
		OLED_ShowCHinese(84,2,32);   //自
		OLED_ShowCHinese(100,2,31);  //动
	}
	else
	{
		OLED_ShowCHinese(84,2,30);   //手
		OLED_ShowCHinese(100,2,31);  //动
	}
	memset(temp,0,256);
	sprintf((char*)temp,"{\"AirAlarm\":%d}",AirAlarm);               //构建回复室内湿度数据
	WiFi_Send(temp,strlen((char*)temp),500);	
	TIM3_ENABLE_1S();                          //TIM3初始化，用于更新数据
		
	TIM1_ENABLE_2ms();
	while(1)
	{ 
		if(flag0)                               //更新数据
		{
			tim3_OK();
		}
		KeyDriver1();
		WifiDataHandle();                        //获得服务器下发的数据
		AutoPattern();                           //自动模式
		if(Air>Air_High)                         //空气质量超限判断
		{
			AirAlarm=1;		
		}
		else
		{
			AirAlarm=0;
		}
		
		if(Airflag!=AirAlarm)
		{
			memset(temp,0,256);
			sprintf((char*)temp,"{\"AirAlarm\":%d}",AirAlarm);               //构建回复室内湿度数据
			WiFi_Send(temp,strlen((char*)temp),500);                           //发送数据
		}			
		Airflag=AirAlarm;
	}		
}
void tim3_OK(void)
{
		u8 temp1[256];
		TempHumi_State();
		SoilHumidity_State();		
		SoilTemperature_State();
		Light_State();
		MQ_State();
		if(flag)
		{
			//u1_printf("温度：%.2f  湿度：%.2f\r\n",Temperature,Humidity);
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%2.1f",Temperature);       //构建室内温度数据
			
			OLED_ShowString(76,0,temp1,16);
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%2.1f",Humidity);       //构建室内湿度数?
			//u1_printf("构建土壤温度数据：%2.1f\r\n",SoilTemperature);
			OLED_ShowString(72,2,temp1,16);     
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%2.1f",SoilTemperature);       //构建土壤温度数据
			//u1_printf("构建土壤湿度数据:%2.1f\r\n",SoilHumidity);
			OLED_ShowString(76,4,temp1,16);
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%2.1f",SoilHumidity);       //构建土壤湿度数据
			OLED_ShowString(72,6,temp1,16);
			
		}
		else
		{
			//u1_printf("构建光照数据:%.1f\r\n",Lightlux);
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%.2f",Lightlux);           //构建光照数据
			OLED_ShowString(48,6,temp1,16);	
			memset(temp1,0,256);	
			sprintf((char*)temp1,"%.2f",Air);           //构建空气质量
			OLED_ShowString(76,4,temp1,16);			
		}
		flag0=0;
}
/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：自动运行模式                               */
/*参  数：无                                        */
/*返回值：无                                        */
/*-------------------------------------------------*/
void AutoPattern(void)
{
	if(Auto==1)                                                 //自动模式
	{	
		if(SoilHumidity_High<SoilHumidity)
		{
			if(flag1==0)
			{
				WATER_OFF;                                           //关闭水泵
				WATER_State();
				flag1=1;
			}                                                      //判断水泵状态，并发送给服务器					 					
		}
		else if(SoilHumidity_Low>SoilHumidity)
		{
			if(flag1==0)
			{
				WATER_ON;                                            //打开水泵
				WATER_State();                                       //判断水泵状态，并发送给服务器 
				flag1=1;
			}
		}
		else                                                     //正常状态
		{
			flag1=0;
		}
		if(LightLux_High<Lightlux)
		{
			if(flag2==0)
			{
				LED_OFF;                                                //关闭LED
				LED_State();                                            //判断LED状态发送给服务器
				flag2=1;
			}                                        					 					
		}
		else if(LightLux_Low>Lightlux)
		{
			if(flag2==0)
			{
				LED_ON;                                                 //打开LED
				LED_State();                                            //判断LED状态，并发送给服务器 
				flag2=2;
			}
		}
		else                                                     //正常状态
		{
			flag2=0;
		}				
		if(Humidity_High<Humidity)
		{
			if(flag3==0)
			{
				FAN_ON;                                                 //打开风扇
				FAN_State();                                            //判断风扇状态并发送给服务器 
				flag3=1;
			}                                        					 					
		}
		else if(Humidity_Low>Humidity)
		{
			if(flag3==0)
			{
				FAN_OFF;                                                //关闭风扇
				FAN_State();                                            //判断风扇状态并发送给服务器 
				flag3=2;
			}
		}
		else                                                     //正常状态
		{
			flag3=0;
		}				
		if(Temperature_High<Temperature)
		{
			if(flag4==0)
			{
				flag4=1;
				StepMotor_CCW();																			    //打开卷帘
				WiFi_Send("{\"RiShSt\":1}",strlen("{\"RiShSt\":1}"),500); //发送卷帘控制状态 
			}                                        					 					
		}
		else if(Temperature_Low>Temperature)
		{
			if(flag4==0)
			{
				flag4=2;
				StepMotor_CW();					                                    //关闭卷帘
				WiFi_Send("{\"RiShSt\":0}",strlen("{\"RiShSt\":0}"),500);   //发送卷帘控制状态 
			}
		}
		else                                                     //正常状态
		{
				flag4=0;
		}				
	}
}
/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：系统初始化                                */
/*参  数：无                                        */
/*返回值：无                                        */
/*-------------------------------------------------*/
void System_Init(void)
{
	IIC_Init();                                //IIC初始化
	Out_Init();	                               //输出初始化
	delay_init();                              //延时功能初始化
	OLED_Init();			                         //初始化OLED
	OLED_Clear();                              //OLED清屏
	
	OLED_ShowCHinese(0,0,39);   							   
	OLED_ShowCHinese(16,0,40);  							   
	OLED_ShowCHinese(32,0,4);   							 
	OLED_ShowCHinese(48,0,5);  							   
	OLED_ShowCHinese(64,0,41);  							 
	OLED_ShowCHinese(80,0,37); 							   
	OLED_ShowCHinese(96,0,2); 							   
	OLED_ShowCHinese(112,0,3); 							  
	

	Adc_Init();                                //ADC初始化，通道0、1、5
	Usart1_Init(115200);                       //串口1功能初始化，波特率9600
	Usart2_Init(115200);                       //串口2功能初始化，波特率115200	
	TIM4_Init(1000,7200);                      //TIM4初始化，用于发送数据
	
	
	KEY_Init();                                //按键初始化
	
	StepMotor_Init();                          //步进电机初始化
	
	ReadBackup();												       //用来读取关机之前的状态	
	TempHumi_State();                          //首次获得室内温湿度
	SoilHumidity_State();                      //首次获得土壤湿度
	Light_State();                             //首次获得光照强度
	SoilTemperature_State();                   //首次获得土壤温度
	MQ_State();                                //首次获得空气质量
	  
	WiFi_ResetIO_Init();                       //初始化WiFi的复位IO
  RxBuff_Init();                             //初始化接收缓冲区
}

     

元器件清单

基于单片机的智能婴儿床监护系统多功能婴儿床摇篮系统
名称型号数量
单片机STC89C521
晶振11.0592M1
电解电容10uF1
电解电容1000uf1
瓷片电容22pF2
电阻10K3
电阻1K4
电阻2K1
蜂鸣器有源1
三极管S90121
按键5
显示屏LCD16021
排针16P1
排母16P1
人体红外模块HC-SR5011
排母3P1
温度传感器DS18B201
烟雾传感器MQ-21
模数转换器ADC08321
IC座8P1
GSM模块SIM800c1
电源座5MM1
电源线5V2A1
自锁开关1
继电器1
小水泵1
导线若干
焊锡丝若干

参考文献

参考文献
[1]王德保.GPS在城市控制网中的应用研究[D].山东:山东科技大学,2005.
[2]何立民.从现代计算机视角看嵌入式系统(4)嵌入式系统40年发展史[J].单片机与嵌入式系统应用,2016,16(04):77-79.
[3]康桂霞,刘达.FPGA应用技术教程[M].北京:人民邮电出版社:201306.229.
[4]朴德慧,衣英刚.液晶显示器驱动板MCU电路介绍(上)[J].家电检修技术,2012(11):53.
[5]段廷魁.全球卫星定位系统（GNSS）在工程测量中的实践运用探索0[J].科技创新与应用,2021(05):182-184.
[6]宋戈,黄鹤松.51单片机应用开发范例大全[M].北京:人民邮电出版社:国家信息技术紧缺人才培养工程系列丛书,201206.558.
[7]罗小青.单片机原理及应用教程[M].北京:人民邮电出版社,201409.180.
[8]沈庆阳.单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002.
[9]杜深慧.温湿度检测装置的设计与实现[M].北京:机械工业出版社,2004.
[10]林嘉.基于89S52的LCD1602程序设计[J].电脑知识与技术,2012(26):6376-6378.
[11]刘光伟.基于单片机的温室温湿度监测系统设计与实现[D].秦皇岛市:燕山大学,2012.
[12]褚福强,董学仁.单片机的网络接入技术研究[J].仪器仪表用户,2006(05):4-5.
[13]陈英俊.基于单片机的温湿度监测和报警系统设计[J].广东石油化工学院学报,2013(04):42-46.
[14]廖丽媛.基于应变式扭矩传感器的测量系统的设计[D].上海市:东华大学,2013.
[15]刘九庆.温室环境工程技术[M].吉林:东北林业大学出版社,2002.
[16]王明喜,崔世茂.大棚型日光温室光照、温度及湿度等性能的初步研究[J].农业工程技术(温室园艺),2008(05):19-21.
[17]张迎辉.单片微型计算机键盘接口设计[J].信息技术,2004(07):68-69+91.
[18]张友德,赵志英.单片微型机原理应用与实验[M].上海市:复旦大学出版社,2003.
[19]赵芝芸.温室智能监控系统[D].江苏:江苏科技大学,2010.
[20]张宏伟.基于STM32的智能环境监测系统设计与实现[J].大庆师范学院学报,2020(05):32-35.
[21]王世伟,杨越.基于STM32的多型号舵机调试器设计[J].九江学院学报(自然科学版),2020,35(02):33-36.
[22]Pengcheng Zhao,Meijun Ni,Chao Chen,Chenxi Wang,PingpingYang,Xiahui Wang,Chunyan Li,Yixi Xie,Junjie Fei. A Novel Self-protection Hydroquinone Electrochemical Sensor Based on Thermo -sensitive Triblock Polymer PS-PNIPAm-PS[J].
[23]Jian Wang,Jing Chen,Xiaofu Xiong,Xiaofeng Lu,ZhengLiao,Xiaobo Chen.Temperature safety analysis and backup protectionscheme improvement for overhead transmission line in poweroscillation condition[T].Electric Power Systems Research,2019,166.
[24]Fuji Electric Co.Ltd.;Patent Issued for SeiconductorDevice And Method Of Outputting Temperature Alarm (USPTO10,164,626)[J].Electronics Newsweekly,2019.
[25]VERSID,INC;Patent Issued for Refrigeration UnitTemperature Alarm Using Thermal Properties of Food to Eliminate FalseAlarms (USPTO 9752810)[J].Computers,Networks &Communications,2017.
[26]Fuji Electric Co.Ltd;Patent Application Titled"Semiconductor Device and Method of Outputting Teperature Alarm"Published Online (USPTO 20170077919)[J]. Technology & BusinessJournal,2017.
[27]su Yuanping,Xu Lihong,Goodman Erik D.Multi-layerhierarchical optimisation of greenhouse climate setpoints for energyconservation and improvement of crop yield[J].Biosystems
[28]黄松茂.基于STM32的家庭环境监测系统的设计与实现[D].甘肃兰州.西北师范大学,2018.:23-30.
[29]李大琳.智能车内温度监测系统设计[J].山东工业技术,2014(12):80-81.
[30]郭雯,王海涛. 智能输液系统的发展与应用.医疗卫生装备,shiwu

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