一种多传感器融合的智能婴儿车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多传感器融合的智能婴儿车，包括微控制器模块、供电电源、多传感器数据监测电路模块、按键操作模块、语音功放模块、声光报警模块、通风模块、驱动模块，以及和微控制器输出端相连的液晶显示模块和近距离数据传输的蓝牙模块。本实用新型的优点体现在：在婴儿车上集成了多种传感器，便于父母获得婴儿车内的环境参数，并可远程调整参数，在日常使用简洁方便，稳定性和可靠性高，保证了孩子的安全，并大大提高婴儿车的智能化程度和舒适性，有较高的理论和推广应用价值。
【专利说明】
一种多传感器融合的智能婴儿车
技术领域
[0001]本实用新型涉及婴儿用品技术领域，特别适用于一岁以下的婴幼儿使用的一种多传感器融合的智能新型婴儿车。
【背景技术】
[0002]近年来，随着社会的快速发展，人们对物质生活的要求也大大提高，智能化的设备也逐渐占领市场。人们对儿童这一弱势群体的关注越来越多，对儿童用品的要求也是越来越高。婴儿车对于带婴儿的父母来说已经成了必需品，一辆合适的婴儿车不仅可以保证孩子安全，为婴儿的成长提供一种舒适的环境，而且还可以减轻年轻父母的负担。
[0003]目前市场上大多数的婴儿车都是人力推动的，功能比较单一，依赖人的护理，没有自动功能，在无人看管的时候存在很大的安全隐患。功能的单一，使婴幼儿处于孤寂的环境中，不利于孩子的健康成长。人力推动，不仅耗费家人体力，而且前进速度变化较大，从而导致婴儿车摆动。传统婴儿车因车架和篷布的设计，导致不能根据周围环境光照的强度，不能自动的调整篷布的打开角度。同时父母不能准确的获得婴儿车内的环境参数，照顾不全面。如果能多传感器设备以及微处理器应用到婴儿车上，将大大提高婴儿车的智能化程度和舒适性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多传感器融合的智能新型婴儿车，其在日常使用简洁方便，稳定性和可靠性高，有较高的理论和推广应用价值。
[0005]为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案:
[0006]—种多传感器融合的智能婴儿车，包括微控制器模块、供电电源、多传感器数据监测电路模块、按键操作模块、语音功放模块、声光报警模块、通风模块、驱动模块，以及和微控制器输出端相连的液晶显示模块和近距离数据传输的蓝牙模块:
[0007]微控制器模块，采用ARM微控制器STM32F103RCT6，还包括与所述ARM微控制器STM32F103RCT6相接的晶振电路和复位电路；
[0008]多传感器数据监测模块包括婴儿车内的温湿度检测电路、光照强度检测电路、声音检测电路及红外避障电路；
[0009]驱动模块包括为婴儿车提供前进动力的电机驱动模块以及根据光照强度自动调整婴儿车遮光角度的舵机模块；
[0010]按键操作模块，采用独立按键的方式，包括功能选择键、增加、减小以及确定键，将整个系统分为自动模式和手动模式，实现对婴儿车的各种参数的范围设定以及模式选择；
[0011]蓝牙模块，连接智能手机并与智能手机实现信息的双向传输，系统将所有检测参数以及各个执行单元的运行状态，以数据表格的形式发送到智能手机上，通过手机APP的设计显示所有信息，同时父母通过手机对婴儿车进行控制；
[0012]液晶显示模块，与微控制器的输出端相连，采用串行接法，通过定时刷屏的方式显示所有参数信息，便于父母查看以及参数设定操作；
[0013]微控制器模块与多传感器数据监测模块及驱动模块连接，通过传感器控制自动打开通风系统，语音系统，控制婴儿车的遮光角度，通过无线蓝牙方式，将声光报警信息发送到父母手机上，通过红外避障电路检测婴儿车周围的物体距离，控制婴儿车电机，避免发生误碰。
[0014]进一步的，所述语音功放模块包括ATK-VS1053B音频解码模块，集成声音录放功能和定时播放功能，当声音检测电路检测到婴儿啼哭的分贝达到设定分贝，根据系统要求播放歌曲或者提前录入的父母语音，给婴儿提供更舒适的语音环境。
[0015]进一步的，所述供电电源为单电源供电，即采用通过多个锂电池，在电路中通过LM7805稳压芯片、LMl 117-3.3稳压芯片和LMl 117-1.8稳压芯片进行稳压处理，分别给系统的各个模块提供电源电压;采用电压可调的升压模块，为直流电机驱动模块提供电源电压。
[0016]进一步的，所述温湿度检测电路采用DHTll温湿度传感器实时检测婴儿车内的温度和湿度，将实施数据上传到ARM微控制器STM32F103RCT6，当超出范围将自动打开通风系统和语音系统，并通过语音播放具体的信息，给父母提供实时信息;温湿度检测电路DATA数据线一端连接上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的PCl连接。
[0017]进一步的，所述光照检测电路采用BH1750FVI数字型光强度传感器，SDA接口一端连接上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的连接;SCL—端连接上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的PB5 连接。
[0018]进一步的，所述声音检测电路采用YL56传感器，其DO数据线直接和微处理器STM32F103RCT6 的 PBO 口连接。
[0019]进一步的，所述语音播放电路由高性能音频编解码模块ATK-VS1053组成，该模块通过7根信号线同主控芯片连接，分别是403、乂003、30(、31、30、01^0、和1?1'，对应的微控制器 STM32F103RCT6 的端口 分别是 PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PA8、PA9。
[0020]进一步的，所述驱动电路包括1^98~驱动芯片，输入端]1、1吧、1似、1~4对应的微控制器3了]\02?1031?(^6的端口分别是?814、？815、？812、？813;电机祖一端接1^98_勺01]1'1，另一端接L298N的0UT2 ；电机M2—端接L298N的0UT3，另一端接L298N的0UT4。
[0021]进一步的，所述蓝牙模块由高性能主从一体蓝牙串口模块ATK-HC05组成，该模块通过4根信号线同主控芯片连接，分别是:TXD、RXD、KEY、LED，对应的微控制器5丁]?32?1031?(^6的端口分别是？(:10、？(:11、？厶10、？八11。
[0022]进一步的，所述液晶显示电路采用12864液晶显示模块，通过串行接法显示所有参数信息；电阻R12两端引脚分别接12864液晶显示屏的2号引脚和18号引脚，中间引脚接12864液晶显示屏的VL引脚，调节液晶显示屏的对比度;模块通过5根信号线同主控芯片连接，分别是:RS、RW、EN、PSB、RST，对应的微控制器STM32F103RCT6的端口分别是PC5、PC6、PC7、PC8、PC90
[0023]本实用新型公开的一种多传感器融合的智能婴儿车，具有以下有益效果:
[0024]在婴儿车上集成了多种传感器，便于父母获得婴儿车内的环境参数，并可远程调整参数，在日常使用简洁方便，稳定性和可靠性高，保证了孩子的安全，并大大提高婴儿车的智能化程度和舒适性，有较高的理论和推广应用价值。尤其针对近年来婴幼儿的成长发育，本实用新型可为婴幼儿提供良好的成长条件，通过自动化功能有效的促进婴幼儿的健康成长。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的总体结构图，
[0026]图2是供电电源的电路原理图，
[0027]图3是温湿度检测电路原理图，
[0028]图4是光照检测电路原理图，
[0029]图5是声音检测电路原理图，
[0030]图6是按键电路原理图，
[0031]图7是液晶显不电路图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。
[0033]请参见图1。
[0034]—种多传感器融合的智能婴儿车，包括微控制器模块、供电电源、多传感器数据监测电路模块、按键操作模块、语音功放模块、声光报警模块、通风模块、驱动模块，以及和微控制器输出端相连的液晶显示模块和近距离数据传输的蓝牙模块:
[0035]微控制器模块，采用ARM微控制器STM32F103RCT6，还包括与所述ARM微控制器STM32F103RCT6相接的晶振电路和复位电路；晶振电路包括晶振Xl、晶振X2、电阻Rl、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6 ；复位电路包括复位按键SO、电阻R2和电容Cl。
[0036]多传感器数据监测模块包括婴儿车内的温湿度检测电路、光照强度检测电路、声音检测电路及红外避障电路；
[0037]驱动模块包括为婴儿车提供前进动力的电机驱动模块以及根据光照强度自动调整婴儿车遮光角度的舵机模块；
[0038]按键操作模块，采用独立按键的方式，包括功能选择键、增加、减小以及确定键，将整个系统分为自动模式和手动模式，实现对婴儿车的各种参数的范围设定以及模式选择，按键电路如图6所示，按键电路包括按键开关31、开关32、开关33、开关34，1^00、1^01、1^02、LED3以及电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17;
[0039]蓝牙模块，连接智能手机并与智能手机通过HC-05模块实现信息的双向传输，系统将所有检测参数以及各个执行单元的运行状态，以数据表格的形式发送到智能手机上，通过手机APP的设计显示所有信息，同时父母通过手机对婴儿车进行控制；
[0040]液晶显示模块，与微控制器的输出端相连，采用串行接法，通过定时刷屏的方式显示所有参数信息，便于父母查看以及参数设定操作；
[0041 ]微控制器模块与多传感器数据监测模块及驱动模块连接，通过传感器控制自动打开通风系统，语音系统，控制婴儿车的遮光角度，通过无线蓝牙方式，将声光报警信息发送到父母手机上，通过红外避障电路检测婴儿车周围的物体距离，控制婴儿车电机，避免发生误碰。
[0042]本实施例中，所述语音功放模块包括ATK-VS1053B音频解码模块，集成声音录放功能和定时播放功能，当声音检测电路检测到婴儿啼哭的分贝达到设定分贝，根据系统要求播放歌曲或者提前录入的父母语音，给婴儿提供更舒适的语音环境。
[0043]本实施例中，所述供电电源为单电源供电，即采用通过多个锂电池，在电路中通过LM7805稳压芯片、LMl 117-3.3稳压芯片和LMl 117-1.8稳压芯片进行稳压处理，分别给系统的各个模块提供5V、3.3V和1.8V电源电压;采用电压可调的升压模块，为直流电机驱动模块提供电源电压，如图2所示。
[0044]本实施例中，所述温湿度检测电路采用DHTll温湿度传感器实时检测婴儿车内的温度和湿度，将实施数据上传到ARM微控制器STM32F103RCT6，当超出范围将自动打开通风系统和语音系统，并通过语音播放具体的信息，给父母提供实时信息;温湿度检测电路DATA数据线一端连接R4上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的PCl连接，如图3所示。
[0045]本实施例中，所述光照检测电路采用BH1750FVI数字型光强度传感器，BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器，SDA接口一端连接R5上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的PB6连接；SCL —端连接RO上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的连接，光照检测传感器检测婴儿车所处环境的光照强度，STM32微控制器根据采集到的光照参数，通过控制舵机的转动角度和机械结构，从而使婴儿车的篷布打开不同的角度，保证舒适的光照强度，避免婴儿处于高强度光照辐射的伤害，如图4所示。
[0046]本实施例中，所述声音检测电路采用YL56传感器，其DO数据线直接和微处理器STM32F103RCT6的PBO 口连接，如图5所示，当婴儿开始啼哭，声音达到设定分贝时，声音传感器将信号传送到STM32微控制器，系统将自动输出信号，一方面打开系统语音播放系统，播放之前录入的父母的声音安抚婴儿，另外通过无线蓝牙方式，将声光报警信息发送到父母手机上。
[0047]本实施例中，所述语音播放电路由高性能音频编解码模块ATK-VS1053组成，该模块通过7根信号线同主控芯片连接，分别是:XCS、XDCS、SCK、S1、SO、DREQ、和RST，对应的微控制器5了]?32?1031?(^6的端口分别是?厶3、？厶4、？厶5、？厶6、？厶7、？厶8、？厶9，其中1?1'是￥51053的复位信号线，低电平有效。DREQ是一个数据请求信号，用来通知主机，VS1053可以接收数据与否。SCK、SI(MOSI)和SO(MISO)则是VS1053的SPI接口，他们在XCS和XDCS的控制下面来执行不同的数据通信。语音播放电路包括晶振电路和外放电路。其中，晶振电路包括晶振X3、电阻R6、电容C17、电容C18;外放电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C23、电容C24、电容C25。
[0048]本实施例中，所述驱动电路包括L298N驱动芯片，输入端INl、IN2、IN3、IN4对应的微控制器STM32F103RCT6的端口分别是PB14、PB15、PB12、PB13 ;电机Ml—端接L298N的OUTl，另一端接L298N的0UT2 ；电机M2—端接L298N的0UT3，另一端接L298N的0UT4。
[0049]本实施例中，所述蓝牙模块由高性能主从一体蓝牙串口模块ATK-HC05组成，该模块通过4根信号线同主控芯片连接，分别是:TXD、RXD、KEY、LED，对应的微控制器STM3 2F1 3RCT6的端口分别是PC1、PC11、PA 1、PA 11。通过HCO 5模块实现信息的双向传输，系统将所有监测参数以及各个执行单元的运行状态，以数据表格的形式发送到智能手机上，通过手机APP的设计显示所有信息，同时父母也可以通过手机对婴儿车进行控制。
[°°50] 本实施例中，所述液晶显示电路采用12864液晶显示模块，通过串行接法显示所有参数信息；电阻R12两端引脚分别接12864液晶显示屏的2号引脚和18号引脚，中间引脚接12864液晶显示屏的VL引脚，调节液晶显示屏的对比度;模块通过5根信号线同主控芯片连接，分别是:RS、RW、EN、PSB、RST，对应的微控制器STM32F103RCT6的端口分别是PC5、PC6、PC7、PC8、PC9，如图 7 所示。
[0051]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，而非对其限制;应当指出，尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，包括微控制器模块、供电电源、多传感器数据监测电路模块、按键操作模块、语音功放模块、声光报警模块、通风模块、驱动模块，以及和微控制器输出端相连的液晶显示模块和近距离数据传输的蓝牙模块: 微控制器模块，采用ARM微控制器STM3 2F1 3RCT6，还包括与所述ARM微控制器STM32F103RCT6相接的晶振电路和复位电路； 多传感器数据监测模块包括婴儿车内的温湿度检测电路、光照强度检测电路、声音检测电路及红外避障电路； 驱动模块包括为婴儿车提供前进动力的电机驱动模块以及根据光照强度自动调整婴儿车遮光角度的舵机模块； 按键操作模块，采用独立按键的方式，包括功能选择键、增加、减小以及确定键，将整个系统分为自动模式和手动模式，实现对婴儿车的各种参数的范围设定以及模式选择； 蓝牙模块，连接智能手机并与智能手机实现信息的双向传输，系统将所有检测参数以及各个执行单元的运行状态，以数据表格的形式发送到智能手机上，通过手机APP的设计显示所有信息，同时父母通过手机对婴儿车进行控制； 液晶显示模块，与微控制器的输出端相连，采用串行接法，通过定时刷屏的方式显示所有参数信息，便于父母查看以及参数设定操作； 微控制器模块与多传感器数据监测模块及驱动模块连接，通过传感器控制自动打开通风系统，语音系统，控制婴儿车的遮光角度，通过无线蓝牙方式，将声光报警信息发送到父母手机上，通过红外避障电路检测婴儿车周围的物体距离，控制婴儿车电机，避免发生误碰。2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述语音功放模块包括ATK-VS1053B音频解码模块，集成声音录放功能和定时播放功能，当声音检测电路检测到婴儿啼哭的分贝达到设定分贝，根据系统要求播放歌曲或者提前录入的父母语音，给婴儿提供更舒适的语音环境。3.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述供电电源为单电源供电，即采用通过多个锂电池，在电路中通过LM7805稳压芯片、LM1117-3.3稳压芯片和LM1117-1.8稳压芯片进行稳压处理，分别给系统的各个模块提供电源电压;采用电压可调的升压模块，为直流电机驱动模块提供电源电压。4.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述温湿度检测电路采用DHTll温湿度传感器实时检测婴儿车内的温度和湿度，将实施数据上传到ARM微控制器STM32F103RCT6，当超出范围将自动打开通风系统和语音系统，并通过语音播放具体的信息，给父母提供实时信息;温湿度检测电路DATA数据线一端连接上拉电阻，另一端直接和 STM32F103RCT6 的 PCl 连接。5.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述光照强度检测电路采用BH1750FVI数字型光强度传感器，SDA接口 一端连接上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的连接；SCL—端连接上拉电阻，另一端直接和STM32F103RCT6的连接。6.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述声音检测电路采用YL56传感器，其DO数据线直接和微处理器STM32F103RCT6的PBO 口连接。7.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述语音功放模块由高性能音频编解码模块ATK-VS1053组成，该模块通过7根信号线同主控芯片连接，分别是405、乂005、50(、51、50、01^0、和1?1'，对应的微控制器3了]\02?1031?(^6的端口分别是PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PA8、PA9。8.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述驱动模块包括L298N驱动芯片，输入端INl、IN2、IN3、IN4对应的微控制器STM32F103RCT6的端口分别是PB14、PB15、PB12、PB13;电机Ml—端接L298N的0UT1,另一端接L298N的0UT2;电机M2—端接 L298N 的 0UT3，另一端接 L298N 的 0UT4。9.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述蓝牙模块由高性能主从一体蓝牙串口模块ATK-HC05组成，该模块通过4根信号线同主控芯片连接，分别是:TXD、RXD、KE Y、LED，对应的微控制器 STM3 2F1 3RCT6 的端口 分别是PC1、PC11、PA 1、PAll010.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的智能婴儿车，其特征在于，所述液晶显示电路采用12864液晶显示模块，通过串行接法显示所有参数信息；电阻R12两端引脚分别接12864液晶显示屏的2号引脚和18号引脚，中间引脚接12864液晶显示屏的VL引脚，调节液晶显示屏的对比度;模块通过5根信号线同主控芯片连接，分别是:RS、RW、EN、PSB、RST，对应的微控制器 STM32F103RCT6 的端口 分别是 PC5、PC6、PC7、PC8、PC9。
【文档编号】G05B19/042GK205485497SQ201620238376
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】昝宏洋, 王仁君, 吴震, 刘迷, 李欢, 秦臻, 原晓丹
【申请人】西安科技大学