一种单片机控制的智能尿湿提醒器的制作方法

本实用新型属于监控设备技术领域，具体涉及一种单片机控制的智能尿湿提醒器，用于婴幼儿及无法自主便溺的老人的智能尿湿报警。

背景技术：

随着国家二胎政策的放开，越来越多的家庭进入了二孩儿时代，照顾孩子的吃喝拉撒成了每个家庭的重中之重。但更多的家庭为双职工家庭，家长白天上班已经很累，夜晚没有精力照顾好孩子，结果孩子尿湿了不能及时更换干爽的尿布或纸尿裤，容易造成孩子红屁股和湿疹，影响了孩子的健康成长。再者我国已进入老龄化时代，养老问题日益突出，有的老人生活不能自理，子女却因为种种原因不能时时刻刻守护床榻之前，造成了老人便溺后不能及时更换床褥、不能及时清洗，给老人带来了很大的痛苦。目前，市面上虽然出现了各种尿湿提醒器，但是质量良莠不齐。纵观尿湿提醒器市场，有的尿湿提醒器灵敏度不够，起不到真正的提醒功能；有的采用了湿度采集与报警模块之间用传输线连接，存在一定的缠绕脖子的危险；有的报警提醒声音单调刺耳；有的功能过于单一。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有尿湿提醒器，采集和报警传输线连接，容易缠绕脖子且检测灵敏度低的技术问题，从而提供一种单片机控制的智能尿湿提醒器，本实用新型由单片机控制并通过蓝牙无线传输，可由手机等移动终端对其进行开、关操作。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种单片机控制的智能尿湿提醒器，包括单片机、湿度采集单元、显示单元、音乐报警单元和无线传输单元，单片机、湿度采集单元、显示单元、音乐报警单元和无线传输单元均安装在一个电路板上，且湿度采集单元采集被监护人的尿液或粪便的湿度信息并传输到单片机，单片机进行处理后一方面控制显示单元显示并记录尿湿时间，一方面控制音乐报警单元进行音乐提醒，单片机通过无线传输单元与监护人的移动终端双向通讯，一方面给移动终端发送被监护人的状态，另一方面接收移动终端的指令。

在本实用新型中，所述单片机的型号为AT89C51。

所述湿度采集单元，包括桥式平衡电路、运算放大器U1、稳压管D1、限流电阻R5和电源VCC，所述桥式平衡电路，包括电阻R1、电阻R2、湿敏电阻R3和电阻R4，所述湿敏电阻R3为湿敏条。电阻R1的一端与电源VCC连接，电阻R1的另一端与电阻R2串联连接后接地；湿敏电阻R3的调节端与电源VCC连接，湿敏电阻R3的另一端和电阻R4串联连接后接地，且电阻R1和电阻R2之间的触点与运算放大器U1的反相输入端连接，湿敏电阻R3和电阻R4之间的触点与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的输出端与限流电阻R5串联连接经稳压管D1稳压后与单片机的P1.2接口连接。运算放大器U1的型号为OPA237。稳压管D1的型号为MA1039。

所述显示单元，包括LCD显示屏，LCD显示屏的型号为LCD1602。LCD显示屏的VSS端口接地，LCD显示屏的VDD端口接电源VCC，LCD显示屏的VEE经电位器R1与电源VCC连接，LCD显示屏的RS端口与单片机的P2.0端口连接，LCD显示屏的RW端口与单片机的P2.1端口控制；LCD显示屏的使能端E与单片机的P2.2端口连接；LCD显示屏的数据接口D0~D7分别与单片机的I/O端口P0.0~P0.7连接。

为了增强单片机的上拉驱动能力，在LCD显示屏的数据接口D0~D7与单片机的I/O端口P0.0~P0.7之间连接有排电阻A103J。

为了方便用户能在晚上或光线暗的时候查看记录时间，所述LCD显示屏设置有背光电路，所述背光电路包括电位器R2和开关K，电位器R2的一端与LCD显示屏的BLA端口连接，电位器R2的另一端经开关K后与电源VCC连接。通过开关K的通断实现背光功能的开启与关闭，并且通过调节电位器R2的电阻实现背光亮度的调节。

所述无线传输模块为HC-06蓝牙模块，HC-06蓝牙模块的RXD端口经上拉电阻R1与单片机的TXD端口连接，HC-06蓝牙模块的TXD端口与单片机的RXD端口连接，电源VCC经电压调节器调压后与HC-06蓝牙模块的VCC端口连接。所述电压调节器为LM1117，5V电源电压经LM1117调压到3.3V后给HC-06蓝牙模块。

所述音乐报警单元，包括音乐芯片、触发按钮AN、晶体管Q、电位器R、扬声器和滤波电容C，音乐芯片的电源端与电源VCC的正极连接，音乐芯片的接地端与电源VCC的负极连接，且在音乐芯片的电源端与接地端之间有滤波电容C，触发按钮AN连接在音乐芯片的电源端和第3引脚；音乐芯片的输出端与晶体管Q的基极连接，晶体管Q的发射极与音乐芯片的接地端连接；晶体管Q的集电极与电位器R和扬声器串联连接后与电源VCC的负极连接。所述音乐芯片为LX9300，其中存储10首乐曲。其播放方式为触发式，AN为触发按钮，当出现尿湿情况时，单片机的P2.3端口为高电平，将AN按钮接通，触发有效，LX9300开始播放音乐。并且音乐芯片的音频经晶体管Q，型号为9013放大，而扬声器的音量大小通过调节电位器R的阻值实现。滤波电容C的作用是为了减小电源抖动。

为了扩大适用范围，本实用新型还设置有功能按键单元，所述功能按键单元，包括按键S1、按键S2、按键S3、按键S4，按键S1的一端与单片机的P1.2端口连接，按键S1的另一端接地，且按键S1之间的触点经按键电阻R1与单片机的P1.2端口连接；按键S2的一端与单片机的P1.3端口连接，按键S2的另一端接地，且按键S2之间的触点经按键电阻R2与单片机的P1.3端口连接；按键S3的一端与单片机的P1.4端口连接，按键S3的另一端接地，且按键S3之间的触点经按键电阻R3与单片机的P1.4端口连接；按键S4的一端与单片机的P1.5端口连接，按键S4的另一端接地，且按键S4之间的触点经按键电阻R4与单片机的P1.5端口连接。

本实用新型采用集中式安装，将测尿液或粪便的传感器和报警器做为一体，操作简单，使用方便，避免了市面上的尿湿提醒器由于采集模块和报警模块是分离的，需要有线连接，给使用带来了极大地不便，同时也存在安全隐患的问题。并且本实用新型使用音乐芯片代替传统的警报音单调刺耳的555器件作为报警电路，内部存储了十余首悦耳柔和的短音频，用户可根据个人喜好进行选择。并且本实用新型带有尿湿时间查询功能，且有背光显示，可在晚上或者光线较暗时查看。而且报警音量可调，可根据白天和晚上不同的睡眠环境，调节不同大小的音量。特别是设置的蓝牙模块，当被监护人与监护人不在同一房间时，可启动蓝牙模块，向监护人手机发送提醒信息，监护人可用手机蓝牙控制提醒器的开、关。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型湿度采集电路。

图3为本实用新型LCD1602与单片机AT89C51的连接电路图。

图4为本实用新型蓝牙模块的3.3V稳压电源电路图。

图5为本实用新型HC-06蓝牙模块与单片机AT89C51的连接电路图。

图6为本实用新型单片机AT89C51的晶振电路图。

图7为本实用新型音乐报警电路图。

图8为本实用新型功能按键电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种单片机控制的智能尿湿提醒器，如图1所示，包括单片机、湿度采集单元、显示单元、音乐报警单元和无线传输单元，单片机、湿度采集单元、显示单元、音乐报警单元和无线传输单元均安装在一个电路板上，所述单片机的型号为AT89C51。且湿度采集单元采集被监护人的尿液或粪便的湿度信息并传输到单片机，单片机进行处理后一方面控制显示单元显示并记录尿湿时间，一方面控制音乐报警单元进行音乐提醒，单片机通过无线传输单元与监护人的移动终端双向通讯，一方面给移动终端发送被监护人的状态，另一方面接收移动终端的指令。

具体地，所述湿度采集单元，如图2所示，包括桥式平衡电路、运算放大器U1、稳压管D1、限流电阻R5和电源VCC，所述桥式平衡电路，包括电阻R1、电阻R2、湿敏电阻R3和电阻R4，所述湿敏电阻R3为湿敏条。电阻R1的一端与电源VCC连接，电阻R1的另一端与和电阻R2串联连接后接地；湿敏电阻R3的调节端与电源VCC连接，湿敏电阻R3的另一端和电阻R4串联连接后接地，且电阻R1和电阻R2之间的触点与运算放大器U1的反相输入端连接，湿敏电阻R3和电阻R4之间的触点与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的输出端与限流电阻R5串联连接经稳压管D1稳压后与单片机的P1.2接口连接。运算放大器U1的型号为OPA237。稳压管D1的型号为MA1039。

当没有尿湿时，桥式平衡电路处于平衡状态，运算放大器U1输出电压为低电平，其值近似为零；当出现尿湿情况时，湿敏条湿度升高，其相应的阻值减小，破坏了桥式电路的平衡状态，此时运算放大器U1输出为高电平，经稳压管D1稳压后，输出电压稳定处于高电平。

在本实施例中，桥式平衡电路中采用了正常室内环境中等效电阻为1千欧的高灵敏度湿敏条，其它三只电阻阻值均为1千欧，运算放大器U1采用OPA237，+5V单电源供电，其输出高电平值近似为5V。运放后接150欧的限流电阻，保证稳压管工作在稳压状态。稳压管D1型号选取为MA1039，其稳压值为3.9V，稳定电流为5mA。数据采集电路的输出信号作为单片机的触发信号，与单片机的I/O口P1.2连接。

所述显示单元，如图3所示，包括LCD显示屏，LCD显示屏的型号为LCD1602。LCD显示屏的VSS端口接地，LCD显示屏的VDD端口接电源VCC，LCD显示屏的VEE经电位器R1与电源VCC连接，LCD显示屏的RS端口与单片机的P2.0端口连接，RS端口为LCD1602的寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器，LCD显示屏的RW端口由单片机的P2.1端口控制，RW端口为LCD1602的读写选择，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；LCD显示屏的使能端E与单片机的P2.2端口连接，当使能端E由高电平跳变为低电平时，LCD1602执行命令；LCD显示屏的数据接口D0~D7分别与单片机的I/O端口P0.0~P0.7连接。而单片机的晶振电路如图6所示。

为了增强单片机的上拉驱动能力，在LCD显示屏的数据接口D0~D7与单片机的I/O端口P0.0~P0.7之间连接有排电阻A103J。

为了方便用户能在晚上或光线暗的时候查看记录时间，所述LCD显示屏设置有背光电路，所述背光电路包括电位器R2和开关K，电位器R2的一端与LCD显示屏的BLA端口连接，电位器R2的另一端经开关K后与电源VCC连接。通过开关K的通断实现背光功能的开启与关闭，并且通过调节100欧的电位器R2的电阻实现背光亮度的调节。

所述无线传输模块为HC-06蓝牙模块，如图5所示，HC-06蓝牙模块的RXD端口经上拉电阻R1与单片机的TXD端口连接，HC-06蓝牙模块的TXD端口与单片机的RXD端口连接，电源VCC经电压调节器调压后与HC-06蓝牙模块的VCC端口连接，如图4所示，采用了LM1117稳压器件，可将+5V的输入电压转换为+3.3V的电压给HC-06蓝牙模块，C1、C2分别为输入端和输出端的滤波电容，均为10uF。

所述音乐报警单元，如图7所示，包括音乐芯片、触发按钮AN、晶体管Q、电位器R、扬声器和滤波电容C，音乐芯片的电源端与电源VCC的正极连接，音乐芯片的接地端与电源VCC的负极连接，且在音乐芯片的电源端与接地端之间有滤波电容C，触发按钮AN连接在音乐芯片的电源端和第3引脚；音乐芯片的输出端与晶体管Q的基极连接，晶体管Q的发射极与音乐芯片的接地端连接；晶体管Q的集电极与电位器R和扬声器串联连接后与电源VCC的负极连接。所述音乐芯片为LX9300，其中存储10首乐曲。其播放方式为触发式，AN为触发按钮，当出现尿湿情况时，单片机的P2.3端口为高电平，将AN按钮接通，触发有效，LX9300开始播放音乐。并且音乐芯片的音频经晶体管Q，型号为9013放大，而扬声器的音量大小通过调节电位器R的阻值实现。滤波电容C的作用是为了减小电源抖动。

为了扩大适用范围，本实用新型还设置有功能按键单元，如图8所示，所述功能按键单元，包括按键S1、按键S2、按键S3、按键S4，按键S1的一端与单片机的P1.2端口连接，按键S1的另一端接地，且按键S1之间的触点经按键电阻R1与单片机的P1.2端口连接；按键S2的一端与单片机的P1.3端口连接，按键S2的另一端接地，且按键S2之间的触点经按键电阻R2与单片机的P1.3端口连接；按键S3的一端与单片机的P1.4端口连接，按键S3的另一端接地，且按键S3之间的触点经按键电阻R3与单片机的P1.4端口连接；按键S4的一端与单片机的P1.5端口连接，按键S4的另一端接地，且按键S4之间的触点经按键电阻R4与单片机的P1.5端口连接。

当出现尿湿情况时，音乐响起开始报警，按下按键S1，音乐停止播放，同时记录当前时间，在LCD显示屏闪烁显示，2秒后停止闪烁。

按下按键S2可循环显示、查询十次以内的尿湿时间。

按下按键S3对时间系统进行复位，存储时间全部清除，当前报警乐曲为初始默认值。

按下按键S4可循环选择乐曲。

并且为了避免使用人被划伤的情况，整套设备用一个高吸湿性的海绵套包裹，当海绵吸湿后，湿敏条传感器即可感应。海绵套可更换清洗，做到了安全、卫生、环保。

本实用新型为5V电压供电，功耗更小，更安全。采用高灵敏度传感条采集尿液湿度数据，利用单片机进行控制，使用人一旦尿尿，提醒器会立即用音乐声提醒监护人及时更换干净尿布或纸尿裤，同时提供了尿湿时间查询，本实用新型还提供了蓝牙无线传输功能，能满足不同环境不同地点的使用要求。解决了婴幼儿、生活不能自理的老年人的尿床问题，使其免受褥湿之苦。且操作便捷，经济实用，便于在护理产品市场进行推广。

上面所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。