本发明涉及婴儿车领域，特别涉及一种基于单片机的智能婴儿车。
背景技术：
婴儿车是养育婴儿的家居产品之一，但是目前市场上的婴儿车大部分除了外观好看之外，功能比较单一，且遇到特殊情况时不能够自行采取应对措施，例如，婴儿在婴儿车上尿床的时候，由于婴儿意识不全，无法告知监护人，监护人也不可能时刻检查婴儿是否尿床，因此，监护人不能及时发现婴儿尿床；再如，监护人忘记刹车，若此时婴儿晃动身体或者有风吹来，则易导致婴儿车滑溜，而类似事故在国内外均发生过；又如，当监护人不在婴儿车旁边时，若有人抱走婴儿车内的婴儿，监护人可能会因不及时发现而导致婴儿丢失，等等。
随着科技的发展，智能化已是家居产品的一个发展趋势，因此，本申请基于智能化的方法设计一款基于单片机的智能化婴儿车，该智能化婴儿车具有防碰撞、自动刹车、自动跟随、婴儿丢失警报、婴儿尿湿警报功能，能够帮助监护人解决看护婴儿带来的诸多不便，减少婴儿发生意外的风险，安全性能好、实用性强。
技术实现要素：
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于单片机的智能婴儿车，包括车体，所述车体上安装有控制模块及与该控制模块均连接的漫反射式红外光电开关、超声波测距模块、步进电机、抱闸装置、第一红外线感应模块、第二红外线感应模块、温湿度传感器、跟随按钮和报警模块，所述漫反射式红外光电开关安装在车体的前部，其感应部朝向所述车体的前方，所述超声波测距模块安装在车体的后部，其感应部朝向所述车体的后方，所述步进电机连接车体的车轮以驱动车体运行，所述抱闸装置安装在步进电机上以控制步进电机的转动，所述第一红外线感应模块安装在车体的扶手处，所述第二红外线感应模块安装在车体上，其感应部从所述车体座椅的上方朝向座椅所在侧，所述温湿度传感器安装在车体座椅所在处；
其中，所述漫反射式红外光电开关、步进电机、抱闸装置和控制模块构成所述智能婴儿车的防碰撞系统，所述超声波测距模块、步进电机、抱闸装置、跟随按钮和控制模块构成所述智能婴儿车的自动跟随系统，所述第一红外线感应模块、步进电机、抱闸装置和控制模块构成所述智能婴儿车的防脱手系统，所述第二红外线感应模块、报警模块和控制模块构成所述智能婴儿车的防丢失系统，所述温湿度传感器、报警模块和控制模块构成所述智能婴儿车的尿湿警报系统；
在所述防碰撞系统中，所述漫反射式红外光电开关用于感应车体前方的障碍物，其发射端口通过向所述车体前方发出红外光线感应障碍物，接收端口接收该红外光线照射到障碍物后所产生的反射光，输出端口在所述接收端口接收到反射光后输出高电平信号并发于所述控制模块，所述控制模块通过是否接收到输出端口的高电平信号来决定抱闸装置通电与否，当所述控制模块接收到高电平信号时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机不转动，所述车体刹车，反之所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机转动，所述车体前进；
在所述自动跟随系统中，所述跟随按钮用于使车体处于自动跟随系统模块，其中，所述超声波测距模块用于感应位于车体后方的监护人，并生成监护人实时距离信号发于所述控制模块，所述控制模块预先设置监护人距离上限值、监护人距离下限值和监护人距离安全自锁值，所述监护人距离上限值大于监护人距离下限值，所述监护人距离安全自锁值大于监护人距离上限值的两倍；所述控制模块接收监护人实时距离信号后，将所述监护人实时距离信号所携带的监护人实时距离值分别与监护人距离上限值、监护人距离下限值和监护人距离安全自锁值进行对比，并根据对比分析结果来决定所述抱闸装置通电与否及步进电机的转向；当对比分析结构显示所述监护人实时距离值不大于监护人距离下限值时，所述控制模块控制抱闸装置通电，同时控制所述步进电机转动，所述车体前进，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值大于监护人距离下限值但小于监护人距离上限值时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值不小于监护人距离上限值但不大于监护人距离安全自锁值时，所述控制模块控制抱闸装置通电，同时控制所述步进电机反向转动，所述车体后退，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值大于监护人距离安全自锁值时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车；
所述防脱手系统在自动跟随系统不运行时启用，其中，所述第一红外线感应模块用于感应车体扶手处的人体，并生成第一人体感应信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到第一人体感应信号来决定抱闸装置通电与否，当所述控制模块接收到第一人体感应信号时，所述控制模块控制抱闸装置通电，所述步进电机转动，所述车体运行，反之所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车；
在所述防丢失系统中，所述第二红外线感应模块用于感应处于车体座椅处的人体，并生成第二人体感应信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到第二人体感应信号来决定报警模块是否发出警报信息，当所述控制模块接收到第二人体感应信号时，所述控制模块控制报警模块发出警报信息，反之所述控制模块控制报警模块不发出警报信息；
在所述尿湿警报系统中，所述温湿度传感器用于感应车体座椅处的湿度，并生成湿度信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到湿度信号来决定报警模块是否发出警报信息，当所述控制模块接收到湿度信号时，所述控制模块控制报警模块发出警报信息，反之所述控制模块控制报警模块不发出警报信息。
进一步地，所述尿湿警报系统还包括第二红外线感应模块，在所述尿湿警报系统中，所述报警模块由控制模块结合第二红外线感应模块和温湿度传感器的感应情况来决定发出报警信息与否。
进一步地，所述车体上还安装有按键模块，所述按键模块包括所述跟随按钮及与控制模块均连接的防碰撞按钮、防脱手按钮、防丢失按钮和尿湿警报按钮，其中，所述防碰撞按钮包含于防碰撞系统中，所述防脱手按钮包含于防脱手系统中，所述防丢失按钮包含于防丢失系统中，所述尿湿警报按钮包含于尿湿警报系统中。
进一步地，所述控制模块为单片机，所述单片机的型号为STC89C52RC。
进一步地，所述漫反射式红外光电开关的型号为E18-D80NK；所述超声波测距模块为HC-SR04超声波测距模块。
进一步地，所述步进电机集抱闸装置为一体，采用的是57两相混合式步进电机，型号为57HBP76AL4-TF0B。
进一步地，所述第一红外线感应模块和第二红外线感应模块均为HC-SR501人体红外感应模块。
进一步地，所述温湿度传感器为DHT90温湿度传感器。
进一步地，所述报警模块为蜂鸣器。
进一步地，所述基于单片机的智能婴儿车还包括电源模块，所述电源模块与所述智能婴儿车中的各用电模块连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在车体上设置多个检测模块，使得所述智能婴儿车不仅具备普通婴儿车的功能，还具备防碰撞、自动跟随、防脱手、防丢失和尿湿警报功能；其中，所具备的防碰撞功能可避免所述智能婴儿车与车体前方的障碍物相撞，提高所述智能婴儿车前行过程的安全性和稳定性，所具备的自动跟随功能使得监护人无需时刻推着车体前行，减轻了监护人外出时的负担，所具备的防脱手功能可避免婴儿车脱离监护人掌控后因滑溜而发生意外事故，所具备的防丢失功能使得所述智能婴儿车具有防盗婴作用，从而使得婴儿出门更加安全，而所具备的尿湿警报功能则能够帮助监护人监控婴儿是否尿床；综上可知，本发明所设计的智能化婴儿车能够帮助监护人解决看护婴儿带来的诸多不便，减轻监护人的看护负担，且能够减少婴儿发生意外的风险，因此，所述智能婴儿车的安全性能好、实用性强。
附图说明
图1是本发明一种基于单片机的智能婴儿车的系统结构框图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，在本发明的一种较佳实施方式中，一种基于单片机的智能婴儿车，包括车体，所述车体上安装有控制模块、漫反射式红外光电开关、超声波测距模块、步进电机、抱闸装置、第一红外线感应模块、第二红外线感应模块、温湿度传感器、跟随按钮、报警模块和电源模块。
所述控制模块分别连接漫反射式红外光电开关、超声波测距模块、步进电机、抱闸装置、第一红外线感应模块、第二红外线感应模块、温湿度传感器、跟随按钮和报警模块，其为所述智能婴儿车的主控模块，能够集中收集、处理与控制模块连接的各个模块的信息，并根据各信息驱动相应的模块运行，在本实施方式中，所述控制模块为单片机，所述单片机的型号为STC89C52RC。
所述漫反射式红外光电开关安装在车体的前部，其感应部朝向所述车体的前方，用于感应所述智能婴儿车前方的障碍物；所述超声波测距模块安装在车体的后部，其感应部朝向所述车体的后方，用于感应所述智能婴儿车后方的人体或者物体；在本实施方式中，所述漫反射式红外光电开关和超声波测距模块均为HC-SR04超声波测距模块。
所述步进电机连接车体的车轮以驱动车体运行，所述步进电机具有正转和反转功能，其能促使所述车体前行或者后退；所述抱闸装置安装在步进电机上以控制步进电机的转动，从而使得所述步进电机能够驱动车体运行或者使得车体刹车；在本实施方式中，所述步进电机集抱闸装置为一体，采用的是57两相混合式步进电机，型号为57HBP76AL4-TF0B。
所述第一红外线感应模块安装在车体的扶手处，用于感应位于车体扶手处的人体；所述第二红外线感应模块安装在车体上，其感应部从所述车体座椅的上方朝向座椅所在侧，用于感应位于座椅上的人体；在本实施方式中，所述第一红外线感应模块和第二红外线感应模块均为HC-SR501人体红外感应模块。
所述温湿度传感器安装在车体座椅所在处，用于感应座椅处的湿度情况，在本实施方式中，所述温湿度传感器为DHT90温湿度传感器。
所述报警模块能够在控制模块的控制下发出警报信息，以提醒监护人所述婴儿车出现异常情况，在本实施方式中，所述报警模块为蜂鸣器。
所述电源模块与所述智能婴儿车中的各用电模块连接，以提供所述智能婴儿车所需的电力。
在本发明中，所述智能婴儿车具有防碰撞系统、自动跟随系统、防脱手系统、防丢失系统和尿湿警报系统。其中，所述漫反射式红外光电开关、步进电机、抱闸装置和控制模块构成所述智能婴儿车的防碰撞系统，所述超声波测距模块、步进电机、抱闸装置、跟随按钮和控制模块构成所述智能婴儿车的自动跟随系统，所述第一红外线感应模块、步进电机、抱闸装置和控制模块构成所述智能婴儿车的防脱手系统，所述第二红外线感应模块、报警模块和控制模块构成所述智能婴儿车的防丢失系统，所述温湿度传感器、报警模块和控制模块构成所述智能婴儿车的尿湿警报系统。下面，将一一介绍上述五个系统。
(1)防碰撞系统
在所述防碰撞系统中，所述漫反射式红外光电开关用于感应车体前方的障碍物，其发射端口通过向所述车体前方发出红外光线感应障碍物，接收端口接收该红外光线照射到障碍物后所产生的反射光，输出端口在所述接收端口接收到反射光后输出高电平信号并发于所述控制模块，所述控制模块通过是否接收到输出端口的高电平信号来决定抱闸装置通电与否，当所述控制模块接收到高电平信号时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机不转动，所述车体刹车，反之所述控制模块控制抱闸装置通电，所述步进电机转动，所述车体前进。换句话说，当所述车体前方的障碍物与车体之间的实时距离值不小于所述漫反射式红外光电开关感应的安全距离值，所述车体前进，反之所述车体刹车。
该防碰撞系统可使得所述智能婴儿车在检测到车体前方具有障碍物时及时刹车，避免所述智能婴儿车与障碍物相撞，从而提高了所述智能婴儿车前行过程的安全性和稳定性。
(2)自动跟随系统
在所述自动跟随系统中，所述跟随按钮用于使车体处于自动跟随系统模块，具体来说，所述控制模块接收到跟随按钮的按动信号后，所述控制模块启用所述自动跟随系统，所述智能婴儿车即切换成自动跟随模式。
在所述自动跟随系统中，所述超声波测距模块用于感应位于车体后方的监护人，并生成监护人实时距离信号发于所述控制模块，所述控制模块预先设置监护人距离上限值、监护人距离下限值和监护人距离安全自锁值，所述监护人距离上限值大于监护人距离下限值，所述监护人距离安全自锁值大于监护人距离上限值的两倍；所述控制模块接收监护人实时距离信号后，将所述监护人实时距离信号所携带的监护人实时距离值分别与监护人距离上限值、监护人距离下限值和监护人距离安全自锁值进行对比，并根据对比分析结果来决定所述抱闸装置通电与否及步进电机的转向；当对比分析结构显示所述监护人实时距离值不大于监护人距离下限值时，所述控制模块控制抱闸装置通电，同时控制所述步进电机转动，所述车体前进，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值大于监护人距离下限值但小于监护人距离上限值时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值不小于监护人距离上限值但不大于监护人距离安全自锁值时，所述控制模块控制抱闸装置通电，同时控制所述步进电机反向转动，所述车体后退，当对比分析结果显示所述监护人实时距离值大于监护人距离安全自锁值时，所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车。在上述设置中，存在两种所述车体刹车的情况，其中一种是监护人实时距离值大于监护人距离下限值但小于监护人距离上限值，另一种是监护人实时距离值大于监护人距离安全自锁值，在前一种情况中，其刹车的目的在于监护人停止后身体在监护人距离下限值和监护人距离上限值的范围内移动时，车体的步进电机可停止运行，而不需要时刻处于驱动状态，这在一定程度上节约电量，对于后一种情况，则是为了防止监护人脱离车体监控范围时车体仍驱动行走。
该自动跟随系统开启后可使得监护人前进、所述智能婴儿车会跟着前进，监护人后退、所述智能婴儿车会跟着后退，当监护人离开所述智能婴儿车规定检测范围或者处于检测中间值时，所述智能婴儿车会自动刹车，避免其脱离控制，因此，该自动跟随系统的设置可减轻监护人的看护负担，提高所述智能婴儿车的使用便捷性。
(3)防脱手系统
所述防脱手系统在自动跟随系统不运行时启用，其中，所述第一红外线感应模块用于感应车体扶手处的人体，并生成第一人体感应信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到第一人体感应信号来决定抱闸装置通电与否。当所述控制模块接收到第一人体感应信号时，所述控制模块控制抱闸装置通电，所述步进电机转动，所述车体运行，反之所述控制模块控制抱闸装置断电，所述步进电机停止转动，所述车体刹车。
该防脱手系统可使所述智能婴儿车在检测到监护人离开所述智能婴儿车时自动刹车，防止所述智能婴儿车因自动前行或者滑溜而发生意外事故，特别是在所述智能婴儿车处于斜坡地方时，该防脱手系统可使得所述智能婴儿车的稳定性和安全性更好，因此，该防脱手系统的设置能够避免所述智能婴儿车脱离监护人的掌控范围，提高所述智能婴儿车的使用安全性。
(4)防丢失系统
在所述防丢失系统中，所述第二红外线感应模块用于感应处于车体座椅处的人体，并生成第二人体感应信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到第二人体感应信号来决定报警模块是否发出警报信息，当所述控制模块接收到第二人体感应信号时，所述控制模块控制报警模块发出警报信息，反之所述控制模块控制报警模块不发出警报信息。
该防丢失系统可使得所述智能婴儿车在检测到座椅上的婴儿不在座椅上时发出警报，以便于监护人及时获知婴儿离开座椅的情况，因此，该防丢失系统的设置能够使得所述智能婴儿车具有防盗婴功能，减少婴儿被抢盗的的可能。
(5)尿湿警报系统
在所述尿湿警报系统中，所述温湿度传感器用于感应车体座椅处的湿度，并生成湿度信号发于所述控制模块，所述控制模块根据是否接收到湿度信号来决定报警模块是否发出警报信息，当所述控制模块接收到湿度信号时，所述控制模块控制报警模块发出警报信息，反之所述控制模块控制报警模块不发出警报信息。
该尿湿警报系统使得所述智能婴儿车在检测到车体座椅具有一定湿度时发出警报，避免车体座椅湿润后婴儿仍处于座椅上，因此，该尿湿警报系统不仅用于检测婴儿尿床情况，还可以防止监护人在不知座椅已湿润的情况下将婴儿放置在座椅上。
而在本发明的另一种实施方式中，所述尿湿警报系统还包括第二红外线感应模块，在所述尿湿警报系统中，所述报警模块由控制模块结合第二红外线感应模块和温湿度传感器的感应情况来决定发出报警信息与否，即，当所述控制模块同时接收到来自第二红外线感应模块的第二人体感应信号和温湿度传感器的湿度信号时，所述控制模块驱动报警模块发出警报信息。该方式的设置主要用于检测婴儿尿床情况。
上述五个系统的设置使得所述智能婴儿车具有防碰撞、自动跟随、防脱手、防丢失和尿湿警报五个模式，该五个模式可自由开启与切换，其中，自动跟随模式和防脱手模式不能同时开启。为了便于监护人启用各个模式，本发明在所述车体上还安装有按键模块，所述按键模块包括所述跟随按钮及与控制模块均连接的防碰撞按钮、防脱手按钮、防丢失按钮和尿湿警报按钮，其中，所述防碰撞按钮包含于防碰撞系统中，所述防脱手按钮包含于防脱手系统中，所述防丢失按钮包含于防丢失系统中，所述尿湿警报按钮包含于尿湿警报系统中，即，当所述控制模块检测到按键模块的按动信号后，所述控制模块即开启相应的模式，促使该模式对应的系统运行。
综上可知，本发明所设计的智能婴儿车具有防碰撞、自动跟随、防脱手、防丢失和尿湿警报功能，从而使得所述智能婴儿车运行时稳定性和使用安全性更好，车体或者婴儿发生意外的可能性更小，监护人的看护工作更为轻松，因此，本发明所述智能婴儿的实用性好，并具有广阔的市场前景。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。