stm32的智能摇篮设
【】本文设计了一款基于STM32F103C8T6芯片的多功能智能摇篮，具有婴儿尿床报警、婴儿哭闹报警、婴儿发烧报警等功能。利用DHT11温湿度传感器对环境温度进行监控，在温度过高和过低时分别驱动电风扇和电热毯工作以维持适宜的温度。该设计可以对婴儿尿床行为进行判断，使用蜂鸣器实现报警提醒。当孩子哭闹时利用步进电机带动摇篮摇晃安抚宝宝情绪，并及时通知家长，实现对宝宝的全方位呵护。本设计可以减轻父母在照看宝宝上所花费的精力与时间，具有较大的应用价值。
目录
一、前言 1
（一）课题研究的背景 1
（二）国内外发展现状 1
（三）系统设计背景与要求 2
二、系统整体设计方案 2
（一）整体设计方案 2
（二）方案选择与论证 2
1. 单片机的选择 2
2. 显示屏的选择 3
3. 电机的选择 3
三、系统的硬件设计 3
（一）STM32F103C8T6最小系统电路 3
1. STM32F103C8T6芯片 3
2. 时钟电路 4
3. 上电复位电路 5
4. 主芯片下载电路 5
5. 启动电路 6
（二）LCD屏幕电路 6
（三）DHT11温湿度检测电路 6
（四）步进电机驱动电路 7
四、 单片机程序设计 8
（一）单片机选型 8
（二）单片机程序设计概述 9
1. 主程序设计 9
2. 子程序设计 9
五、硬件组装调试及功能演示 16
（一） 硬件组装 16
（二） 硬件调试 16
（三） 功能演示 17
总结 19
致谢 19
参考文献 20
附录一 单片机程序 21
附录二 单片机原理图 29
附录三 电路PCB图 30
一、前言
（一）课题研究的背景
照顾宝宝一直都是一件让父母崩溃的事情，需要花费父母大量的精力， 然而在婴儿护理领 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
域的智能家居产品又少之又少。宝宝每天大部分的时间都是呆在摇篮里，所以对摇篮进行智能化改造最合适不过。目前市场上虽然有部分智能摇篮的产品，但侧重的功能都在“讲故事、摇篮”等帮助宝宝入睡，无法对宝宝的生理状况进行实时的监护，宝宝出现不适只有通过哭闹才可能引起父母的注意。这样既不能给宝宝全方位的呵护也大大影响了父母的休息、白天的工作状态。目前的单片机技术发展迅速，在电子产品中的广泛应用也验证了它的功能强大和可靠。因此以单片机为核心，配合传感器使用对传统摇篮进行改造是最佳方案。
国内外发展现状
智能家居在国外发展如火如荼。早在2016年，美国智能家居市场容量就已高达97亿美元，日本与德国也以11亿美元和9亿美元位列第二第三，中国为5.2亿美元位列第四。虽然中国家居市场容量排名第四，但是家庭普及率较低，亟待开发。智能家居行业的广阔前景，吸引了众多资本投资。除了我们所熟知的传统企业、网络企业、房地产和家装企业，更有如苹果、微软、三星、华为等互联网科技公司纷纷入局。在他们的努力之下，全球智能家居行业前景广阔，充满发展潜力。伴随着通信技术的发展，智能家居的实现方式有了更多的选择。包括5G技术、蓝牙5.0、新一代的WiFi标准。这些先进技术都是智能家居的强力保障。纵观国内智能家居行业，历经了四个阶段。1994年1999年的萌芽阶段，当时整个行业仅仅处于一个概念认知阶段，并没有什么实质性的发展。2000年2005年的开创期，但是仅仅停留在营销与培训。2006年2010年的徘徊期，由于上一阶段的虚假营销和恶性竞争，给整个行业带来了极大的负面影响，不少企业退出市场。但是也在这一阶段，国外的主要品牌进入国内市场，如施耐德、霍尼韦尔等。我们现在处于第四阶段，这一阶段从2011年持续到2020年。这是一个融合演变的阶段，规模增长迅猛，同时技术与协议开始融合，整个行业变得更为规范。
2019年，全球范围内信息技术创新不断加快，新产品、新服务、新业态大量涌现，消费需求越来越明显。我国市场规模庞大，正处于消费升级阶段。我国人民的生活正走在信息化、工业化、城镇化的路途之中，具有很大的消费潜力。同时政府为了推动信息化，发布了大量意见与政策，大力发展宽带普及、提速降费、5G通信等。这些都为智能家居的持续快速发展打下了坚实的基础。
（三）系统设计背景与要求
本人顶岗实习所在的单位是一家从事电子电信行业的公司，涉及计算机周边硬件/软件设计，因此本设计与实习企业产品密切相关。
本文的设计要求如下：
实时监测宝宝的生理状况，有无尿床、苏醒。
温度低于10摄氏度自动开启电热毯。
湿度高于70%蜂鸣器工作，通知父母检查宝宝有无尿床。
若检测到宝宝哭闹，步进电机带动摇篮安抚宝宝，蜂鸣器工作通知父母。
温度高于25摄氏度风扇工作降温，蜂鸣器工作通知父母。
宝宝状态正常时绿色LED灯常亮，异常时红色LED灯闪烁。
二、系统整体设计方案
（一）整体设计方案
本设计由STM32F103C8T6最小系统，传感部分（DHT11温湿度传感器、声音传感器），反馈部分（有源蜂鸣器、步进电机）组成。系统设计框图如图2.1所示。
图2.1 系统设计框图
（二）方案选择与论证
单片机的选择
方案一：采用MSP430系列芯片作为处理器。MSP430在上个世纪九十年代就已经在市场上发行，使用RISC精简指令，好处是可以减少整体的代码量，并且执行效率高。缺点如下：不容易上手、初学者难以学习，网上的资料例程较少。较为冷门。
方案二：采用STM32系列芯片作为处理器。与MSP430系列相比有以下优点：运行速度较快、综合性能更强大、国内的历程资料多、新手入门较为容易并且有很多官方库可以调用，成本低廉。
从以上对比分析得出，选择方案二采用STM32系列芯片作为处理器。
显示屏的选择
方案一：采用OLED液晶显示屏显示。其功能强大，不仅可以显示一般的数据字符，甚至可以显示图形。和传统LCD屏幕相比它的对比度高，色域广，响应时间快，色彩丰富并且分辨率高。但是也有一些缺点例如占用I/O口较多，成本高。
目录
一、前言 1
（一）课题研究的背景 1
（二）国内外发展现状 1
（三）系统设计背景与要求 2
二、系统整体设计方案 2
（一）整体设计方案 2
（二）方案选择与论证 2
1. 单片机的选择 2
2. 显示屏的选择 3
3. 电机的选择 3
三、系统的硬件设计 3
（一）STM32F103C8T6最小系统电路 3
1. STM32F103C8T6芯片 3
2. 时钟电路 4
3. 上电复位电路 5
4. 主芯片下载电路 5
5. 启动电路 6
（二）LCD屏幕电路 6
（三）DHT11温湿度检测电路 6
（四）步进电机驱动电路 7
四、 单片机程序设计 8
（一）单片机选型 8
（二）单片机程序设计概述 9
1. 主程序设计 9
2. 子程序设计 9
五、硬件组装调试及功能演示 16
（一） 硬件组装 16
（二） 硬件调试 16
（三） 功能演示 17
总结 19
致谢 19
参考文献 20
附录一 单片机程序 21
附录二 单片机原理图 29
附录三 电路PCB图 30
一、前言
（一）课题研究的背景
照顾宝宝一直都是一件让父母崩溃的事情，需要花费父母大量的精力， 然而在婴儿护理领 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
域的智能家居产品又少之又少。宝宝每天大部分的时间都是呆在摇篮里，所以对摇篮进行智能化改造最合适不过。目前市场上虽然有部分智能摇篮的产品，但侧重的功能都在“讲故事、摇篮”等帮助宝宝入睡，无法对宝宝的生理状况进行实时的监护，宝宝出现不适只有通过哭闹才可能引起父母的注意。这样既不能给宝宝全方位的呵护也大大影响了父母的休息、白天的工作状态。目前的单片机技术发展迅速，在电子产品中的广泛应用也验证了它的功能强大和可靠。因此以单片机为核心，配合传感器使用对传统摇篮进行改造是最佳方案。
国内外发展现状
智能家居在国外发展如火如荼。早在2016年，美国智能家居市场容量就已高达97亿美元，日本与德国也以11亿美元和9亿美元位列第二第三，中国为5.2亿美元位列第四。虽然中国家居市场容量排名第四，但是家庭普及率较低，亟待开发。智能家居行业的广阔前景，吸引了众多资本投资。除了我们所熟知的传统企业、网络企业、房地产和家装企业，更有如苹果、微软、三星、华为等互联网科技公司纷纷入局。在他们的努力之下，全球智能家居行业前景广阔，充满发展潜力。伴随着通信技术的发展，智能家居的实现方式有了更多的选择。包括5G技术、蓝牙5.0、新一代的WiFi标准。这些先进技术都是智能家居的强力保障。纵观国内智能家居行业，历经了四个阶段。1994年1999年的萌芽阶段，当时整个行业仅仅处于一个概念认知阶段，并没有什么实质性的发展。2000年2005年的开创期，但是仅仅停留在营销与培训。2006年2010年的徘徊期，由于上一阶段的虚假营销和恶性竞争，给整个行业带来了极大的负面影响，不少企业退出市场。但是也在这一阶段，国外的主要品牌进入国内市场，如施耐德、霍尼韦尔等。我们现在处于第四阶段，这一阶段从2011年持续到2020年。这是一个融合演变的阶段，规模增长迅猛，同时技术与协议开始融合，整个行业变得更为规范。
2019年，全球范围内信息技术创新不断加快，新产品、新服务、新业态大量涌现，消费需求越来越明显。我国市场规模庞大，正处于消费升级阶段。我国人民的生活正走在信息化、工业化、城镇化的路途之中，具有很大的消费潜力。同时政府为了推动信息化，发布了大量意见与政策，大力发展宽带普及、提速降费、5G通信等。这些都为智能家居的持续快速发展打下了坚实的基础。
（三）系统设计背景与要求
本人顶岗实习所在的单位是一家从事电子电信行业的公司，涉及计算机周边硬件/软件设计，因此本设计与实习企业产品密切相关。
本文的设计要求如下：
实时监测宝宝的生理状况，有无尿床、苏醒。
温度低于10摄氏度自动开启电热毯。
湿度高于70%蜂鸣器工作，通知父母检查宝宝有无尿床。
若检测到宝宝哭闹，步进电机带动摇篮安抚宝宝，蜂鸣器工作通知父母。
温度高于25摄氏度风扇工作降温，蜂鸣器工作通知父母。
宝宝状态正常时绿色LED灯常亮，异常时红色LED灯闪烁。
二、系统整体设计方案
（一）整体设计方案
本设计由STM32F103C8T6最小系统，传感部分（DHT11温湿度传感器、声音传感器），反馈部分（有源蜂鸣器、步进电机）组成。系统设计框图如图2.1所示。
图2.1 系统设计框图
（二）方案选择与论证
单片机的选择
方案一：采用MSP430系列芯片作为处理器。MSP430在上个世纪九十年代就已经在市场上发行，使用RISC精简指令，好处是可以减少整体的代码量，并且执行效率高。缺点如下：不容易上手、初学者难以学习，网上的资料例程较少。较为冷门。
方案二：采用STM32系列芯片作为处理器。与MSP430系列相比有以下优点：运行速度较快、综合性能更强大、国内的历程资料多、新手入门较为容易并且有很多官方库可以调用，成本低廉。
从以上对比分析得出，选择方案二采用STM32系列芯片作为处理器。
显示屏的选择
方案一：采用OLED液晶显示屏显示。其功能强大，不仅可以显示一般的数据字符，甚至可以显示图形。和传统LCD屏幕相比它的对比度高，色域广，响应时间快，色彩丰富并且分辨率高。但是也有一些缺点例如占用I/O口较多，成本高。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/483.html
