一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開(kāi)了一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括第一MSP430單片機(jī)和第二MSP430單片機(jī)，所述第一MSP430單片機(jī)連接有聲音檢測(cè)模塊、多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)送模塊，所述第二MSP430單片機(jī)連接有無(wú)線接收模塊和聲光報(bào)警模塊。本實(shí)用新型專利技術(shù)所提供的嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，采用多點(diǎn)尿濕檢測(cè)和聲音檢測(cè)報(bào)警，既可檢測(cè)嬰兒尿濕或哭鬧情況，又防止了由于嬰兒正常翻身移動(dòng)或說(shuō)話腳步等環(huán)境聲所產(chǎn)生的漏報(bào)和誤報(bào)。本實(shí)用新型專利技術(shù)將多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和音頻檢測(cè)模塊嵌入隔尿墊的隔水層下，功耗小，方便分離清洗，有實(shí)用價(jià)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種生活用品領(lǐng)域，具體涉及一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在當(dāng)今生活和工作節(jié)奏日益緊張的社會(huì)，女性往往要兼顧工作和家庭，尤其初為人母，既要照顧嬰兒，還要料理家務(wù)，新媽媽們往往手忙腳亂。嬰兒一天中大部分時(shí)間都在睡眠，如何對(duì)其進(jìn)行睡眠監(jiān)護(hù)，在嬰兒醒來(lái)時(shí)及時(shí)安撫、如何解決尿濕問(wèn)題一直困擾著忙碌的新媽媽們。絕大多數(shù)的家庭選擇使用方便的紙尿褲，但紙尿褲除了高開(kāi)支以外，它的吸水層容易滋生細(xì)菌，不及時(shí)更換就會(huì)捂出紅疹，對(duì)嬰兒的健康也有隱患。純棉尿布健康舒適，但需要及時(shí)更換，市面上現(xiàn)有的尿濕檢測(cè)裝置大多是單點(diǎn)測(cè)量，存在漏報(bào)的可能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供了一種遠(yuǎn)程嬰兒尿濕監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，能有效地為新媽媽們解決這個(gè)困擾。在異常報(bào)警部分，主要檢測(cè)兩種情況：1)嬰兒尿濕;2)嬰兒由于不舒服或需要照顧而產(chǎn)生的哭鬧。系統(tǒng)采用多點(diǎn)尿濕檢測(cè)和聲音檢測(cè)報(bào)警，既可檢測(cè)嬰兒尿濕或哭鬧情況，又防止了由于嬰兒正常翻身移動(dòng)或說(shuō)話腳步等環(huán)境聲所產(chǎn)生的漏報(bào)和誤報(bào)。本技術(shù)的技術(shù)方案是：一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括第一MSP430單片機(jī)和第二MSP430單片機(jī)，所述第一MSP430單片機(jī)連接有聲音檢測(cè)模塊、多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)送模塊，所述第二MSP430單片機(jī)連接有無(wú)線接收模塊和聲光報(bào)警模塊。優(yōu)選的，所述的多點(diǎn)尿濕檢測(cè)模塊采用DHT11的數(shù)字溫濕度傳感器。優(yōu)選的，所述的聲音檢測(cè)模塊采用AD7794芯片。優(yōu)選的，所述的無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊選擇nRF24L01無(wú)線芯片作為射頻集成電路，nRF24L01與MSP430單片機(jī)的連接采用MSP430單片機(jī)的串口通信模塊USART1作SPI使用。優(yōu)選的，所述聲光報(bào)警模塊采用采用聲光兩級(jí)報(bào)警，聲音報(bào)警相對(duì)光電報(bào)警有延時(shí)。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1．本技術(shù)所提供的嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，采用多點(diǎn)尿濕檢測(cè)和聲音檢測(cè)報(bào)警，既可檢測(cè)嬰兒尿濕或哭鬧情況，又防止了由于嬰兒正常翻身移動(dòng)或說(shuō)話腳步等環(huán)境聲所產(chǎn)生的漏報(bào)和誤報(bào)。2．本技術(shù)將多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和音頻檢測(cè)模塊嵌入隔尿墊的隔水層下，功耗小，方便分離清洗，有實(shí)用價(jià)值。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步描述：圖1為本技術(shù)所述的嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為實(shí)施例中多點(diǎn)尿濕模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為實(shí)施例中聲音檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為實(shí)施例中無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊電路圖。具體實(shí)施方式為了更清楚說(shuō)明本技術(shù)，下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本技術(shù)的技術(shù)方案，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的技術(shù)方案僅僅是本技術(shù)的一種具體實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些具體實(shí)施方式獲得其他實(shí)施方式。如圖1所示，本技術(shù)所揭示的嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括第一MSP430單片機(jī)和第二MSP430單片機(jī)，所述第一MSP430單片機(jī)連接有聲音檢測(cè)模塊、多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)送模塊，所述第二MSP430單片機(jī)連接有無(wú)線接收模塊和聲光報(bào)警模塊。聲音檢測(cè)模塊用于檢測(cè)嬰兒的啼哭聲，無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊分別用于發(fā)送和接收信號(hào)?？紤]到系統(tǒng)的低功耗性，微處理器采用美國(guó)德州儀器推出的16位MSP430單片機(jī)，其特點(diǎn)是超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集(RISC)的混合信號(hào)處理器，能夠在1.8～3.6V的電壓下工作。它具有工作模式和5種低功耗模式，在低功耗模式下，CPU可以被中斷喚醒，響應(yīng)時(shí)間小于6μs，特別適合于長(zhǎng)期使用電池工作的場(chǎng)合。同時(shí)，它的體積微小，接口完善，擁有較強(qiáng)的運(yùn)算能力，非常適合作為睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主控芯片。多點(diǎn)溫度尿濕檢測(cè)模塊采用含已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接，該產(chǎn)品具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。DHT11采用3.3～5.5V直流供電，濕度測(cè)量范圍20—90%RH，濕度測(cè)量精度±5%RH，濕度分辨率1%RH，可完全互換，長(zhǎng)期穩(wěn)定性<±1%RH/年。單線制串行接口輸出數(shù)字信號(hào)，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其適用于多點(diǎn)尿濕檢測(cè)。具體實(shí)例中，多點(diǎn)尿濕溫度傳感器連接方式如圖2所示，電源正與地跟單片機(jī)電源正和地相連接，4路數(shù)據(jù)接口分別接5.1k上拉電阻與單片機(jī)P2口連接。聲音檢測(cè)報(bào)警應(yīng)只由嬰兒啼哭聲觸發(fā)，而忽略成年人的語(yǔ)音(30～3000Hz)和腳步等其他環(huán)境聲音，避免誤觸發(fā)，所以系統(tǒng)只對(duì)1500Hz以上聲音進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)該頻段范圍內(nèi)的聲音幅度超過(guò)閾值時(shí)，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送信號(hào)使接收終端聲光報(bào)警，聲音閾值根據(jù)實(shí)際環(huán)境由用戶調(diào)節(jié)。具體實(shí)例中，如圖3所示的聲音檢測(cè)模塊電路由AD7794將話筒采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)濾波處理。處理結(jié)果判斷為嬰兒哭聲才觸發(fā)射頻芯片。AD7794芯片適合高精度測(cè)量應(yīng)用，并且具有低功耗、低噪聲、完整輸入終端等優(yōu)點(diǎn)。射頻發(fā)送和接收需要保證傳輸?shù)目煽啃?，要求誤碼率低，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離要在15米以上。另外結(jié)合低功耗的要求，選擇nRF24L01無(wú)線芯片作為射頻集成電路。nRF24L01是由NORDIC生產(chǎn)的單片無(wú)線收發(fā)器芯片，主要工作在2.4～2.5GHz的ISM頻段，頻段之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間低于200μs。輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過(guò)SPI接口進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)工作在發(fā)射模式且發(fā)射功率為0dBm時(shí)電流消耗為11.3mA，接收模式時(shí)電流消耗為12.3mA，在掉電模式和待機(jī)模式下電流消耗更低。無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊兩者之間通過(guò)無(wú)線傳輸進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，共同完成數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。其室內(nèi)傳輸距離可達(dá)30m，無(wú)線傳輸速度可達(dá)到1Mbit/s，在使用中只需要一片nRF24L01和少數(shù)的外圍元件就能完成射頻收發(fā)功能，大大減少了系統(tǒng)的體積。具體實(shí)例中，nRF24L01與MSP430單片機(jī)的連接時(shí)采用MSP430單片機(jī)的串口通信模塊USART1作SPI使用，提供同步通信，主要是兩者之間進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)通信。MSP430的管腳P3.0、P1.3、P3.3、P3.2、P3.1、P1.4配置成通用I/O引腳，分別與nRF24L01的CE，CSN，SCK，MOSI，MISO，IRQ連接，控制nRF24L01的工作方式，連接電路如圖4所示。本系統(tǒng)為便攜式系統(tǒng)，采用電池供電，需要進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。只有在單片機(jī)檢測(cè)到測(cè)量信號(hào)超過(guò)閾值時(shí)，射頻芯片才發(fā)射信號(hào)，否則nRF24L01處于掉電狀態(tài)降低功耗。聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì)的目的是將嬰兒的尿濕信息和啼哭信息通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞剑偷奖O(jiān)護(hù)人隨身攜帶的裝置(如腕帶)，此部件接收到信號(hào)，使裝置上的報(bào)警器工作。本系統(tǒng)在接收端采用聲光兩級(jí)報(bào)警，首先發(fā)光提醒，30s后如果監(jiān)護(hù)人沒(méi)有關(guān)閉提醒，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出聲音提醒，蜂鳴器的音量可以調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括尿濕啼哭測(cè)量模塊的軟件設(shè)計(jì)和接收?qǐng)?bào)警模塊的軟件設(shè)計(jì)。尿濕啼哭測(cè)量模塊通電后首先完成系統(tǒng)初始化，多點(diǎn)測(cè)溫模塊完成溫度測(cè)量，當(dāng)各點(diǎn)溫度均保持等于環(huán)境溫度超過(guò)5分鐘系統(tǒng)斷電；否則進(jìn)行濕度和聲音的測(cè)量。當(dāng)測(cè)得的濕度聲音信號(hào)超過(guò)閾值時(shí)就啟動(dòng)射頻芯片，發(fā)送無(wú)線信號(hào)，然后系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，等待模塊被關(guān)閉或按鍵再次啟動(dòng)。聲光報(bào)警模塊接收到報(bào)警信號(hào)后首先啟動(dòng)光電報(bào)警，30s后若未被關(guān)閉則啟動(dòng)聲音報(bào)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：包括第一MSP430單片機(jī)和第二MSP430單片機(jī)，所述第一MSP430單片機(jī)連接有聲音檢測(cè)模塊、多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)送模塊，所述第二MSP430單片機(jī)連接有無(wú)線接收模塊和聲光報(bào)警模塊；多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和聲音檢測(cè)模塊嵌入隔尿墊的隔水層下；無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊分別用于發(fā)送和接收信號(hào)；所述的無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊均選擇nRF24L01無(wú)線芯片作為射頻集成電路，nRF24L01與MSP430單片機(jī)的連接采用MSP430單片機(jī)的串口通信模塊USART1作SPI使用。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種嬰兒睡眠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：包括第一MSP430單片機(jī)和第二MSP430單片機(jī)，所述第一MSP430單片機(jī)連接有聲音檢測(cè)模塊、多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)送模塊，所述第二MSP430單片機(jī)連接有無(wú)線接收模塊和聲光報(bào)警模塊；多點(diǎn)尿濕監(jiān)測(cè)模塊和聲音檢測(cè)模塊嵌入隔尿墊的隔水層下；無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊分別用于發(fā)送和接收信號(hào)；所述的無(wú)線發(fā)送模塊和無(wú)線接收模塊均選擇nRF24L01無(wú)線芯片作為射頻集成電路，nRF2...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧涵，盧園園，賴茂陵，王志宏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：常熟理工學(xué)院，
類型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32