婴儿睡眠监护系统原理介绍
目前大多数家庭还是主要依靠家人时时刻刻看守着孩子,这就造成了父母正常工作、休息等的不便。同时,因为婴儿没有行为能力,若婴儿在尿湿、踢被、翻身和睡醒等状态时能够及时地被发觉,父母就可以及时采取相应的处理措施。为此本文以微处理器为核心,结合外围电路检测婴儿实时状态,并且引用远程监护原理,融合视频监护的技术,设计了一个多功能的婴儿睡眠监护系统。
1 系统功能及原理
本系统采用ATMEL公司生产的高性能ATmega64单片机作为微处理器,包含尿湿检测、翻身检测、踢被检测、感光检测、温湿度检测、体温检测、语音提示、振动提示和彩灯抚慰等部分。其中采用尿湿感应垫检测婴儿是否尿床;利用红外发射接收技术检测婴儿是否踢被。当检测的信息超出正常范围时,单片机将控制语音芯片,实时播放报警信息。此外系统采用温湿度传感器检测环境温度和湿度、采用非接触式红外传感器检测婴儿体温的功能。在报警提醒方面,在实现语音报警的同时,考虑到在环境嘈杂情况下语音信息不能清晰地传递,系统添加了振动提示;根据环境的不同可以设定不同的报警方式。
微处理器一方面利用上述外围电路采集婴儿实时状态信息,另一方面通过无线传输的方式与上位机(Web服务器)进行串口通信,上位机将婴儿实时状态及婴儿视频信息通过IIS服务对外发布,实现基于网络的远程监护。系统原理框图如图1所示。
2 系统功能单元设计
尿湿检测单元
尿湿检测部分采用有一定阻值的特制垫子检测信号。婴儿躺在这种垫子上,垫子通过引线连到单片机带A/D转换的I/O端口上(EMI1是信号输出脚)。因自身有一定阻值,所以会有初始电压。通过对端口电压值的A/D采样处理,可以根据实际情况智能设计尿湿报警门限值,避免了普通开关式测量带来的误判。当婴儿发生尿床时,垫子电压就会升高。当经单片机处理后的电压值超过设定电压的门限值上限时
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