侯欣宇 賈婷 吳錦濤 田枘杭 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

隨著社會(huì)的發(fā)展，父母越來(lái)越重視孩子在嬰幼兒時(shí)期的成長(zhǎng)發(fā)育，在照看嬰兒方面需要投入更多的時(shí)間和精力，在現(xiàn)代社會(huì)快節(jié)奏的生活工作壓力下往往會(huì)感到力不從心。而現(xiàn)實(shí)生活中存在著太多不可預(yù)見的因素影響著嬰幼兒的健康成長(zhǎng)，孩子的體型在發(fā)育階段，70%的時(shí)間都是在床上度過。為了減輕父母在育兒期間的負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高育兒質(zhì)量，針對(duì)普通嬰兒生病具備智能檢測(cè)以及控制等功能。因此，設(shè)計(jì)一種新型的物聯(lián)網(wǎng)云端寶寶生病看護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)智能監(jiān)控以及檢測(cè)危險(xiǎn)的系統(tǒng)，可以能夠隨時(shí)給家長(zhǎng)提供嬰兒的生活環(huán)境和活動(dòng)狀況等信息。

本設(shè)計(jì)在研究了傳統(tǒng)寶寶身體狀況監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代寶寶身體狀況監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過比較得出優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種物聯(lián)網(wǎng)寶寶生病看護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即一端采用單片機(jī)、溫度傳感器，用作信號(hào)發(fā)射，另一端接入采用單片機(jī)接收信號(hào)組網(wǎng)并通過云端進(jìn)行顯示。在這種控制方式下，如果寶寶的體溫超過正常體溫時(shí)，則云端會(huì)顯示體溫狀況，而如果寶寶的體溫處于非正常情況下時(shí)，則LED燈將閃爍蜂鳴器報(bào)警且云端會(huì)顯示報(bào)警狀態(tài)及體溫狀況。采用這樣的控制方式能很好的了解寶寶的身體狀況。

本設(shè)計(jì)包括整個(gè)控制系統(tǒng)的功能和控制策略，軟件程序設(shè)計(jì)包括LED燈初始化、溫度傳感器初始化、蜂鳴器的初始化、協(xié)議棧初始化，串口通訊等。最后，在模擬實(shí)際環(huán)境下，測(cè)試可行性與性能。證明采用無(wú)線控制能有很好的控制效果，并且可以顯著了解寶寶的身體狀況的問題。

首先由溫度采集采集開始。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，溫度傳感器運(yùn)作，將檢測(cè)得到的溫度和濕度信息以電信號(hào)形式，發(fā)送給單片機(jī)。單片機(jī)接收信號(hào)后，根據(jù)設(shè)計(jì)過程中燒寫的程序，完成控制指令的判斷，并輸出控制指令。而后就是本設(shè)計(jì)中的特色環(huán)節(jié)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立。通過對(duì)協(xié)議棧的編寫和運(yùn)用，建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。而后，終端輸出的控制指令通過無(wú)線傳輸，傳輸給接收端。再根據(jù)設(shè)計(jì)過程中燒寫的接收端指令處理函數(shù)，判斷執(zhí)行何種指令并輸出相應(yīng)的執(zhí)行命令，而與接收端相連的LED就能做出正確的反映。當(dāng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，終端可以立刻接收并進(jìn)行判斷，按照上文所述的途徑，完成新的指令傳輸，接收端也能立刻對(duì)接收指令做出相應(yīng)的執(zhí)行操作。根據(jù)設(shè)置狀態(tài)掃描間隔時(shí)間，可以有效防止信號(hào)干擾和無(wú)用的信號(hào)判斷。物聯(lián)網(wǎng)云端寶寶生病看護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

傳統(tǒng)的寶寶生病監(jiān)控方式比較落后，甚至很大程度都還是認(rèn)為監(jiān)控，安全系數(shù)低，還會(huì)給父母帶來(lái)極大的身心折磨，以及監(jiān)控不當(dāng)?shù)炔蛔恪ａ槍?duì)以上缺點(diǎn)，將先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與單片機(jī)相結(jié)合，由單片機(jī)獲取傳感器所采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)寶寶身體各個(gè)點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)控，不但解決了資源浪費(fèi)問題,而且當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)某一節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)不會(huì)受到影響，而故障節(jié)點(diǎn)還可以手動(dòng)進(jìn)行開關(guān)操作；系統(tǒng)成本低，只安裝幾個(gè)傳感器，用于采集實(shí)時(shí)信息，全程采用無(wú)線通信，無(wú)需布線、易安裝且運(yùn)行后無(wú)通信費(fèi)用。本系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)寶寶生病看護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，科學(xué)高效的控制和資源整合，最終實(shí)現(xiàn)安心監(jiān)控的目的，有著廣闊的應(yīng)用前景。