跟着社会的开展，爸爸妈妈越来越注重孩子在婴幼儿时期的生长发育，在照看婴儿方面需求投入更多的时刻和精力，在现代社会快节奏的日子作业压力下往往会感到无能为力。而现实日子中存在着太多不行预见的要素影响着婴幼儿的健康生长，孩子的体型在发育阶段，70%的时刻都是在床上度过。为了减轻爸爸妈妈在育儿期间的担负，一起进步育儿质量，针对一般婴儿床存在的功用单一、功用简略、简直度不具备智能检测以及操控等功用。因此，规划一种新式的可移动婴儿床，习惯室内和外出玩耍，具有实时智能监控以及检测风险的体系，能够能够随时给家长供给婴儿的日子环境和活动情况等信息。
1 体系功用架构
婴儿实时监控体系首要完结4种功用，分别为各种传感器的数据收集剖析与操控、无线网络的传输、终端的接纳与监控、与防摔防磕碰，其间无线网络传输的完结是本体系的要害。图1为婴儿实时监控体系整体结构图，选用最新的socket程序库，进步体系数据在网络传输的稳定性和可靠性。物联网是新一代信息技能的重要组成部分，在智能家居体系、工业、农业等职业得到运用和开展。物联网的根本体系结构包括3方面：感知层、网络层、运用层。选用硬件TCPIP协议的网络操控器W5500、WiFi无线路由器和nRF24L01无线技能作为本体系的网络层的通讯，完结各传感器数据的收集和收发，具有稳定性强、传输规模广、功耗低一级长处。
2 体系模块化规划
2.1 数据收集模块
2.1.1 温湿度收集电路
本电路的规划首要是由温度传感器和湿度传感器担任婴儿实时体温的监测和是否尿床的监测。图2所示为温湿度收集电路。体温的数据是选用一种常用于温度操控、工业体系或许热感测体系数字方法传输的高精度DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器内部包括的高速暂存器RAM含有两个字节的温度寄存器，这两个寄存器能够存储输出的数据，在操控线衔接一个弱上拉电阻，经过对寄存器TH和TL的编程，进步丈量的精度和分辨率，能完结在93.75 ms和750 ms内将温度值转化输出精度高达9～12位。
经过HS1100湿度传感器检测婴儿是否尿床。HS1100是一种电容传感器，依据其高分子材料吸收水分之后的电常数产生变化而进行湿度的丈量。经过A/D模数转化，将电容值的输出转化为以之成反比的电压信号数据被主控器接纳。
2.1.2 哭声辨认电路
哭声辨认电路选用LN567通用锁相环电路腔调译码器，本电路规划如图3所示，运用MIC收集婴儿哭声响频信号，经过两级集成运放电路，将MIC收集到的较弱模拟信号放大为强信号。婴儿在不同情况下的哭声频率也是有所不同的，哭声频率在15 kHz左右标明婴儿是饿了，频率在6 kHz左右时是婴儿想睡觉了。选用%&&&&&%滤波电路进行声响的滤波处理，下降环境噪音的搅扰。将滤波处理后的声响信号经过二极管进行整形然后得到低频信号，最终经过比较器将模拟信号转化为声响持续时刻的数字信号，从LN567芯片的OUTPUT端口输出脉冲信号到主控器芯片。
2.2 无线网络模块
2.2.1 WiFi传输模块
无线网络模块规划的是本体系的首要中心部分，经过无线网络进行传感器之间的数据传输，使得处在无线网络中的各传感器通讯布线少，进步通讯的功率和协调化。体系中WiFi无线网络首要是完结对视频图画的传输和对婴儿床电机的驱动。经过向WiFi操控板刷入依据嵌入式Linux体系的具有高度模块化、高度自动化的OpenWRT体系。摄像头经过USB接到WiFi操控板，将拾取的视频图画经过调制转化经过无线传输到上位机，完结对婴儿的实时监控。WiFi操控板与主控器以串日接口通讯方法，经过上位机发送指令完结对摇床电机、玩具电机、行进电机的驱动。
2.2.2 W5500以太网模块
W5500是一款wiznet公司推出的嵌入式以太网操控器，经过SPI接口完结Internet网络衔接，支撑TCP/IP协议处理，体系结构分为10/100M以太网数据链路层(MAC)、网络层
(NWK)、运用层(APL)，数据链路层和物理层契合IEE 802.3标准界说的悉数标准。层与层之间完结特定的功用与相关服务并经过接口完结网络衔接。如图4所示，W5500经过SPI串行外部接口与主控器芯片相连进行通讯，一起经过网线接与上位机完结通讯，将nRF24L01从温度传感器接纳到的数据经过无线网络发送到W5500，在经过以太网将数据发送到上位机的machtalk服务器中实时显现并记载。
2. 2.3 nRF24L01无线收发模块
体系以依据NORD%&&&&&%公司出产的以8051为内核根底的增强型2.4 GHz无线收发器nRF24L01完结近距离无线通讯，能够实时感知和收集传感器的信号，以无线电波作为载体完结
对传感器之间的数据通讯。各传感器经过内部A/D转化后以数字信号经过I/O口引脚和nRF24L01完结通讯，nRF24L01将收集到的数据打包并发送到接纳端。无线收发电路如图5所示，电路的前端是射频接纳模块，能够经过软件编程设置其作业方法(接纳、闲暇、关机)，经过SPI接口衔接到主控器芯片进行数据通讯，设置地址码完结多从机对主机的数据通讯。
2.3 体系主操控器模块
嵌入式ARM内核的STM32系列微操控器具有高功用和资源、指令丰厚等长处，婴儿实时监控体系主操控模块选意图法半导体公司推出的32为依据Cortex—M3内核的STM32F103 ZET6处理芯片，片上集成了64 KB的SRAM和512KB的FLASH，具有CAN与USB总线，5个USART串口通讯接口，3个SPI总线接口等电路接口，满意多种并一起通讯的功用，处理速度快，功用强大，外部接口丰厚，内部数据存储空间容量大，能够很好的完结本体系的各功用规划要求，本体系的整体规划结构结构如图6所示。
3 体系软件规划
3.1 W5500网络初始化
因为拜访machtalk是经过域名拜访的，所以需求在程序里边包括DNS服务的程序，DNS解析需求一个守时器来守时调用域名解析相关函数，还需求装备网络的IP地址，MAC地址，网关，DNS服务器等。
3.2 nRF24L01的初始化
把nRF24L01装备成PTX作业形式，完结主从机的对数据的收发。若从机从传感器接纳到数据，则发动发送数据，主机敞开接纳形式。
4 体系测验和数据剖析
体系测验以温度收集为例进行屡次的实时收集测验。数据测验如图7所示。将收集到的温度经过nRF24L01发送到主控芯片并由W5500经过以太网通讯发送到PC端的服务器存储并显现。从体系测验的数据剖析得出：本婴儿实时监控体系实时性好，稳定性高，到达预期的规划方针。
5 结束语
依据当时的一般婴儿床不具备智能检测以及操控等功用而打开婴儿实时监控体系的规划，使用被广泛运用在各范畴的新式物联网技能与无线网络通讯技能对婴儿床添加对婴儿的实时监控功用并添加安全与操控体系，引证最新的socket程序库对体系中的无线网络进行优化，大大进步了数据的安全性和实效性。规划本体系的直接意图是确保婴儿在婴儿床上时能及时地进行实时监控，有效地监测和避免婴儿身体呈现情况或许安全问题的产生，能及时奉告爸爸妈妈，然后能便利爸爸妈妈在关照孩子的情况下也能作业。此外，本婴儿实时监控体系的移植性高，能够运用在其它的范畴，如医院对婴儿的医治和监护办理中心，养老院对白叟的监护办理。因此本体系的研制就有较高的实际意义和拓展性。
