智能婴儿摇篮论文学士学位论文.doc

广东省肇庆学院
智能婴儿摇篮

学校:肇庆学院 小组成员:李卓慧 涂培洪 李岳 指导老师:林益平

内容摘要: 类似手机界面一样的菜单操作界面, 有手动模式和自动模式.手动模式下,可以播放MP3音乐成功者是妈妈事先录好的声音,也可以控制摇篮摆动的副度和速度,自动模式下,通过一个声音传感器和振动传感器,就可以检测到婴儿的三种状态-----哭闹, 熟睡, 非哭非睡,然后作出相应的反应,哭时,摇篮会摇起来,同时会播放MP3音乐或者是妈妈的声音;
熟睡时,刚不放音乐也不摇; 非哭非睡状态时,则摇动,当然有,自动下的摇动和播放哪一首歌,也是可以事先设定的.

关键词: 使用LPC2148,SD卡,VS1003解码芯片,使用UCOS操作系统, 类似手机界面一样的菜单操作界面, 有手动模式和自动模式, 自动模式下,哭闹, 熟睡, 非哭非睡, MP3

1.1智能婴儿摇篮简介
采用类似手机界面一样的菜单操作界面, 有手动模式和自动模式.手动模式下,可以播放MP3音乐成功者是妈妈事先录好的声音,也可以控制摇篮摆动的副度和速度,自动模式下,通过一个声音传感器和振动传感器,就可以检测到婴儿的三种状态-----哭闹, 熟睡, 非哭非睡,然后作出相应的反应,哭时,摇篮会摇起来,同时会播放MP3音乐或者是妈妈的声音; 熟睡时,刚不放音乐也不摇; 非哭非睡状态时,则摇动,当然有,自动下的摇动和播放哪一首歌,也是可以事先设定的. 下面一一分析整个作品的功能是怎么实现的.

1.2电路硬件原理图
本作品使用微处理器LPC2148为核心,按键MP3及SD卡模块,按键部分,显示器部分,电机部分,传感器都接到LPC2148核心板上,原理图如图1所示

图1原理图
1.2手动模式
当我们通过操作界面选定手动模式后,就可以选定播放哪一首MP3歌曲,调节音量的大小,还可以通过按键控制摇篮摆动的幅度和速度, 摇篮的幅度和速度是怎么调节的呢?摇篮幅度的调节可以通过电机反转的间隔时间来实现,当电机反转时间间隔得越小,电机的幅度就越小,反之则越大;而电机的摆动速度的调节,则是通过控制电机功率的大小,电机功率大小的改变,则可改变摆动力的大小,摆动力大小的改变,则要调节摆动速度的.
摆动力
摆动间隔时间

1.3.1自动模式
如果家里有过婴儿的人都会知道,当婴儿哭时,妈妈把婴儿抱起来,摇几下,哼几首儿歌,婴儿就不哭,婴儿不睡觉时,也可以用同样的方法哄入睡.现在,进入自动模式,摇篮可以自动完成这一过程,不用人工的干预.
自动模式下是什么工作原理呢?首先,我们通过二个传感器,声音传感器和振动传感器,就可以检测到婴儿的三种状态,熟睡状态, ,非哭非睡状态.当确定为哪一种状态后,摇篮就会做出相应的动作, 哭闹状态时,摇篮会摇起来,同时会播放MP3音乐或者是妈妈的声音; 熟睡状态时,刚不放音乐也不摇; 非哭非睡状态时,则摇动.这样 ,我们的摇篮自动完成哄婴儿不哭,哄婴儿睡觉的过程.
那么,传感器是怎么检测并确定婴儿的三种状态的呢?下面一一道来,
声音传感器装在靠近婴儿的头部,这样,就可以确保,声音的来源只能是婴儿.声音的检测是这样的,在3到5秒的时间里,如果收到3次以上哭声的信号,那么,就认为婴儿在哭,处于哭闹状态.
振动传感器放在婴儿摇篮里.振动传感器是用来检测婴儿是否在睡觉的,依据是,婴儿在一天中有超过18个小时的时间在睡觉,当婴儿睡觉时,除了偶尔的翻身以外,是不动,振动传感器是无信号的,当婴儿醒时,就会就会动.根据这一现象,我们的振动传感器是这样工作的, 在3到5秒的时间里,如果收到3次以上振动的信号,那么,就认为婴儿在哭,处于非睡状态,因为偶尔的翻身,不足以在这3到5秒的时间里产生3次以上的信号,这样,我们就可以成功检测到婴儿是否在睡觉.是否处于熟睡状态.
说到这里,有人会想到了一个新的问题:当我们检测到婴儿处于非睡觉状态时,摇篮摇起来了,这时,不是时刻处于振动中了吗?当婴儿被哄到睡觉时,传感器还是会收到振动信号的,这样,岂不是误判了吗.所以,为了解决这一问题,我们的摇篮是这样工作的:检测到振动信号,确定婴儿处天非睡觉状态时,就会暂时关闭振动传感器,摇动6下,6下之后,停下来7秒,7秒后, 再打开振动传感器,这样,就可以了.

1.3.1自动模式下的测试情况
当婴儿头部位置发出婴儿哭声时,能准确判断出婴儿在哭,并摇动摇篮,播放MP3歌曲;
当摇篮检测到类似婴儿翻身的一次振动的,正确判断出是在睡觉,当摇篮在一定时间内检测到婴儿3次以上的振动时,成功判断出婴儿醒了,并摇动摇篮.

附录1 电机部分电路原理图

附录2 显示器部分电路原理图

附录3 MP3及SD卡模块电路原理图

附录4 按键部分电路原理图

附录5 声音传感器电路原理图

附录6 实物图

附录7 操作主界面图

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