基于Android智能多功能床的设计

韩 剑，马才华，庞登辉，万今朝

（桂林电子科技大学 信息科技学院，广西 桂林541004）

基于Android智能多功能床的设计

韩 剑，马才华，庞登辉，万今朝

（桂林电子科技大学 信息科技学院，广西 桂林541004）

基于社会经济的发展,人们的生活水平也都逐渐提高，智能多功能床越来越受人们青眯。采用STC89C52RC单片机作为微处理器，通过对声音、温度、湿度等传感器来对智能床环境的检测。采用手机APP、语音识别、传动系统和音乐播放系统对婴儿及病人的睡眠环境进行处理与调节。通过实验调试能够很好地为宝宝及病人提供很大的方便，具有很强的实用性。

语音识别；STC89C52RC；智能多功能；Android；app

随着智能家居的发展，人们的生活水平也有了较大的提升，家具越来越智能化。拥有婴儿的家庭越来越注重孩子的成长环境，希望可以提供一个良好成长的环境给孩子，可是在这个生活节奏越来越快的社会，年轻的父母既要顾及宝宝的健康成长又要顾及家庭生活会感到非常疲惫。智能多功能床可以通过父母手机上的APP知道婴儿的睡眠环境。父母根据婴儿的睡眠环境通过手机上的APP来远程控制多功能床的舒适摇晃和优美的音乐的播放来改善婴儿的睡眠环境。智能多功能床通过蓝牙模块把婴儿睡眠环境的一些数据发送到父母手机上，使得父母们不必在孩子的身边就可以知道婴儿的睡眠环境，这样就可以让父母有更多的时间来休息或者处理一些家务。从而减轻了父母对婴幼儿的劳动负担，促进婴幼儿的深度睡眠，保证了大人和婴幼儿的睡眠质量，为孩子的健康成长提供了保证。可由婴儿床扩展为单人床，延长使用年限，扩大使用对象。扩展到医院病床使用，护士和医生只要身上带着手机在医院任何地方随时都可以了解到病人的信息。在床上安装有按键，当病人有需求时才呼叫护士，护士也不用那么辛苦大半夜的经常去病房查房。有效的提高了护士值班检查的效率。

1 整体方案设计

采用温度传感器检测智能多功能床周围环境的温度，检测到的环境温度传送给微控制器。当温度值过高时，微控制器启动一个小型风扇输送凉风。让婴儿和病人可以舒适地休息，改善婴儿和病人的睡眠质量。通过湿度传感器检测婴儿及病人床单的湿度情况，以此来监测婴儿及病人是否尿床，当尿床时微处理器把尿床信息发送到父母手机上的APP，通知父母或护士及时来换尿布。在床上安装一个按键，当病人有需要时，或发生紧急事件时，按动这个按钮，微处理器就发出一个紧急信号到护士或者医生手机上。只要身上带着手机在医院任何地方随时都可以第一时间了解到病人的信息。在床上安装音乐播放电路，病人聊时可以放一些音乐听。婴幼儿在睡觉醒来哭闹时，多功能智能床会通过传动系统使床自动轻轻摇晃，音乐播放系统会播放父母录下来的关爱声、或者优美的歌曲及讲一些小故事。

图1 智能多功能床控制电路原理框图

2 硬件电路设计

2.1 湿度检测电路设计

湿度传感器采用DH11湿度传感器。在此模块设计中给DHT11的数据传输引脚接一个4.7 K的上拉电阻，使DH11传感器采集到的湿度值更稳定传送给STC89C52RC单片机，将DH11的3脚接到单片机的P1.1引脚.湿度传感器采集到的数据传送给单片机。单片机根据采集来的数据进行处理后传送给蓝牙，由蓝牙把数据发到手机的APP上。这样就算父母不在孩子身边也可以及时知道孩子子有没有尿床。

2.2 声音检测电路设计

在检测到外部的声音大小有变化时，驻极体话筒两端的电压大小也会随之变化，变化的电压大少经过Q1把电压信号放大，放大的电压再通过电压比较器比较后直接接到单片机。可以通过调节滑动变阻器的电阻可以改变灵敏度可调。该模块只能输出高电平和低电平.所以该模块只能检测声音的有与无，不能检测出声音的大小和声音的频率的大小。单片机根据该模块输给单片机的是高低电平来判断有无检测到声音。当检测到孩子哭声时系统自动播放优美的音乐和轻轻地摇动床。

图2 声音检测电路

2.3 温度检测电路

温度传感器采用DS18B20溫度传感器。在此模块设计中给DS18B20外接一个4.7 K的上拉电阻使DS18B20传感器采集到的温度值更稳定传送给STC89C52RC单片机，将DS18B20的数据引脚接到单片机的P1.2.温度传感器采集到的数据传送给单片机。单片机根据采集来的数据进行处理后传送给蓝牙，由蓝牙把数据发到手机的APP上。当温度值过高时，微控制器启动一个小型风扇输送凉风。让婴儿和病人可以舒适地休息，改善婴儿和病人的睡眠质量。

2.4 音乐播放模块

把该模块支持MP3,WMV格式的歌曲播放，只要把MP3或者WMV格式的歌曲存到内存卡就可以播放。把该模块的TXD、RXD分别接到单片机RXD、 TXD的引脚。音乐播放、暂停、上一首、下一首和改变音量的大少都是通过单片机发送指令给该模块。当单片机向该模块发送FEFA时就是播放下一首，当发送FEF9是上一首，当发送FEEE是播放，当发送FEED是暂停。

图3 音乐播放模块电路

2.5 蓝牙模块

这是收发一体的蓝牙模块，把该模块的TXD、RXD分别接到单片机RXD、TXD。单片机串口把各个传感器采集回来的温度、湿度、声音等数据经过整理后传到蓝牙模块。让蓝牙模块把数据发到手机的蓝牙。父母可以在手机上APP看到传过来的温湿度等数据。父母也可以通过手机APP发送一些相应数据给单片机，让智能多功能床播放音乐、调节播发音量的大小和轻轻让床摇摆等相应动作。

图4 蓝牙模块电路

3 系统软件设计

3.1 下位机主要流程图

下位机主要流程图如图5所示。

图5 下位机主流程图

3.2 系统上位机手机的APP

用易安卓来编写手机上的APP。E4A是用中文来编写手机APP的以一个软件。在主窗口添加讯飞语音、蓝牙、按键、滚动条、编辑框等组件。当一打开软件时就启动蓝牙组件，收索附近的蓝牙并与多功能智能床那边的蓝牙连接起来。把接收到从智能多功能床蓝牙发送过来的数据在编辑框哪里显示出来。当按下按键时，启动讯飞语音组件，使连接到讯飞语音服务器，开始语音识别。把识别到的内容在编辑框上显示，并对识别的结果发送到智能多功能床的蓝牙模块。

图6 上位机主流程图

图7 上位机显示窗口

4 结 论

该智能床集声、光、电及遥感等高科技于一身。整个系统工作稳定，能完成多种功能，人性化设计。声音检测、湿度检测、电机检测巧妙结合于一身，能时时知道婴儿的睡眠情况，能够很好的为宝宝及其监护人提供很大的方便，使婴儿和监护人都能有充足的睡眠环境。

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Design of intelligent multifunctional bed based on Android

HAN Jian，MA Cai-hua，PANG Deng-hui，WAN Jin-zhao
（School of Information,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004，China）

With the development of social economy,people's living standards are gradually improved, intelligent multi-function bed is more and more popular with people.STC89C52RC microcontroller as the microprocessor,through the sound,temperature,humidity and other sensors to the smart bed environment detection.APP,voice recognition,transmission system and music player system for infants and the patient's sleep environment for processing and regulation.Can be very good for the baby and the patient to provide a great convenience,has a strong practical.

speech recognition；STC89C52RC；intelligent multi function；Android；app

TN06

：A

：1674－6236（2017）03-0133-03

2015-12-19稿件编号：201512204

广西大学生创新项目（2194）；广西科学研究与技术开发计划项目资助（桂科攻1140002-1-1）

韩剑（1982—），男，江西玉山人，硕士，讲师。研究方向：精密测量与自动控制、电路系统的EDA技术。