基于视觉识别的智能婴儿床

基于视觉识别的智能婴儿床

作者：张培钦、冯彦博   

【项目背景】

刚生产后的新妈妈们可能要面对照顾婴儿的繁重任务。婴儿可能会热，可能会尿床，随着生长可能会爬出婴儿床……这些因素会让新妈妈们苦恼不已。为此我们设计制作了一款基于视觉识别的智能婴儿床，来为新妈妈们解忧。

【功能详解】

1.安全检测：利用哈士奇传感器物体追踪功能，当小孩身体部分超出哈士奇的检测范围后（超出床沿），开启蜂鸣器报警，提醒家长过来干预。

2.尿液检测：使用水分传感器，当检测到水分时，开启蜂鸣器报警，提醒家长过来换尿布。

3.床体升降：新妈妈们弯腰换尿布，会使得腰部疲劳。为了缓解此状况，我们设计了可以升降的床体。使用磁力检测，在床体上下沿分别安装强磁铁，床架上下安装磁力传感器，当感受到磁力时，电机停止，床体停止升降。

4.环境检测：实时检测环境温度，当环境温度过高时（大于22），启动风扇，加快空气流动，降低温度。

【硬件清单】

序号	名称	数量
1	DFRduino UNO R3	1
2	Gravity: IO 传感器扩展板 V7.1	1
3	Gravity: DHT11温湿度传感器(Arduino兼容)	1
4	Gravity: 二哈识图（HuskyLens）AI 视觉传感器	1
5	Gravity: 水分传感器（Water Sensor）	1
6	蜂鸣器	1
7	Gravity: 130 直流电机风扇	2
8	掌控板2.0编程入门学习主控板	1
9	micro:bit掌控I/O扩展板	1
10	微型直流减速电机	2
11	Gravity: 数字贴片磁感应传感器	2
12	3.7v电池+充电器	1
13	7.4V电池+充电器	1
14	铜柱	2
15	延长线	4
16	松木板（5MM、3mm）	若干

【制作过程】

一、结构设计：本次作品中床体和床架考虑到重量及稳定性的需求，我们对床体结构设计时使用的是3mm的松木板。床架部分考虑到结构的稳定性，我们使用了5MM的松木板。作品的结构设计，主要包括括床体结构、床架结构和固定结构等。

    （1）床体设计：床体包括四根长框，两根有孔长框，四根有孔短框，具体如下所示。

图2用LaserMaker绘制结构件

图3用激光切割机切割出以上结构件。

图4拿出一根实体长框和带孔长框用胶水拼接

图5有孔短框与刚才的拼接件拼接构成床体底部

图6用短实木框与床体底部拼接

图7床体上部分结构件拼接

图8用麻绳编制床体底部

图9剪裁布匹

图10将床体围住

（2）床架设计：床架部分由左右两片床架构成，具体如下图所示。床架的拼接我们使用了拼插方式进行连接。

图11右床架

图12左床架

（3）固定结构：固定结构由三根木条，其中一根安装在床架顶部，用于固定电子件及主控。另外两根有孔木条安装于床架底部，可用麻绳编制防跌网。另外12个T形插销用于结构固定。

图13床架固定件

图14激光切出床架固定件，2片底部（带孔）1片顶部

图15将底部固定件与左床架拼接

图16用T形插销固定

图17依次将上下固定件与床架固定

图18下部固定时，T形插销左右对插固定

图19上部固定四个T形插销都向下插入

图20全部固定完成

二、电路连线

我们在系统功能实现上划分为两部分：第一部分为掌控+电机+磁力传感器，用于控制床体的升降。两个磁力传感器分别接入P8，P9口，控制电机连在拓展板电机口M1,M2。

图21升降系统连接电路

第二部分床体感测部分。哈士奇连入IIC口，两个风扇连入D4,D8口，蜂鸣器连入D6口，DH11连入D7口，水分传感器连入A1口。

图22床体感测部分电路连线

图23安装磁力传感器支撑柱

图24安装好上下两个磁力传感器支撑柱

图25安装掌控板

图26安装哈士奇等传感器

图27编写程序烧入代码

三、程序代码

图28掌控板代码

图29UNO端代码

【运行测试】

图30安全检测——婴儿身体超出床沿报警、显示

图31床体升降——通过按键控制升降

图32尿床检测——检测到尿床报警、显示

图33环境检测——检测到温度过高，开启风扇

图34风扇启动

【改进提升】

    本次作品是参加人工智能挑战赛的作品，基本实现智能婴儿床的功能。后续但我们可以通过物联网来实现对各种检测信息的发送，从而使得作品更加智能。

上个月刚拿着智能摇篮参加完科技嘉年华的我不知所措

灵感不错，功能丰富，整体很好，外观后期可以完善一下

诩 发表于 2022-4-8 10:41
灵感不错，功能丰富，整体很好，外观后期可以完善一下

哈哈哈哈哈

帅猫 发表于 2021-6-4 10:54
上个月刚拿着智能摇篮参加完科技嘉年华的我不知所措

哈哈哈哈哈

hnyzcj 发表于 2022-4-8 14:41
哈哈哈哈哈

床还可以稍微大一些，
让婴儿可以在摇篮里做伸展运动。