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[项目] 基于视觉识别的智能婴儿床

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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。
01.jpg

【功能详解】
系统图.png
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。
02.png
图2用LaserMaker绘制结构件
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图3用激光切割机切割出以上结构件。
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图4拿出一根实体长框和带孔长框用胶水拼接
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图5有孔短框与刚才的拼接件拼接构成床体底部
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图6用短实木框与床体底部拼接
07.jpg
图7床体上部分结构件拼接
08.jpg
图8用麻绳编制床体底部
10.jpg
图9剪裁布匹
09.jpg
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。
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图11右床架
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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。
13.png
图13床架固定件
14.jpg
图14激光切出床架固定件,2片底部(带孔)1片顶部
15.jpg
图15将底部固定件与左床架拼接
16.jpg
图16用T形插销固定
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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
20.jpg
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.jpg
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。
电路22.jpg
图22床体感测部分电路连线
21.jpg
图23安装磁力传感器支撑柱
22.jpg
图24安装好上下两个磁力传感器支撑柱
23.jpg
图25安装掌控板
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图26安装哈士奇等传感器
25.jpg
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.png
图30安全检测——婴儿身体超出床沿报警、显示
图31.png
图31床体升降——通过按键控制升降
图32.png

图32尿床检测——检测到尿床报警、显示
图33.png

图33环境检测——检测到温度过高,开启风扇
图34.png

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。


帅猫  高级技师

发表于 2021-6-4 10:54:57

上个月刚拿着智能摇篮参加完科技嘉年华的我不知所措
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