分析传统婴儿床的不足,讨论智能化婴儿床的必要性以及其在提高婴儿安全性和舒适度方面的社会价值。
对比国内外智能婴儿床的技术发展水平,强调本地化控制和低成本优势。
详细列出论文将要涵盖的核心功能,包括四模式控制、多传感器融合、云端交互等。
简述论文各章节的逻辑顺序,从硬件设计到软件设计再到系统测试和结论。
总结研究背景、技术路线及论文的整体框架。
明确智能婴儿床的功能需求,包括温湿度调节、防跌落报警、尿床检测和多模式控制,同时考虑低功耗和实时性的非功能需求。
阐述系统设计的原则,包括模块化、高可靠性以及成本控制。
展示嵌入式层、云端层、移动端三层架构及数据流,直观呈现系统的整体架构。
描述从传感器数据采集到执行器响应的闭环流程,解释系统如何运作。
论证STM32F103C8T6的选择理由,强调其资源适配性和性价比。
总结系统分层设计与核心器件选型的合理性。
设计STM32最小系统电路,包括电源、晶振、复位电路等关键部分。
详细描述温湿度传感器、红外传感器、光敏传感器和尿床检测模块的设计,包括各传感器的电路设计和功能。
介绍舵机驱动、直流电机和温湿度调节单元的设计,展示如何通过继电器控制加热板与加湿器。
详细描述ESP-01S WiFi模块的设计与配置,以及阿里云物联网平台的MQTT Topic定义。
设计OLED显示和按键输入模块,实现动态显示和模式切换等功能。
总结硬件模块功能集成与互联设计的可靠性。
描述嵌入式层、云端层、移动端三层协同架构以及四模式状态机的设计。
详细讲解多传感器数据采集、数据滤波算法、执行器控制以及OLED显示驱动等关键环节。
描述WiFi模式通信协议、数据上报格式和指令解析,以及断网保护机制。
总结软件架构的实时性、多模式灵活性及算法优化效果。
描述PCB焊接工艺和模块联调的过程,确保WiFi连接稳定性和传感器校准。
测试功能和性能,包括四模式切换响应时间、哭声识别准确率、尿床报警响应时间、温湿度调节效率、舵机摆动精度和系统功耗等。
验证系统在长时间运行中的可靠性和断网重连的成功率。
总结系统满足设计需求的情况,并提出改进方向,如降低误报率。
总结论文的主要研究结论和发现,包括实现低成本、多模式智能婴儿床以及集成嵌入式控制与云端交互。