智能嬰兒車

文浙江省嘉善縣第二高級中學(xué)高三（四）班 張翁漁

嬰兒車是新生兒家庭的必需品，人們對嬰兒車的品質(zhì)要求也越來越高。如今很多設(shè)備都走上了智能化道路，這也是嬰兒車的主要發(fā)展方向。

傳統(tǒng)的嬰兒車僅作為代步工具，存在以下缺陷：重心偏高，容易翻車，穩(wěn)定性較差；開放式的設(shè)計導(dǎo)致防護(hù)措施少、安全性能較差，若嬰兒被陌生人抱走，無法做出任何提示及報警；缺乏對嬰兒身體重要參數(shù)（體溫、體重等）的檢測、使用壽命短、無助力裝置、推行時較費力。

智能化的嬰兒車應(yīng)具有如下特點：保障嬰兒在公共環(huán)境中的安全，提高車體的舒適性，延長產(chǎn)品的使用壽命，能及時了解嬰兒在車內(nèi)的身體參數(shù)。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計

我設(shè)計了基于ARM嵌入式芯片（STM32M3系列單片機(jī)）的智能嬰兒車系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖 1、2、3 所示。

二、主要功能模塊

1.身份識別及防抱走功能

通過射頻識別技術(shù)（RFID）識別身份，當(dāng)看護(hù)人通過RFID解鎖時，需攜帶授權(quán)電子標(biāo)簽，否則解鎖失敗?？醋o(hù)者將嬰兒放在車內(nèi)時，壓力傳感器啟動。若有人強(qiáng)行抱走嬰兒，壓力傳感器檢測到的數(shù)值發(fā)生變化，單片機(jī)發(fā)送控制信號給蜂鳴器和LED燈帶，提醒看護(hù)者。

2.防翻車功能

紅外傳感器可實時檢測嬰兒車前方的路況，正常行進(jìn)時，馬達(dá)正轉(zhuǎn)助力，若嬰兒車前方出現(xiàn)障礙物，則紅外傳感器檢測到的電信號會發(fā)生變化，單片機(jī)發(fā)送控制信號給馬達(dá)，馬達(dá)與驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動方向相反，實現(xiàn)智能制動。

3.運動狀態(tài)檢測及智能助力系統(tǒng)

加速度傳感器可實時檢測嬰兒車的加速度，若不在預(yù)設(shè)值的范圍內(nèi)，則單片機(jī)發(fā)送控制信號給蜂鳴器和LED燈帶，提醒看護(hù)者及時調(diào)整速度。位置角度傳感器可實時檢測嬰兒車的角度，若大于預(yù)設(shè)值，則單片機(jī)發(fā)送控制信號給馬達(dá)，馬達(dá)加速正轉(zhuǎn)，使看護(hù)者推嬰兒車時更省力。

4.姿態(tài)調(diào)整功能

采用三段式車體設(shè)計以適應(yīng)嬰兒躺著和坐著時的兩種姿態(tài)。

5.智能遮陽及照明功能

環(huán)境光線傳感器可實時檢測照射在嬰兒車上的陽光強(qiáng)度，若大于單片機(jī)內(nèi)的預(yù)設(shè)值，則單片機(jī)發(fā)送控制信號給舵機(jī)，舵機(jī)帶動遮陽支架轉(zhuǎn)動，根據(jù)外界光線的變化調(diào)節(jié)遮陽棚的角度。若檢測到的陽光強(qiáng)度小于單片機(jī)內(nèi)的預(yù)設(shè)值，則單片機(jī)發(fā)送控制信號驅(qū)動LED燈工作，提高嬰兒車內(nèi)的亮度。

圖1 智能嬰兒車總體設(shè)計原理圖

圖2 運動單元的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 紅外傳感器的安裝示意圖

1.支架2.車體21.第一底板22.第二底板23.第三底板24.定位孔25.插銷孔 26.插銷 27.螺紋孔 28.緊固螺栓3.單片機(jī) 41.舵機(jī)42.遮陽支架43.遮陽布51.LED燈帶61.檢測輪62.驅(qū)動輪63.馬達(dá)64.傳動軸