DIY智能搖床，實現嬰兒健康監護，提供設計方案、軟硬件架構

一、項目概述

1.1 項目摘要

嬰兒安睡寶是基于STEVAL-MK1062V2開發套件的一個智能搖床。它通過利用開發板上的傳感器，增加電機，GPRS，音樂播放和聲音傳感器來對嬰兒睡眠環境進行監測并控制，使嬰兒在一個溫暖舒適的環境成長。

1.2 項目背景

睡眠對于嬰兒的成長發育起著至關重要的作用。事實上，1歲前的嬰幼兒每天至少有16小時是在睡覺中度過的，這是由于他們的腦部還沒有完全發育成熟，很容易疲勞入睡。而且只有充足的睡眠，才能保證各組織器官的發育和成熟。否則，對腦組織的成熟及各器官的生長發育都是不利的。一個良好的睡眠環境是睡眠質量的保證,傳統的搖床只是提供一個睡眠地方，并未對監測和改善嬰兒的睡眠環境，它至少存在以下缺陷：

1. 當今社會的競爭越來越激烈，年輕的父母白天要工作晚上還要照顧寶寶睡覺，這已經嚴重影響了他們的休息。如何既能減輕父母的負擔，又能夠照顧好寶寶休息成為亟待解決的問題。

2. 寶寶在家睡覺，家長去外面買菜或臨時出門做點事，這時寶寶突然醒來家長卻不知道，寶寶有可能出現各種危險。

3. 嬰兒的大腦是脆弱的，當有如手機，無線對講機等大功率設備在嬰兒旁邊工作時其產生的輻射必然會對大腦的發育產生影響。如何在發現輻射時通知家長保障嬰兒的睡眠質量是需要考慮的問題。

4. 溫度、濕度等天氣條件也是影響寶寶睡眠質量的重要因素。如果能夠根據嬰兒的睡眠情況自動調節空調，使其到達一個理想的睡眠環境，將會使嬰兒發育更加良好。

針對以上這些問題，我們設計了本“嬰兒安睡寶”，旨在為嬰兒提供一個舒適、健康的睡眠環境，同時解決家長帶寶寶的經驗基本為零，且工作節奏快，時間少，缺乏嬰幼兒護理方面的相關知識和經驗等問題。

二、需求分析

2.1 功能要求

本嬰兒安睡寶的功能為：

1. 寶寶從睡夢中醒來后，必定會翻轉晃動，陀螺儀，加速度計通過搖床晃動幅度和加速度判斷嬰兒是否醒來，然后通過GPRS通知家長，同時電機控制搖床搖動，播放兒歌或講故事，使得寶寶再次安靜入睡。

2. 當手機或大功率電器靠近搖床，電磁輻射物對必然對地磁產生影響，地磁力計通過檢測地磁的變化達到對輻射的監測。然后發出警報，避免輻射源靠近。

3. 壓力和溫度傳感器對環境氣壓、溫度等進行實時監控，超出適宜的溫度、壓力值時將提醒家長，并立刻調節空調的輸出，重新讓嬰兒感到舒適。

4. 聲音傳感器監測嬰兒的哭聲，當哭聲超過一定限度，或持續一定時間時，系統將會通知家長。

5. 根據嬰兒的睡眠習慣，本安睡寶能夠記錄下多次睡眠的數據，通過模糊算法和內置小型專家系統，自動調節適合不同寶寶的 搖床晃動頻率、睡眠溫度等。

2.2 性能標準

整個系統的核心采用STM32來完成。通過溫度傳感器、濕度傳感器、地磁傳感器、加速傳感器、陀螺儀以及聲音傳感器對寶寶睡眠環境和睡眠質量進行監測。在出現異常情況時，本系統能夠自動調節并通知家長。

同時，本系統內置了模糊算法和小型的專家系統，在每次寶寶入睡時自動記錄本次睡眠的各種數據：如進入睡眠的時間，當前溫度，搖床晃動頻率，角度等。通過多次的測量和數據的積累，系統將會自動調節找到不同寶寶喜愛的睡眠環境，適應不同寶寶的需要。