基于物联网的婴儿实时监控系统的设计

为强信号。婴儿在不同情况下的哭声频率也是有所不同的，哭声频率在15 kHz左右表明婴儿是饿了，频率在6 kHz左右时是婴儿想睡觉了。采用电容滤波电路进行声音的滤波处理，降低环境噪音的干扰。将滤波处理后的声音信号通过二极管进行整形从而得到低频信号，最后通过比较器将模拟信号转化为声音持续时间的数字信号，从LN567芯片的OUTPUT端口输出脉冲信号到主控器芯片。

　　2.2 无线网络模块

　　2.2.1 WiFi传输模块

　　无线网络模块设计的是本系统的主要核心部分，通过无线网络进行传感器之间的数据传输，使得处在无线网络中的各传感器通信布线少，提高通信的效率和协调化。系统中WiFi无线网络主要是实现对视频图像的传输和对婴儿床电机的驱动。通过向WiFi控制板刷入基于嵌入式Linux系统的具有高度模块化、高度自动化的OpenWRT系统。摄像头通过USB接到WiFi控制板，将拾取的视频图像经过调制转换通过无线传输到上位机，实现对婴儿的实时监控。 WiFi控制板与主控器以串日接口通讯方式，通过上位机发送指令实现对摇床电机、玩具电机、行驶电机的驱动。

　　2.2.2 W5500以太网模块

　　W5500是一款wiznet公司推出的嵌入式以太网控制器，通过SPI接口实现Internet网络连接，支持TCP/IP协议处理，体系结构分为10/100M以太网数据链路层(MAC)、网络层

　　(NWK)、应用层(APL)，数据链路层和物理层符合IEE 802.3标准定义的全部规范。层与层之间完成特定的功能与相关服务并通过接口实现网络连接。如图4所示，W5500通过SPI串行外部接口与主控器芯片相连进行通讯，同时通过网线接与上位机实现通信，将nRF24L01从温度传感器接收到的数据通过无线网络发送到W5500，在通过以太网将数据发送到上位机的machtalk服务器中实时显示并记录。

　　(NWK)、应用层(APL)，数据链路层和物理层符合IEE 802.3标准定义的全部规范。层与层之间完成特定的功能与相关服务并通过接口实现网络连接。如图4所示，W5500通过SPI串行外部接口与主控器芯片相连进行通讯，同时通过网线接与上位机实现通信，将nRF24L01从温度传感器接收到的数据通过无线网络发送到W5500，在通过以太网将数据发送到上位机的machtalk服务器中实时显示并记录。

　　2. 2.3 nRF24L01无线收发模块

　　系统以基于NORDIC公司生产的以8051为内核基础的增强型2.4 GHz无线收发器nRF24L01实现近距离无线通信，能够实时感知和采集传感器的信号，以无线电波作为载体实现

　　对传感器之间的数据通信。各传感器经过内部A/D转换后以数字信号通过I/O口引脚和nRF24L01实现通讯，nRF24L01将采集到的数据打包并发送到接收端。无线收发电路如图5所示，电路的前端是射频接收模块，可以通过软件编程设置其工作方式(接收、空闲、关机)，通过SPI接口连接到主控器芯片进行数据通信，设置地址码实现多从机对主机的数据通信。

　　对传感器之间的数据通信。各传感器经过内部A/D转换后以数字信号通过I/O口引脚和nRF24L01实现通讯，nRF24L01将采集到的数据打包并发送到接收端。无线收发电路如图5所示，电路的前端是射频接收模块，可以通过软件编程设置其工作方式(接收、空闲、关机)，通过SPI接口连接到主控器芯片进行数据通信，设置地址码实现多从机对主机的数据通信。

　2.3 系统主控制器模块

　　嵌入式ARM内核的STM32(\$18.3200)系列微控制器具有高性能和资源、指令丰富等优点，婴儿实时监控系统主控制模块采用意法半导体公司推出的32为基于 Cortex—M3内核的STM32F103(\$2.2680) ZET6处理芯片，片上集成了64 KB的SRAM和512KB的FLASH，具有CAN与USB总线，5个USART串口通信接口，3个SPI总线接口等电路接口，满足多种并同时通讯的功能，处理速度快，功能强大，外部接口丰富，内部数据存储空间容量大，可以很好的实现本系统的各功能设计要求。

　　3 系统软件设计

　　3.1 W5500网络初始化

　　由于访问machtalk是通过域名访问的，所以需要在程序里面包含DNS服务的程序，DNS解析需要一个定时器来定时调用域名解析相关函数，还需要配置网络的IP地址，MAC地址，网关，DNS服务器等。

　　由于访问machtalk是通过域名访问的，所以需要在程序里面包含DNS服务的程序，DNS解析需要一个定时器来定时调用域名解析相关函数，还需要配置网络的IP地址，MAC地址，网关，DNS服务器等。

　　3.2 nRF24L01的初始化

把nRF24L01配置成PTX工作模式，实现主从机的对数据的收发。若从机从传感器接收到数据，则启动发送数据