【单片机毕业设计】基于 STM32F103 的婴儿监护与自动摇床设计 基于声光传感器的婴儿智能看护系统开发（012201）

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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的婴儿监护与智能安抚系统设计
2. 基于单片机的智能婴儿摇床监测控制系统设计
3. 基于传感器的婴儿尿床与哭声监测装置设计
4. 基于 STM32 的多模式婴儿看护硬件系统实现
5. 基于嵌入式单片机的婴儿状态监测装置开发
6. 基于阈值控制的智能婴儿哄睡系统设计
7. 基于 STM32F103 的婴儿监护与自动摇床设计
8. 基于声光传感器的婴儿智能看护系统开发
9. 基于按键多模式切换的婴儿安抚装置设计
10. 基于嵌入式技术的婴儿生理状态监测系统设计
11. 基于 STM32 的水位噪声检测与自动安抚系统实现
12. 基于硬件传感的婴儿智能摇床控制系统设计
13. 基于单片机阈值可调的婴儿监护设备开发
14. 基于自动手动双模式的婴儿看护装置设计
15. 基于舵机与 MP3 模块的智能哄睡系统设计
16. 基于 OLED 数据显示的婴儿状态监测系统实现
17. 基于嵌入式传感的婴儿尿床哭声监测系统设计
18. 基于 STM32 单片机的多模块婴儿看护设备开发
19. 基于阈值参数配置的智能婴儿监护系统设计
20. 基于多传感器融合的婴儿自动安抚装置实现

项目研究背景

随着嵌入式技术与传感器技术的快速普及，智能化育儿设备逐步进入普通家庭，婴儿看护硬件产品迎来快速发展期。现阶段传统婴儿床仅具备基础睡眠功能，缺少尿床检测、哭声识别与自动安抚能力，家长需要不间断人工值守，看护压力较大。市面上简易看护设备大多功能单一，仅能实现单一报警，无法同时完成环境数据采集、多工作模式切换与自动哄睡联动控制，数据可视化程度低，监测阈值无法自主修改，人机交互灵活性不足。在计算机嵌入式开发技术日趋成熟的背景下，利用 STM32 单片机结合多传感器搭建低成本智能监护硬件方案，能够弥补传统设备智能化不足、联动控制缺失的短板。本课题依托嵌入式软硬件开发技术，搭建具备水位噪声采集、双工作模式与阈值自定义功能的婴儿监护系统，实现婴儿状态监测与自动安抚，满足家庭轻量化智能育儿的实际需求，具备良好的实用价值。

摘要

本课题以 STM32F103C8T6 单片机为核心控制器，设计一套集监测、报警、自动安抚于一体的智能婴儿监护系统。系统利用水位传感器检测尿床状态，声音传感器识别婴儿哭声，通过 OLED 屏幕实时展示两项监测数据。设备支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，在自动模式下，当监测数值超出设定阈值时，自动点亮指示灯、驱动舵机摇摆床体并触发 MP3 模块播放安抚音乐；手动模式可通过按键单独控制摇床与音乐启停，阈值模式支持用户自定义水位与噪声触发参数。本课题完成硬件电路搭建与下位机程序开发，实现多模式切换、数据采集与设备联动控制，最终完成实物调试，可有效降低人工看护压力，适用于家庭婴儿日常看护场景。

总体方案

1. 主控硬件：STM32F103C8T6 单片机

   选型理由：该型号为本科嵌入式课程主流芯片，资源充足、成本低廉，能够满足多路传感器采集、舵机驱动与按键逻辑处理；作用为整个系统的数据运算、逻辑判断与外设调度，是整套设备的控制核心。

2. 显示外设：0.96 寸 OLED 液晶显示屏

   选型理由：功耗低、接线简单，适配单片机 IO 端口；作用为实时刷新水位与噪声采集数值，直观展示监测数据，便于用户查看实时状态。

3. 检测硬件 1：水位传感器模块

   选型理由：模拟量输出，能够将潮湿尿床信号转换为电压值，便于单片机 AD 采集；使用场景用于检测婴儿尿床，将湿度信号转化为可量化数据。

4. 检测硬件 2：声音震动传感器模块

   选型理由：可以捕捉哭声产生的噪声信号，输出模拟电压；用于识别婴儿哭闹行为，完成哭声信号采集。

5. 执行硬件 1：SG90 微型舵机

   选型理由：控制逻辑简单，仅需 PWM 信号即可控制旋转摆动；作用模拟婴儿床来回摇摆，实现自动哄睡动作。

6. 执行硬件 2：MP3 语音播放模块

   选型理由：串口指令触发播放，支持预存音乐文件；在检测到婴儿哭闹时自动播放安抚音乐。

7. 执行硬件 3：LED 状态指示灯

   选型理由：电路简易，用于尿床超标时声光提醒家长。

8. 人机交互硬件：独立轻触按键 3 枚

   选型理由：硬件接线简洁，程序逻辑易编写；第一枚按键切换三种工作模式，另外两枚按键用于阈值增减与手动设备启停。

9. 整体硬件架构：以单片机为核心，输入端接入传感器与按键，输出端连接显示屏、指示灯、舵机与 MP3 模块，统一由主控芯片完成时序与逻辑控制。

核心功能

一、基础数据采集功能

1. 水位数据采集：实时读取湿度传感器模拟电压，转换为对应数值，用于判断婴儿是否尿床；采集数据同步上传至 OLED 屏幕持续刷新，保证数据实时性。
2. 噪声数据采集：持续采集环境声音信号，将哭声转化为量化数值并实时显示在液晶屏上，为阈值判断提供原始数据。

二、人机交互与模式切换核心功能

1. 模式切换功能：按下主按键，系统循环切换自动模式、手动模式、阈值设置模式，当前模式同步在屏幕上显示，避免操作混淆。
2. 阈值参数配置功能：进入阈值设置模式后，可通过另外两枚按键修改水位阈值与噪声阈值，参数自动临时保存，用于后续自动判断。

三、自动模式联动控制功能

1. 尿床报警：自动模式下，当水位采集值高于设定阈值，立即点亮 LED 指示灯，向家长发出尿床提醒。
2. 哭声自动安抚：当噪声数值超出预设阈值，单片机输出 PWM 信号驱动 SG90 舵机往复摆动，同时发送指令启动 MP3 模块播放安抚音乐，自动完成摇床哄睡。

四、手动模式控制功能

1. 摇床手动启停：手动模式下，按键可单独开启、关闭舵机摇摆动作，不受传感器数据限制。
2. 音乐手动控制：独立按键控制 MP3 模块播放与暂停，家长可按需开启安抚音乐。

五、数据可视化辅助功能

OLED 液晶屏常驻显示当前水位值、噪声值、当前运行模式以及两组阈值参数，所有运行状态可视化，便于调试与日常使用。

技术路线

1. 主控开发语言：C 语言

   选型理由：是 STM32 单片机开发的主流语言，语法简洁高效，适配嵌入式底层开发，符合本科计算机专业嵌入式教学内容；用途：编写传感器 AD 采集、PWM 舵机控制、串口 MP3 指令、按键逻辑与屏幕刷新程序。

2. 开发环境：Keil MDK5

   选型理由：高校嵌入式课程标配开发软件，支持 STM32 芯片编译、下载与在线调试；用途：完成源代码编写、程序编译，将固件下载到单片机开发板。

3. 硬件电路绘制工具：Altium Designer / Proteus 8

   选型理由：两款软件为本科电子设计常用工具；用途：绘制系统原理图，进行电路仿真验证，排查硬件接线逻辑问题。

4. 显示驱动技术：I2C 通信协议

   选型理由：I2C 总线占用 IO 口少，通信稳定；用途：完成单片机与 OLED 屏幕的数据传输，实现数值刷新显示。

5. 外设驱动技术：PWM 脉冲调制技术

   选型理由：可精准控制舵机旋转角度与摆动节奏；用途：输出脉冲信号控制 SG90 舵机往复摇摆。

6. 串口通信技术：UART 异步串口

   选型理由：硬件串口接线简单，指令传输稳定；用途：单片机向 MP3 模块发送播放、停止指令，控制音乐输出。

7. 模数转换技术：ADC 模拟信号采集

   选型理由：单片机内置 ADC 外设，无需额外芯片；用途：读取水位、声音传感器输出的模拟电压，转化为数字量用于阈值对比判断。

8. 程序调试工具：ST-Link 下载器

   选型理由：性价比高，支持程序下载与断点调试；用途：把编译好的程序烧录进硬件，并在线查看传感器采集数据，排查逻辑 bug。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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