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儿童游泳安全装置的设计与实现(程序+电路图+蓝牙助手APP)

2022/08/12
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课题研究基本内容   

为了实现游泳装置的信息化,智能化以及使用的安全,保护儿童游泳时的安全,设计安全游泳系统。此系统由核心处理器单片机,检测水温和压力的传感器,自动充气装置等组成。当检测到压力不足时,发出声光报警,水温过高或过低时也会发出声光报警,当儿童感觉到危险时,可以按下紧急求救按钮,信息传到陪伴者手机上,本设计的主要内容:

1、分析儿童游泳安全装置研究背景意义,并阅读相关资料,完成对相关技术现状的调研;

2、确定儿童游泳安全装置的检测参数,分析实现的功能,完成对模块的对比选择,设计出符合本儿童安全游泳装置系统的总体方案;

3、儿童安全游泳装置系统的硬件电路设计,包括温度检测电路,压力检测电路,单片机控制电路,声光报警电路,显示电路,以及无线通信电路,对各部分电路进行叙述,并对硬件进行焊接与调试;

4、儿童安全游泳装置系统的软件算法设计,包括主程序,温度采集子程序,压力采集子程序,报警子程序以及无线通信子程序等。

5、实物调试与功能验证,焊接完成实物后实现与算法联合调试,完成对检测,报警以及无线通信功能的验证。

研究方案及预期达到的目标

方案一:

本课题设计的一款儿童游泳安全装置,从温度和压力两个参数进行检测,并对参数进行显示,当参数不在设定范围时进行报警,实现求救,同时能实现按键求救,实现远程报警功能,整个系统以及STM32单片机为核心,采用防水的DHT11温湿度传感器检测水温,采用扩散硅压力变送器测水压,同时采用GSM模块来实现远程求救报警功能,采用蜂鸣器来实现声光报警功能。

方案二:

本课题设计的一款儿童游泳安全装置,从温度和压力两个参数进行检测,并对参数进行显示,当参数不在设定范围时进行报警,实现求救,同时能实现按键求救,实现远程报警功能,整个系统以及STM32单片机为核心,采用防水的DS18B20温度传感器检测水温,采用XGZP6847传感器检测水压,按键来设置温度和压力界限值,数码管实时显示检测到的温度数据和压力数据,同时采用GSM模块来实现远程求救报警功能,采用蜂鸣器来实现声光报警功能。

方案三:

本课题设计的一款儿童游泳安全装置,从温度和压力两个参数进行检测,并对参数进行显示,当参数不在设定范围时进行报警,实现求救,同时能实现按键求救,实现报警功能,整个系统以及STC89C52单片机为核心,采用防水的DS18B20温度传感器检测水温,采用XGZP6847传感器检测水压,按键来设置温度和压力界限值,LCD1602实时显示检测到的温度数据和压力数据,同时采用蓝牙模块来实现求救报警功能,采用蜂鸣

器来实现声光报警功能。

通过多方面考虑和实用性,精确度,单片机进行处理,具有低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点,故选择方案三。

方框图如图1所示(见附页),

方框图说明:温度传感器模块采集温度,压力传感器模块采集水压,按键模块设置温度和压力界限值,显示模块显示检测到的温度和压力数据,蓝牙模块来实现求救报警功能,采用蜂鸣器来实现声光报警功能。

程序流程图如图2所示

流程图说明:各个系统初始化后,将采集到的温度和压力传送到显示屏,当采集到的数据超标则蜂鸣器报警,通过蓝牙模块实现报警。

预期目标:

  • 温度范围:20-50℃,测温精度:±1℃,水温低于30℃或高于35℃,发出声光报警;
  • 压力检测范围0-50kpa,检测精度±1kpa,压力小于20kpa时,发出声光报警。
  • 键盘设定功能,最小步进值为0.1;
  • 液晶实时显示温度和压力信息;
  • 按下求救按钮,信息上传至手机。发短信
  • 气压过低自动充气(LED)

  • 3-原理图(源文件+PDF).zip
    描述:原理图
  • 1-源程序.zip
    描述:源程序
  • 蓝牙串口.apk
    47下载
    描述:APP

BOM清单

器件型号 数量 参考价格 风险等级 ECAD模型 数据手册 更多信息
STC12C5A60S22-35I-DIP20 1 未精准适配到当前器件信息,点击查询推荐元器件
XG2P6847 1 未精准适配到当前器件信息,点击查询推荐元器件
LCD1602(5VBLUEBACKLIGHT) 1 暂无数据
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DS18B20 1 $7.44
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SIM800 1 暂无数据
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