单片机计算机毕设之基于 STM32 的 OLED 显示婴儿监护终端与 APP 联动系统实现 基于 STM32 的婴儿啼哭识别、尿床检测智能控制系统开发（012205）

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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的智能婴儿监护摇床系统设计与实现
2. 基于 STM32 的婴儿环境监测与智能安抚控制系统设计
3. 基于 STM32 与 Android APP 的婴儿多参数监护装置开发
4. 基于 STM32 的温湿度噪声水位采集与智能婴儿床控制系统
5. 基于 STM32 和 ESP-01S 的婴儿远程监测安抚系统设计
6. 基于 STM32 的多传感器婴儿状态监测与移动端控制系统实现
7. 基于 STM32 单片机的智能婴儿尿床检测与自动安抚装置设计
8. 基于 STM32 的婴儿环境感知、摇床驱动与 WiFi 监控平台开发
9. 基于 STM32 的自动 / 手动双模式婴儿智能监护系统设计
10. 基于 STM32 与 Android 的婴儿环境监测与智能执行终端开发
11. 基于 STM32 的阈值可调式婴儿多指标监测与控制系统设计
12. 基于 STM32 单片机的 MP3 语音安抚与婴儿环境监测装置
13. 基于 STM32 和 WiFi 模块的婴儿状态远程监控系统设计
14. 基于 STM32 的 OLED 显示婴儿监护终端与 APP 联动系统实现
15. 基于 STM32 的婴儿啼哭识别、尿床检测智能控制系统开发
16. 基于 STM32 的环境温度调控与智能婴儿安抚系统设计
17. 基于 STM32 单片机的多传感器融合婴儿监护硬件终端开发
18. 基于 STM32 的本地显示与移动端远程控制婴儿监护系统
19. 基于 STM32 的智能婴儿床自动调控与参数阈值配置系统设计
20. 基于 STM32 单片机的婴儿环境感知监测与 Android 监控 APP 设计

项目研究背景

随着智能家居与物联网技术不断普及，婴幼儿智能监护设备逐渐成为家庭育儿场景的重要辅助工具。当前多数家庭依靠人工实时看护婴儿，家长需要持续留意婴儿尿床、啼哭、环境温度异常等状况，长时间看护极易产生疲劳。市面上部分婴儿监护产品功能较为单一，大多仅支持视频监控，缺少环境温度、噪声、尿床状态一体化感知能力，同时缺乏自动摇床、音乐安抚、温控风扇联动等主动安抚执行功能；部分智能设备仅支持单一工作模式，参数阈值固定无法灵活调整，且缺少本地终端显示与手机远程控制相结合的交互方式。传统分立监测设备相互独立，数据无法统一汇总，难以实现感知数据与控制动作联动。依托嵌入式单片机、多传感器采集、WiFi 无线通信以及 Android 移动端开发技术，设计一套集成多环境参数采集、本地逻辑控制、远程 APP 监控于一体的智能婴儿监护系统，能够实时感知婴儿周边环境与婴儿状态，根据预设阈值自动执行安抚与调控动作，同时支持本地按键操作与手机远程管控。该方案可以有效减轻家长看护压力，完善婴幼儿家庭监护手段，具备良好的实用价值与落地场景。

摘要

本文设计并实现一套基于 STM32 单片机的智能婴儿监护摇床控制系统。系统搭载 DS18B20、水位传感器、声音传感器完成环境温度、尿床状态、婴儿啼哭信号采集，通过 OLED 液晶屏实时展示采集数据。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，自动模式下根据设定阈值驱动 SG90 舵机模拟摇床、MP3 模块播放安抚音乐、继电器控制散热风扇、指示灯提示尿床信息；本地按键可完成模式切换与设备手动操控。系统搭载 ESP-01S WiFi 模块，实现终端与 Android APP 的数据交互，移动端能够实时查看监测数据、远程控制外设、在线修改各项传感阈值。测试结果表明，系统数据采集稳定，自动控制逻辑可靠，本地终端与移动端协同工作流畅，可以实现婴儿状态监测与智能安抚功能，适用于家庭婴幼儿日常监护场景。

总体方案

1. STM32F103C8T6 主控单片机：作为系统核心运算单元，负责读取各类传感器采集信号、运行控制逻辑、处理按键指令、驱动外设模块以及与 WiFi 模块通信。选型理由：该型号资源充足、外设接口丰富、资料完善，是本科嵌入式开发主流芯片，能够满足多传感器接入、舵机、音频模块驱动需求，开发难度适中。
2. DS18B20 温度传感器：用于采集婴儿所处环境实时温度，将温度信号传输至主控芯片。选型理由：数字型温度传感器，接线简单、稳定性高，适合室内环境长期监测。
3. 水位传感器：检测婴儿尿床产生的湿度水位信号，判断尿床状态并反馈给主控。选型理由：模块成本低，输出电平信号便于单片机识别，适配尿床检测场景。
4. 声音传感器模块：采集环境声音强度，识别婴儿啼哭信号，输出模拟电平供主控判断。选型理由：能够感知声音音量变化，满足啼哭检测需求，便于设置音量触发阈值。
5. 0.96 寸 OLED 显示屏：本地实时显示温度、噪声、水位监测数据。选型理由：功耗低、显示清晰，不需要背光驱动，适合嵌入式终端本地信息展示。
6. SG90 舵机：执行摇摆动作，模拟婴儿床摇晃安抚。选型理由：体积小巧、控制简单，采用 PWM 信号驱动，单片机可直接输出控制信号。
7. MP3 语音播放模块：触发后播放安抚音乐。选型理由：支持串口指令控制，内置存储音频文件，便于实现自动与手动音乐播放。
8. 继电器模块：控制散热风扇电源通断，实现温度超标时自动开启风扇。选型理由：可以实现弱电单片机信号控制强电风扇，电路结构简单安全。
9. LED 指示灯：作为尿床状态可视化提示装置。选型理由：驱动简单，直观反馈尿床报警状态。
10. 独立按键模块：实现模式切换、手动控制、阈值参数设置操作。选型理由：成本低廉，外部中断或者轮询方式均可读取按键状态。
11. ESP-01S WiFi 模块：建立单片机终端与 Android APP 无线通信链路，上传监测数据、下发远程控制指令。选型理由：体积小巧，串口通信协议成熟，适合嵌入式设备接入无线网络。
12. 计算机（开发主机）：完成单片机程序编译烧录、Android APP 程序开发调试。
13. Android 智能手机：作为客户端运行监控 APP，完成数据展示、远程控制操作。

核心功能

1. 多传感器数据采集功能：由 STM32 单片机周期性读取水位传感器、声音传感器、DS18B20 传感器信号，实时采集尿床状态、环境噪声、环境温度数据，为系统自动控制提供原始数据，是整套系统感知外部状态的基础。
2. OLED 本地实时数据显示功能：在 OLED 屏幕持续刷新展示当前温度、噪声、水位采集数值，家长可直接在设备终端查看监测信息，无需打开手机 APP，实现本地可视化监测。
3. 婴儿尿床检测提示功能：水位传感器实时监测床体湿度，检测到尿床信号后，系统点亮指示灯进行本地报警提示，及时提醒家长更换被褥。
4. 婴儿啼哭声音检测功能：声音传感器持续采集环境音量，识别婴儿啼哭产生的高分贝信号，作为系统启动自动安抚动作的触发条件。
5. 多模式切换控制功能：通过物理按键切换三种工作模式，分别为自动模式、手动模式、阈值设置模式，适配无人值守自动运行、人工手动操控、参数自定义配置三类使用场景。
6. 手动外设操控功能：系统处于手动模式时，通过实体按键独立控制摇床舵机、散热风扇、MP3 音乐模块启停，家长可按需主动开启各项安抚与温控设备。
7. 传感阈值自定义配置功能：进入阈值设置模式后，通过按键修改水位、声音、温度对应的触发阈值，适配不同家庭环境与用户使用习惯。
8. 自动智能联动控制功能：系统运行在自动模式下执行联动逻辑：水位数据超过阈值，指示灯开启提示尿床；噪声数值超过阈值，驱动舵机摇摆摇床并启动 MP3 播放安抚音乐；环境温度超过阈值，闭合继电器启动风扇进行降温。
9. WiFi 无线数据上传功能：ESP-01S 模块将单片机采集的温度、噪声、水位实时数据持续上传至 Android APP，实现监测数据远程可视化。
10. Android APP 远程控制功能：用户通过手机 APP 远程下发指令，远程开启或关闭风扇、摇床、音乐设备，实现脱离本地按键的远程操控。
11. APP 远程阈值配置功能：在手机 APP 界面远程修改温度、噪声、水位各项触发阈值，下发参数至单片机终端保存，无需在设备本体上进行操作。

技术路线

1. C 语言：用于编写 STM32 单片机底层驱动与业务控制程序，实现传感器数据读取、外设驱动、按键逻辑、WiFi 串口通信、自动控制策略，是嵌入式终端核心开发语言。
2. Keil MDK5：STM32 程序编译、调试、烧录开发环境，完成嵌入式代码工程管理、在线调试与固件下载。
3. STM32CubeMX：图形化配置单片机引脚、时钟、外设，自动生成初始化工程代码，简化底层驱动开发流程。
4. Android Studio：Android 客户端 APP 开发 IDE，完成移动端界面布局、网络通信、业务逻辑代码编写。
5. Java：Android 移动端应用开发语言，实现 APP 界面交互、WiFi 网络通信、数据解析、远程指令下发功能。
6. ESP-01S AT 指令集：实现单片机与 WiFi 模块串口通信，完成 TCP 网络连接、数据收发，搭建硬件终端与手机 APP 通信通道。
7. OLED 驱动程序：基于 IIC 通信协议开发屏幕显示驱动，实现监测数据本地刷新展示。
8. 串口通信技术：实现主控单片机与 WiFi 模块、MP3 模块之间的数据交互。
9. PWM 脉冲调制技术：输出脉冲信号驱动 SG90 舵机，控制舵机转动角度模拟摇床摆动动作。
10. 逻辑调试工具（串口助手）：嵌入式开发调试工具，用于查看单片机打印日志、测试串口收发数据，排查通信与控制逻辑问题。
11. Android 模拟器、实体安卓手机：用于 APP 功能调试、联调测试，验证移动端与硬件终端双向通信稳定性。
12. Altium Designer（可选）：绘制硬件电路原理图，辅助完成系统硬件接线方案设计。
13. 万用表、逻辑分析仪（可选）：硬件调试工具，排查传感器、外设模块硬件电路故障。

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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