自然夢床墊廠家闡述了嬰兒安全床墊的設(shè)計(jì)思想，詳細(xì)論述了整個(gè)裝置各個(gè)組成部分的作用及其工作原理，并指出了研究的必要性和重要性，有效地保護(hù)了嬰兒安全。 　　
　　1、引言
　　眾所周知，嬰兒是我們社會中比較脆弱的一類群體，美國有一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)表明，每年約有40%的嬰兒猝死案與嬰兒床缺乏足夠的安全設(shè)計(jì)直接相關(guān)，因此為保護(hù)嬰兒的生命和健康，美、加、日、韓等眾多國家均對嬰兒床制定了林林總總、程度不一的安全要求。嬰兒的大部分時(shí)間都是在嬰兒床上度過的，制作嬰兒安全床墊對保護(hù)嬰兒安全有極其重要的意義。鑒于比，自然夢床墊廠家小編設(shè)計(jì)了一款嬰兒安全床墊，并做了詳細(xì)的說明。
　　2、嬰兒安全床墊的工作原理
　　2.1嬰兒安全床墊的組成部分及其作用
　　該嬰兒安全床墊是由安全床墊、紅外探頭、無線傳輸發(fā)射、接收模塊和報(bào)警器組成，其中模塊的中央處理器采用的是美國德州儀器線下生產(chǎn)超低功耗單片機(jī)MSP430。
　　下面詳細(xì)的介紹一下各模塊的組成。
　?。?）安全床墊分為安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)。安全區(qū)主要針對暫時(shí)無人照顧或者睡眠時(shí)，嬰兒可以自由活動或者睡眠區(qū)域，鑒于對嬰兒有掉下床的危險(xiǎn)的考慮，將該區(qū)設(shè)置在床墊的中心部分。危險(xiǎn)區(qū)是指床的外邊沿，沿床的四周布置。安全區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)之間布置一系列的紅外線傳感器。嬰兒跨越危險(xiǎn)區(qū)需要一定的時(shí)間，安全區(qū)邊緣則是給予嬰兒的監(jiān)護(hù)人足夠的反應(yīng)時(shí)間。
　　（2）紅外探頭是感應(yīng)外界物體遮擋而產(chǎn)生脈沖電信號的電子傳感器，其有效感應(yīng)距離為0.5米，沿床四周距床邊緣0.5米設(shè)置，每隔0.1米設(shè)置一個(gè)紅外線探頭，設(shè)計(jì)床墊長×寬為2m×1.8m。以此計(jì)算：（2-0.5）÷0.1×2+（1.8-1）÷0.1=38，需要三十八個(gè)紅外線探頭。該傳感器利用物體的反射性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，如果沒有遮擋物，發(fā)射出去的紅外線會隨著傳播距離變遠(yuǎn)而逐漸減弱，消失。如果有遮擋物，紅外線遇到遮擋物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測到這一信號，就可以確定正前方有遮擋物。正常工作時(shí)，當(dāng)嬰兒沒有遮擋住探頭時(shí)則輸出高電壓，電壓為5v，當(dāng)被遮擋時(shí)則輸出低電壓。該設(shè)計(jì)中的若干探頭與MSP430單片機(jī)是并聯(lián)連接，只要有一個(gè)被遮擋時(shí)就會給單片機(jī)發(fā)出信號。紅外探頭使用起來簡單方便，并且檢測距離可調(diào)，只需改變探頭中的限流電阻即可改變檢測距離，而對兒童無任何危害。其實(shí)物圖如下：
　　（3）無線發(fā)射模塊是由MSP430、NRF2401以及外圍電路組成，當(dāng)嬰兒到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)并遮擋到紅外探頭時(shí)，探頭產(chǎn)生脈沖信號并將該信號傳送給發(fā)射模塊的MSP430，該模塊繼而驅(qū)動NRF2401芯片并發(fā)射無線高頻信號。
　　MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器（TI）1996年開始推向市場的一種16位超低功耗、具有精簡指令集（RISC）的混合信號處理器，其處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快、功耗超低一直受廣大用戶青睞?？紤]到其功耗低的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)首先考慮了該芯片并實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。發(fā)射模塊采用的芯片是NRF2401，nRF2401是單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM頻段，芯片能耗非常低，以-5dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有10.5mA，接收時(shí)工作電流只有18mA，因此使得該設(shè)計(jì)更加環(huán)保、更加節(jié)能。片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置，因此實(shí)現(xiàn)起來比較容易。其原理圖如圖3。
　　（4）無線接受模塊的組成與發(fā)射模塊基本相似，同樣是由MSP430、NRF2401接收芯片組成。當(dāng)NRF2401芯片接受到來自發(fā)射模塊的信號時(shí)，立即向MSP430單片機(jī)作出響應(yīng)，MSP430接收信號后立即驅(qū)動報(bào)警模塊。
　　（5）報(bào)警器模塊采用的是蜂鳴器報(bào)警器。當(dāng)接收到無線接收模塊發(fā)來的報(bào)警信號時(shí)便自動發(fā)出蜂鳴報(bào)警，報(bào)警時(shí)間持續(xù)約半分鐘。與單片機(jī)連接如圖4。
　　整個(gè)裝置使用電壓為5v，對兒童無危害，無線電波發(fā)射器和接收器都設(shè)有獨(dú)立電源、開關(guān)，無線電波接收器具有體積小、攜帶方便的特點(diǎn)。當(dāng)嬰兒監(jiān)護(hù)人暫時(shí)離開嬰兒的時(shí)候，分別將無電波發(fā)射器和接收器電源打開，并將無線電波接收器隨身攜帶，這樣可以隨時(shí)注意嬰兒的活動。
　　2.2裝置的特點(diǎn)
　　（1）裝置本身不會對嬰兒產(chǎn)生危害。
　　該裝置采用5v電壓，電池作為電源，低電壓不會對嬰兒產(chǎn)生任何危害，采用紅外線傳感器，不會對嬰兒產(chǎn)生任何輻射。
　　（2）裝置體積小，便于攜帶，耗電量小。
　?。?）裝置造價(jià)低，易于推廣。
　?。?）裝置預(yù)期效果好。
　　這些紅外線傳感器在通電時(shí)間內(nèi)，沿床一周形成虛擬的柵欄，既不影響床的美觀，又可以有效地保護(hù)嬰兒安全。
　　3、預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果
　　利用現(xiàn)代的科技有效的保護(hù)嬰兒的安全，并且節(jié)約了家庭生活中監(jiān)護(hù)人的時(shí)間，用現(xiàn)代科技創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
　　4、結(jié)束語
　　本文自然夢床墊廠家系統(tǒng)的分析了嬰兒安全床墊的組成及其功能，并對嬰兒安全床墊的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新性做出了相應(yīng)的闡述，詳細(xì)介紹了該裝置的工作原理、特點(diǎn)，并且定性的分析了其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。