CN105354975A - 一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，包括移动终端、集成控制器、Kinect设备、无线发射和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、声音播放模块、供电模块。此系统通过Kinect设备、温度传感器和湿度传感器实时采集婴儿睡眠时的三维画面、声音、婴儿床所处环境的温度和被褥的湿度等信息，然后经无线发射和接收模块将采集的信息实时传输到移动终端，移动终端根据接收的信息进行分析判断，发出相应的报警信号和控制指令，同时存储模块还对婴儿睡眠时的三维画面和声音进行存储。本发明不仅能对婴儿睡眠状态进行实时监控报警，为婴儿护理提供较大的便利，而且易于实现，可靠性高，实用性强。

Description

一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统

技术领域

本发明涉及电子和技术控制领域，尤其涉及一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统。

背景技术

照顾婴儿睡眠一直是让众多父母心虑憔悴的一个问题，父母为了更好的照顾宝宝睡眠，常常导致自身睡眠不足，影响正常的工作和生活。但随着电子信息技术的迅速发展，各种智能化的监控报警技术和小型化的移动电子设备也越来越普遍。基于这种现实背景下，本人拟设计一种基于Kinect的可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，帮助父母们更好的照顾宝宝，提高父母的生活质量。

对于婴儿来说，由于其智力发育还没有成熟，不能像成人一样控制排尿、排便，虽然“尿不湿”的吸水效果比传统尿布有了很大的改善，但其也不能做到绝对的干爽，若不能及时为婴儿更换“尿不湿”，婴儿的屁股由于长时间处于潮湿、充满尿液的环境中，婴儿有极大可能患皮炎等疾病，所以及时更换尿不湿，对婴儿的健康很重要。婴儿睡眠时，会经常自己翻身，婴儿长期处于趴着睡觉的状态，会对婴儿的内脏造成很大的负担，而且婴儿睡眠时会经常有正反翻滚等情况，在无人看护婴儿的情况下，实时判断婴儿处于什么睡觉姿态非常必要。婴儿好动，当温度过高时，会不由自主的踢掉被子，婴儿的免疫系统还没有发育完全，温度的急剧变化会使婴儿极易感冒，因此父母不得不经常半夜查看婴儿的盖被情况。婴儿睡眠时，有时会半夜突然间醒来或者啼哭等情况，此时需要父母及时对婴儿进行安抚等。

所以，若父母能及时掌握婴儿的各种状态，上述几方面的难题就都迎刃而解了。但由于父母白天工作比较繁忙，晚上无法时刻都陪伴在婴儿身边，设计并实现一个能够实时监控报告婴儿状态的系统是十分必要的，这样能大幅度降低婴儿生病、半夜啼哭无人看护等情况的概率，父母也可以安心地休息。

目前，相类似的专利都很难做到实时识别婴儿睡眠时的姿势和脸部表情，无法做到对婴儿睡眠的画面和声音进行存储，同时还存在功能不全、系统复杂、精确度低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统。该系统能够让父母在移动终端实时监控婴儿睡眠时的各种状态，同时能够对婴儿的“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”等状态发出报警信号，减轻了父母的负担，使父母能够安心休息。

本发明采用的技术方案是：

一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，包括移动终端（手机或ipad等）、集成控制器、Kinect设备、无线传输和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、声音播放模块、供电模块；其特征在于：Kinect设备、无线发射和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、语音播放模块、供电模块分别与集成控制器相连接，集成控制器通过无线发射和接收模块与移动终端相连接；

温度传感器安装在婴儿床护栏处，用于实时采集婴儿床所处环境的温度，集成控制器将采集到的温度信号发送到移动终端应用程序接收端，移动终端对环境温度进行分析判断后，可提示婴儿看护人员为婴儿增减被褥或衣物等；

湿度传感器安装在婴儿床被褥下方，用于实时采集婴儿被褥的湿度，集成控制器将采集到的温度信号发送到移动终端应用程序接收端，若被褥湿度高于报警值时，移动终端发出报警信息，提醒婴儿看护人员为婴儿更换尿不湿和被褥等；

声音播放模块安装于婴儿床护栏上，当集成控制器接收到移动终端发来的控制信息时，集成控制器控制声音播放模块播放益于婴儿睡眠的音乐或婴儿监护人员对婴儿进行安抚的语音；

Kinect设备安装于婴儿床后端护栏上，其RGB摄像头与3D深度传感器获取婴儿睡眠时的三维画面，同时其音频输入端可采集婴儿睡眠时的声音，将采集到的三维画面和声音信息的传输至集成控制器；

存储模块用于存储kinect设备采集到的婴儿睡眠时的三维画面和声音信息，集成控制器控制其进行三维画面和声音信息的存储，婴儿监护人员可在移动终端对存储的信息进行查看，这样更利于婴儿监护人员对婴儿的睡眠时的表情、姿势、习惯等进行详细的了解；

无线发射和接收模块用于将采集到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息传输至移动终端应用程序接收端，同时无线发射和接收模块还可用于接收移动终端发送过来的命令；

移动终端用于将接收到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息等进行实时显示，并通过上述信息进行判断分析，发出“增减棉被或衣物”、“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”的报警信号，提醒婴儿看护人员进行处理。

所述移动终端能够对婴儿睡眠时的三维画面、声音、婴儿床所处环境温度、婴儿被褥湿度等信息进行实时的显示，实现对婴儿睡眠的状态进行实时监控。

所述在移动终端可人为根据婴儿床所处环境、天气的变化来变更湿度传感器对应的报警阈值（南方与北方及晴天与雨天的湿度差异较大），使系统对信息能够有更加精确的判断。

所述移动终端通过分析判断温度传感器实时采集的婴儿床所处环境的温度，提示婴儿看护人员为婴儿铺盖适度的被褥、穿戴合适的衣物。

所述kinect设备用于对婴儿睡眠时的三维画面和声音进行实时采集。

所述移动终端可根据接收到的三维画面分析判断婴儿睡眠时的睡眠姿势和脸部表情。

所述移动终端对“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”5种报警状况设置不同的报警铃音。

所述存储模块为移动硬盘。

所述集成控制器为STM32。

与现有技术相比，本发明具有以下突出优点：

1、在移动终端可人为根据婴儿床所处环境、天气的变化来变更湿度传感器对应的报警阈值（南方与北方及晴天与雨天的湿度差异较大），使系统对信息能够有更加精确的判断。

2、在移动终端可查看存储模块中所存储的婴儿睡眠时的三维画面和声音信息，这样更利于婴儿监护人员对婴儿的睡眠时的表情、姿势、习惯等进行详细的了解。

3、本发明在移动终端的应用程序开发中采用了微软公司开发的KinectSDK软件开发工具包，从而能够对婴儿睡眠时的睡眠姿势和脸部表情进行准确的分析，进而对婴儿的睡眠状态进行判断，实现监控报警的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例所提供的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统的参考放置位置。

具体实施方式

下面结合实施例的结构示意图，对本发明的技术方案作详细的介绍：

图1是本发明的实施例的结构示意图，本发明包括移动终端（手机或ipad等）、集成控制器、Kinect设备、无线传输和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、声音播放模块、供电模块；其特征在于：Kinect设备、无线发射和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、语音播放模块、供电模块分别与集成控制器相连接，集成控制器通过无线发射和接收模块与移动终端相连接。温度传感器安装在婴儿床护栏处，用于实时采集婴儿床所处环境的温度，集成控制器将采集到的温度信号发送到移动终端应用程序接收端，移动终端对环境温度进行分析判断后，可提示婴儿看护人员为婴儿增减被褥或衣物等。湿度传感器安装在婴儿床被褥下方，用于实时采集婴儿被褥的湿度，集成控制器将采集到的温度信号发送到移动终端应用程序接收端，若被褥湿度高于报警值时，移动终端发出报警信息，提醒婴儿看护人员为婴儿更换尿不湿和被褥等。声音播放模块安装于婴儿床护栏上，当集成控制器接收到移动终端发来的控制信息时，集成控制器控制声音播放模块播放益于婴儿睡眠的音乐或婴儿监护人员对婴儿进行安抚的语音。Kinect设备安装于婴儿床后端护栏上，其RGB摄像头与3D深度传感器获取婴儿睡眠时的三维画面，同时其音频输入端可采集婴儿睡眠时的声音，将采集到的三维画面和声音信息的传输至集成控制器。存储模块用于存储kinect设备采集到的婴儿睡眠时的三维画面和声音信息，集成控制器控制其进行三维画面和声音信息的存储，婴儿监护人员可在移动终端对存储的信息进行查看，这样更利于婴儿监护人员对婴儿的睡眠时的表情、姿势、习惯等进行详细的了解。无线发射和接收模块用于将采集到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息传输至移动终端应用程序接收端，同时无线发射和接收模块还可用于接收移动终端发送过来的命令。移动终端用于将接收到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息等进行实时显示，并通过上述信息进行判断分析，发出“增减棉被或衣物”、“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”的报警信号，提醒婴儿看护人员进行处理。

移动终端能对婴儿睡眠时的三维画面、声音、婴儿床所处环境温度、婴儿被褥湿度等信息进行实时的显示，婴儿看护人员即使没跟婴儿在一起，也能对婴儿睡眠的状态进行实时监控。

湿度传感器实时采集婴儿被褥的湿度，由于南方与北方的气候环境不同，或晴天与雨天空气中湿度差异较大，此时，婴儿看护人员可在移动终端更改湿度传感器的报警阈值，避免由于上述原因造成误判；报警阈值的数值指标为100分制（100分为绝对饱和），划分为4个等级，分别用蓝、黄、橙、红标记，当湿度等级急剧变化且超过所设定阈值时，移动终端发出“尿床”警报。

温度传感器能实时采集的婴儿床所处环境的温度，移动终端实时分析判断采集到的数据后，在显示界面为婴儿看护人员提示铺盖什么被褥或穿戴什么衣物较为合适，以避免婴儿由于温度的变化而生病。

声音播放模块可使用普通的音响，音响可与集成控制器的音频接口连接，当系统检测到婴儿处于“睡醒”或“啼哭”状态时，移动终端给集成控制器发送指令，控制音响播放有益于睡眠的音乐，当婴儿看护人员不在婴儿身边时，婴儿看护人员可以在移动终端对婴儿进行安抚，音响会将其声音进行播放。

可以在移动终端对“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”5种报警状况设置不同的报警铃音。

存储模块可使用1T的移动硬盘，同时可在移动终端查看硬盘的存储情况。当硬盘剩余不到100M时，可在移动终端提示婴儿看护人员进行清理，若婴儿看护人员没有及时清理，系统会自动将最早期的视频和声音文件进行删除，为最新的视频和声音文件准备空间。

kinect设备通过其RGB摄像头与3D深度传感器获取婴儿睡眠时的三维画面，通过其音频输入端采集婴儿睡眠时的声音。在移动终端的应用程序开发中采用微软公司开发的KinectSDK软件开发工具包对三维画面进行处理，可以对婴儿的脸部表情和姿势进行实时的分析判断。本系统将婴儿的脸部表情分析和声音分析组合在一起作为双重判断条件：当声音分析没有啼哭声音，但脸部表情判断婴儿睁开眼时，婴儿处于“睡醒”状态，此时系统可自动控制声音播放模块播放音乐哄婴儿睡眠，若15分钟以上婴儿仍未入睡，此时对婴儿看护人员发出“睡醒”警报；当声音分析婴儿发出啼哭的声音，且脸部表情判断婴儿啼哭时，则婴儿处于“啼哭”状态，此时对婴儿看护人员发出“啼哭”警报。当姿势判断婴儿处于非正常的睡眠姿势时(如婴儿侧身睡、趴着睡等)，对婴儿看护人员发出“非正常睡眠姿势”警报；移动终端通过RGB摄像头采集的二维画面，通过帧间差分的方法可以判断婴儿的盖被情况，若婴儿处于“踢被子”状态，对婴儿看护人员发出“踢被子”警报。

集成控制器采用低功耗的STM32芯片。

图2是一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统的参考放置位置，各个数字代表的含义为：集成控制器1、无线传输和接收模块2、存储模块3、供电模块4、温度传感器5、Kinect设备6、声音播放模块7、湿度传感器8，具体位置可根据具体需求进行适当的调整。

Claims (9)

1.一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，包括移动终端（手机或ipad等）、集成控制器、Kinect设备、无线传输和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、声音播放模块、供电模块；其特征在于：Kinect设备、无线传输和接收模块、温度传感器、湿度传感器、存储模块、语音播放模块、供电模块分别与集成控制器相连接，集成控制器通过无线发射和接收模块与移动终端相连接；

温度传感器、湿度传感器分别用于实时采集婴儿床所处环境的温度和婴儿床被褥的湿度，将采集到的温度和湿度信息传至集成控制器；

声音播放模块安装于婴儿床护栏上，集成控制器可以控制声音播放模块播放益于婴儿睡眠的音乐或婴儿监护人员对婴儿进行安抚交流的语音；

Kinect设备安装于婴儿床后端护栏上，其RGB摄像头与3D深度传感器获取婴儿睡眠时的三维画面，同时其音频输入端可采集婴儿睡眠时的声音，将采集到的三维画面和声音信息的传输至集成控制器；

存储模块用于存储kinect设备采集到的婴儿睡眠时的三维画面和声音信息，集成控制器控制其进行三维画面和声音信息的存储，婴儿监护人员可在移动终端对其存储的信息进行查看；

无线发射和接收模块用于将采集到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息传输至移动终端应用程序接收端，同时无线发射和接收模块还可用于接收移动终端发送过来的命令；

移动终端用于将接收到的温度信号、湿度信号、婴儿睡眠时的三维画面和声音信息等进行实时显示，并通过上述信息进行判断分析，发出“增减棉被或衣物”、“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”的报警信号，提醒婴儿看护人员进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述移动终端能够对婴儿睡眠时的三维画面、声音、婴儿床所处环境温度、婴儿被褥湿度等信息进行实时的显示，实现对婴儿睡眠的状态进行实时监控。

3.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述在移动终端可人为根据婴儿床所处环境、天气的变化来变更湿度传感器对应的报警阈值（南方与北方及晴天与雨天的湿度差异较大），使系统对信息能够有更加精确的判断。

4.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述移动终端通过分析判断温度传感器实时采集的婴儿床所处环境的温度，提示婴儿看护人员为婴儿铺盖适度的被褥、穿戴合适的衣物。

5.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述系统采用Kinect设备实现对婴儿睡眠时的三维画面和声音进行实时采集。

6.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述移动终端可根据接收到的三维画面分析判断婴儿睡眠时的睡眠姿势和脸部表情，根据分析结果来判断是否发出“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”的警报。

7.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述移动终端对“尿床”、“踢被子”、“非正常睡眠姿势”、“睡醒”、“啼哭”5种报警状况设置不同的报警铃音。

8.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述存储模块为移动硬盘。

9.根据权利要求1所述的一种可实现移动终端实时通信的婴儿床监控报警系统，其特征在于：所述集成控制器为STM32。