CN107277164A - 一种儿童远程智能监护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种儿童远程智能监护系统，包括信号采集模块，存储模块，中央控制器，通讯模块，扬声器模块，振动模块，以及远程终端；其中信号采集模块包括音频信号采集单元，红外温度测量单元，位置测量单元和重力传感器，分别采集音频信号、温度信号、位置信息和姿态信息；中央控制器包括处理器，中央控制器针对采集的信号进行处理，进而准确判断出儿童的状态；信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并传送到中央控制器，中央控制器分析并判断儿童的状态是否存在异常；中央控制器针对不同的异常状态进行相应的应急处理，同时将该异常状态的信息通过通讯模块传输的远程终端，并针对远程终端用户发出警报信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于音频识别和多种信号，精准监测儿童实时状态的儿童远程智能监护系统。
背景技术
随着现代生活节奏的加快，越来越多的年轻父母工作繁忙，也缺少照顾婴幼儿的经验，当父母不在孩子身边时，对孩子的看护是一大难题。
现有技术中已有对婴幼儿哭声进行识别，如中国专利CN201410118072.6公开了一种智能化多功能婴幼儿伴护系统，基于声音大小和温度进行预警，但这种预警是本地的，并不能起到远程的监护作用。
传统的基于摄像头或麦克风为主要监控方式，不能实现对儿童的远程跟踪，也对孩子的具体状态无法进行精准的判断。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题，为父母提供一种方便有效的儿童监护系统，本发明通过以下技术方案实现：
一种儿童远程智能监护系统，包括信号采集模块，存储模块，中央控制器，通讯模块，扬声器模块，振动模块，以及远程终端；其中信号采集模块包括音频信号采集单元，红外温度测量单元，位置测量单元和重力传感器，分别采集音频信号、温度信号、位置信息和姿态信息；中央控制器包括处理器，中央控制器针对采集的信号进行处理，进而准确判断出儿童的状态；信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并传送到中央控制器，中央控制器分析并判断儿童的状态是否存在异常；中央控制器针对不同的异常状态进行相应的应急处理，同时将该异常状态的信息通过通讯模块传输的远程终端，并针对远程终端用户发出警报信号。
在一个实施例中，信号采集模块实时采集环境中的音频信号、儿童的温度、儿童的位置信息，和儿童的姿位信息。
在一个实施例中，中央控制器实时针对信号采集模块采集的信号进行处理，当发现异常时，中央控制器将异常的信息传送到存储器进行储存，并同时发送给远程终端。
在一个实施例中，中央控制器通过以下步骤进行儿童状态识别：
1)信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并进行判定；
2)中央控制器针对采集的音频信号进行滤波、放大后，分析音频信号的频率，当音频信号中存在大于380赫兹的声音时，识别为异常状态；
3)当温度信息大于38摄氏度时，识别为异常状态；
4)当位置信息与初始信息存在大于500米偏差时，识别为异常状态；
5)根据重力传感器信号判断儿童的姿态信息，包括站立、俯卧、侧卧、仰卧、爬行、倾斜等不同的状态，当姿态信息为倾斜时，识别为异常状态；
6)当上述2)-4)任意一个判定步骤中发现异常状态，中央控制器则缩短信号采集模块采集信号的时间间隔为T2，同时记录此时的系统时间、音频频率、温度信息、位置信息、姿态信息。
在一个实施例中，存储器中存储有针对不同的异常状态的处理方案，当发现异常时，中央控制器调取相应的处理方案，并通过扬声器和振动单元执行对儿童的安抚。
在一个实施例中，当发现异常时，中央控制器向远程终端推送异常状态信息，并发出警报信号；远程终端用户可实时查看儿童的状态信息。
在一个实施例中，该智能监护系统连接在项链或腕带上。
在一个实施例中，时间间隔T1为1-3分钟，时间间隔T2为1-30秒。
在一个实施例中，所述远程终端为手机，系统可通过通讯模块发送短信、或通过网络推送信息到远程终端相应的软件。
通过上述的一种和/或多种技术方案，本发明能够达到如下的技术效果：
(1)简单高效地实现了远程监护儿童，解决的父母不在孩子身边时的后顾之忧。
(2)基于位置信息和姿态信号，能更加精准的判断出儿童的实时状态。
(3)本装置结构简单，能实现小型化，成本低，易于推广。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。本发明多处仅仅对做出改进的部分进行描述，而其他未说明部分可以借助本领域的现有技术实现，亦即未说明部分通过现有技术实现，在此不进行详细说明。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的装置的整体结构示意图；
图2为本发明的信号采集模块构成示意图；
图3为本发明的监护系统工作原理。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术实施过程做进一步说明。
参见图1和图2，本发明通过以下技术方案实现：
一种儿童远程智能监护系统，包括信号采集模块，存储模块，中央控制器，通讯模块，扬声器模块，振动模块，以及远程终端；
其中信号采集模块包括音频信号采集单元，红外温度测量单元，位置测量单元和重力传感器，分别采集音频信号、温度信号、位置信息和姿态信息；
中央控制器包括处理器，中央控制器针对采集的信号进行处理，进而准确判断出儿童的状态；信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并传送到中央控制器，中央控制器分析并判断儿童的状态是否存在异常；中央控制器针对不同的异常状态进行相应的应急处理，同时将该异常状态的信息通过通讯模块传输的远程终端，并针对远程终端用户发出警报信号。
在一个实施例中，信号采集模块实时采集环境中的音频信号、儿童的温度、儿童的位置信息，和儿童的姿位信息。
在一个实施例中，中央控制器实时针对信号采集模块采集的信号进行处理，当发现异常时，中央控制器将异常的信息传送到存储器进行储存，并同时发送给远程终端。
参见图3，中央控制器通过以下步骤进行儿童状态识别：
1)信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并进行判定；
2)中央控制器针对采集的音频信号进行滤波、放大后，分析音频信号的频率，当音频信号中存在大于380赫兹的声音时，识别为异常状态；
3)当温度信息大于38摄氏度时，识别为异常状态；
4)当位置信息与初始数值存在大于500米偏差时，识别为异常状态；
5)根据重力传感器信号判断儿童的姿态信息，包括站立、俯卧、侧卧、仰卧、爬行、倾斜等不同的状态，当姿态信息为倾斜时，识别为异常状态；
6)当上述2)-4)任意一个判定步骤中发现异常状态，中央控制器则缩短信号采集模块采集信号的时间间隔为T2，同时记录此时的系统时间、音频频率、温度信息、位置信息、姿态信息，并将分析得出的状态传送到远程终端。
在一个实施例中，本发明通过检测到音频中的“哭声”信号来判断儿童状态的异常。具体地，当检测到哭声的频率在400赫兹左右时，将异常状态识别为“困倦”；当检测到哭声的频率在400到600赫兹之间时，将异常状态识别为“撒娇”；当检测到哭声的频率在600到800赫兹之间时，将异常状态识别为“饥饿”；当检测到哭声的频率在800到1000赫兹范围时，将异常状态识别为“难过”；当检测到哭声的频率在1000到1200赫兹范围时，将异常状态识别为“生气”。
进一步地，结合温度信号，可进一步判断儿童哭的原因，如体温大于38摄氏度，则将温度的异常状态识别为“发烧”。
进一步地，结合位置信息，可进一步判断儿童哭的原因，如位置信息存在大于500米偏差时，则将位置的异常状态识别为“外出”。
进一步地，结合姿态信息，根据重力传感器的方位，可识别出站立、俯卧、侧卧、仰卧、爬行、倾斜等不同的姿态，当姿态信息为倾斜时，识别为异常状态，提示儿童可能存在摔倒的状况。
在一个实施例中，对重力传感器可进行实时连续的信号监测，并进行实时的姿态识别，如姿态转换存在突变时，也发出异常状态提醒。
在一个实施例中，存储器中存储有针对不同的异常状态的处理方案，当发现异常时，中央控制器调取相应的处理方案，并通过扬声器和振动单元执行对儿童的安抚。
在一个实施例中，当发现异常时，中央控制器向远程终端推送异常状态信息，并发出警报信号。远程终端的用户可实时查看儿童的状态信息，包括识别为异常状态期间的录音、温度数据、位置信息和姿态信息。
在一个实施例中，该智能监护系统连接在项链或腕带上。
在一个实施例中，时间间隔T1为1-3分钟，时间间隔T2为1-30秒。
在一个实施例中，所述远程终端为手机，系统可通过通讯模块发送短信、或通过网络推送信息到远程终端相应的软件。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种儿童远程智能监护系统，其特征在于，包括信号采集模块，存储模块，中央控制器，通讯模块，扬声器模块，振动模块，以及远程终端；其中信号采集模块包括音频信号采集单元，红外温度测量单元，位置测量单元和重力传感器，分别采集音频信号、温度信号、位置信息和姿态信息；中央控制器包括处理器，中央控制器针对采集的信号进行处理，进而准确判断出儿童的状态；信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并传送到中央控制器，中央控制器分析并判断儿童的状态是否存在异常；中央控制器针对不同的异常状态进行相应的应急处理，同时将该异常状态的信息通过通讯模块传输的远程终端，并针对远程终端用户发出警报信号。
2.按照权利要求1所述的一种儿童远程智能监护系统，其特征在于：信号采集模块实时采集环境中的音频信号、儿童的温度、儿童的位置信息，和儿童的姿位信息。
3.按照权利要求2所述的一种儿童远程智能监护系统，其特征在于：中央控制器实时针对信号采集模块采集的信号进行处理，当发现异常时，中央控制器将异常的信息传送到存储器进行储存，并同时发送给远程终端。
4.按照权利要求3所述的一种儿童远程智能监护系统，其特征在于：中央控制器通过以下步骤进行儿童状态识别：
1)信号采集模块每隔一段时间T1采集一次信号，并进行异常状态判定；
2)中央控制器针对采集的音频信号进行滤波、放大后，分析音频信号的频率，当音频信号中存在大于380赫兹的声音时，识别为异常状态；
3)当温度信息大于38摄氏度时，识别为异常状态；
4)当位置信息与初始位置存在大于500米偏差时，识别为异常状态；
5)根据重力传感器信号判断婴儿的姿态信息，包括站立、俯卧、侧卧、仰卧、爬行或倾斜，当姿态信息为倾斜时，识别为异常状态；
6)当上述2)-4)任意一个判定步骤中发现异常状态，中央控制器则缩短信号采集模块采集信号的时间间隔为T2，同时记录此时的系统时间、音频频率、温度信息、位置信息、姿态信息。
5.按照权利要求4所述的一种基于音频识别的儿童远程智能监护系统，其特征在于：存储器中存储有针对不同的异常状态的处理方案，当发现异常时，中央控制器调取相应的处理方案，并通过扬声器和振动单元执行对婴儿的安抚。
6.按照权利要求4所述的一种基于音频识别的儿童远程智能监护系统，其特征在于：当发现异常时，中央控制器向远程终端推送异常状态信息，并发出警报信号；远程终端用户可实时查看婴儿的状态信息。
7.按照权利要求1-6任一项所述的一种基于音频识别的儿童远程智能监护系统，其特征在于：该智能监护系统连接在项链或腕带上。
8.按照权利要求7所述的一种基于音频识别的儿童远程智能监护系统，其特征在于：时间间隔T1为1-3分钟，时间间隔T2为1-30秒。
9.按照权利要求7所述的一种基于音频识别的儿童远程智能监护系统，其特征在于：所述远程终端可以为手机。
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