CN107782455A - 一种小孩踢被子检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种小孩踢被子检测装置，包括：热电堆红外测温传感器，用于感应待测目标的温度信息信号；弱信号放大和滤波单元，用于接收所述热电堆红外测温传感器发送的所述温度信息信号，根据所述温度信息信号获取所述待测目标的温度信号；信号变换单元，用于将所述待测目标的温度信号转换成电信号；中央处理器，用于处理所述电信号，获取所述待测目标的温度数据，依据获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据对比分析，得到确定所述待测目标踢被子的信息。本发明的技术方案，检测过程小孩无需佩戴任何物件，不产生辐射，不受小孩睡姿影响。
Description
技术领域
本发明涉及检测装置，尤其涉及一种小孩踢被子检测装置。
背景技术
小孩晚上睡觉踢被子是很普遍的现象，父母常常半夜起床查看小孩有没有踢被子。尽管如此，仍有疏漏，引起小孩感冒着凉。有时候是小孩睡得好好的，起床查看也导致父母自己睡眠质量得不到保证，进而也影响到自己健康。
目前针对小孩踢被子的解决方案主要是利用了红外发射与接收对管检测原理，发射装置穿戴在小孩身上，接收装置放旁边，如果小孩盖上被子，有被子遮挡，接收装置接收不到信号；当发射装置裸露在外面后，接收装置接收到信号，从而判定小孩踢被子的状态。现有方案需要小孩穿戴信号发射装置，对小孩睡眠会造成影响，同时，检测的准确性受小孩睡姿的影响。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种小孩踢被子检测装置，旨在克服现有技术的缺点，解决了现有技术需要小孩穿戴信号发送装置、检测的准确性受小孩睡姿影响的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种小孩踢被子检测装置，包括：热电堆红外测温传感器，用于感应待测目标的温度信息信号；弱信号放大和滤波单元，用于接收所述热电堆红外测温传感器发送的所述温度信息信号，根据所述温度信息信号获取所述待测目标的温度信号；信号变换单元，用于将所述待测目标的温度信号转换成电信号；中央处理器，用于处理所述电信号，获取所述待测目标的温度数据，依据获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据对比分析，得到确定所述待测目标踢被子的信息。
优选的，所述中央处理器，还用于在获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据温度差值大于预设值的情况下，确定所述待测目标踢被子。
优选的，所述装置还包括：信号反馈回路处理单元，用于在所述中央处理器处理所述电信号失败情况下，调整所述弱信号放大和滤波单元的放大参数。
优选的，所述装置还包括：机械转动与控制单元，用于根据所述中央处理器的指令，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，获取所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号。
优选的，所述中央处理器，还用于处理所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号，确定所述待测目标的温度数据，根据所述待测目标的温度数据选取所述待测目标的头部的预定位置作为所述热电堆红外测温传感器测温的起始位置。
优选的，所述机械转动与控制单元，用于从所述起始位置开始，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，获取到i组温度信息信号，并将所述i组温度信息信号传输给所述弱信号放大和滤波单元，其中，i为大于1的自然数。
优选的，所述装置还包括：大容量存储单元，用于存储所述待测目标的温度数据。
优选的，所述装置还包括：WIFI或蓝牙通信单元，用于将所述中央处理器分析得到的目标踢被子的信息发送至绑定的移动终端。
优选的，所述WIFI或蓝牙通信单元，用于以短信的方式发送至绑定的所述移动终端。
优选的，所述温度数据包括所述待测目标的温度信息和所述温度信息对应的位置信息。
本发明的一种小孩踢被子检测装置，运用红外测温原理，热电堆红外测温传感器获取目标温度信息，通过中央处理器对目标温度信息进行处理分析，获得目标是否踢被子的信息。检测过程小孩无需佩戴任何物件，不产生任何辐射，检测过程不受小孩睡姿影响，识别准确率高，轻松实现检测功能。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明说的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例的一种小孩踢被子检测装置的框图。
图2为本发明优选实施例的一种小孩踢被子检测装置的框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明提出一种小孩踢被子检测装置。用户将检测装置放在房间一侧，利用红外测温原理，它会自动扫描并发现目标位置，通过分析温度信息，实时检测被子在小孩身上的覆盖情况，当检测到踢被子时，通过蓝牙或WIFI将踢被子信息发送给具有蓝牙或WIFI功能的移动终端，有效解决小孩睡觉时踢被子问题。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种小孩踢被子检测装置，基于红外测温原理，图1为本发明实施例的一种小孩踢被子检测装置的框图，如图1所示，该装置包括：热电堆红外测温传感器101、弱信号放大和滤波单元102、信号变换单元103、中央处理器104、信号反馈回路处理单元105，下面对各个模块进行简要说明。
热电堆红外测温传感器101，用于感应待测目标的温度信息信号；所述热电堆红外测温传感器可通过调整视场位置获取最佳感应方位，并将待测目标的温度信息信号发送至弱信号放大和滤波单元102。
弱信号放大和滤波单元102，用于接收所述热电堆红外测温传感器发送的所述温度信息信号，根据所述温度信息信号获取所述待测目标的温度信号；所述放大和滤波单元去除杂波，获取真正反映温度特性的温度信号。
信号变换单元103，用于将所述待测目标的温度信号转换成电信号；对所述温度信号进行数模转换，将所述温度信号转换成中央处理器可以识别的电信号。
中央处理器104，用于处理所述电信号，获取所述待测目标的温度数据，依据获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据对比分析，得到确定所述待测目标踢被子的信息。
优选的的，所述中央处理器104对获取到的电信号进行处理，看是否符合处理标准，如果符合，得到一个温度信息Ya，合并此时位置信息Xa，组成二维点(Xa，Ya)。
若所述电信号如果不能够处理成温度数据，通过所述信号反馈回路处理单元105，将信息反馈到弱信号放大和滤波单元102，设置新的放大器参数，直至所述电信号如果能够处理成温度数据。
优选的，所述中央处理器对获取到的电信号进行处理，看是否符合处理标准步骤如下：
a)所述温度信号模数转换后的电信号幅值符合正常范围区间[-1.5V,+1.5V]，其中，电信号的幅值范围可根据数模转换器(ADC)分辨能力来调整；
b)符合人体温度范围[30℃,42℃]。
优选的，所述热电堆红外测温传感器101多次感应，获取一组温度信息作为预先获取的待测目标的参考温度信息。
优选的，所述中央处理器104，还用于在获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据温度差值大于预设值的情况下，确定所述待测目标踢被子。如有踢被子的情况，所述中央处理器104获取的温度会比预先获取的参考温度高，高于阀值1度以上且多次测量结果一致，可判断踢被子已经发生。
优选的，所述装置还包括：信号反馈回路处理单元，用于在所述中央处理器处理所述电信号失败情况下，根据中央处理器的指令，调整所述弱信号放大和滤波单元的放大参数，提高检测温度的精准度。
优选的，所述装置还包括：机械转动与控制单元，用于根据所述中央处理器的指令，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，确保待测目标位于所述热电堆红外测温传感器的视场位置中，获取所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号。
优选的，所述中央处理器104，还用于处理所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号，确定所述待测目标的温度数据，根据所述待测目标的温度数据选取所述待测目标的头部的预定位置作为所述热电堆红外测温传感器测温的起始位置。
优选的，所述机械转动与控制单元，用于从所述起始位置开始，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，获取到i组温度信息信号，并将所述i组温度信息信号传输给所述弱信号放大和滤波单元，其中，i为大于1的自然数。通过调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，可获取待测目标的全部温度信息信号。
优选的，所述装置还包括：大容量存储单元，用于存储所述待测目标的温度数据。将一定时间段内的待测目标的温度数据存储，用于对比分析出小孩踢被子的信息。
优选的，所述装置还包括：WIFI或蓝牙通信单元，用于将所述中央处理器分析得到的目标踢被子的信息发送至绑定的移动终端。移动终端与所述检测装置绑定，可将目标踢被子的信息发送给所述移动终端。
优选的，所述WIFI或蓝牙通信单元，用于以短信的方式发送至绑定的所述移动终端。
优选的，所述温度数据包括所述待测目标的温度信息和所述温度信息对应的位置信息。根据所述待测目标的温度信息和所述温度信息对应的位置信息可以确定待测目标各个部位的温度，判断待测目标具体踢被子的部位。
本发明的技术方案，运用红外测温原理，热电堆红外测温传感器获取目标温度信息，通过中央处理器对目标温度信息进行处理分析，获得目标是否盖被子的信息。检测过程小孩无需佩戴任何物件，不产生任何辐射，检测过程不受小孩睡姿影响，轻松实现检测功能。
图2为本发明优选实施例的一种小孩踢被子检测装置的框图，如图2所示，该检测装置包括：热电堆红外测温传感器101、弱信号放大和滤波单元102、信号变换单元103、中央处理器104、信号反馈回路处理单元105、机械转动与控制单元106、WIFI或蓝牙通信单元107和大容量存储单元108。
热电堆红外测温传感器101，用于感应目标温度信息信号，预处理后传输到下一级弱信号放大和滤波单元102。
弱信号放大和滤波单元102，用于接收所述热电堆红外测温传感器101输出的目标温度信息信号，将所述目标温度信息信号放大，再滤掉特定频率的信号，尽可能保证有用的温度信号清晰无噪波干扰，获取到反映温度特性的温度信号，传输到下一级信号变换单元103。
信号变换单元103，用于将所述弱信号放大和滤波单元102获取的温度信号进行模数转换，转换成电信号。
中央处理器104，用于处理所述电信号，获取所述待测目标的温度数据，依据获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据对比分析，得到确定所述待测目标踢被子的信息。
信号反馈回路处理单元105，用于在所述中央处理器处理所述电信号失败情况下，调整所述弱信号放大和滤波单元的放大参数。
机械转动与控制单元106，用于根据所述中央处理器104的指令，依次转动固定位置，调整所述热电堆红外测温传感器101与被测目标视场角度，获取到特定目标区域的温度信息信号。
WIFI或蓝牙通信单元107，用于将所述中央处理器104分析目标踢被子的信息以短信的方式发送至绑定的移动终端。
大容量存储单元108，用于存储所述中央处理器分析到的所述目标温度数据，用于对比分析出小孩踢被子的信息。
进一步的，所述中央处理器104对获取到的电信号进行处理，看是否符合处理标准，如果符合，得到一个温度信息Ya，合并此时位置信息Xa，组成二维点(Xa，Ya)，并存储到一个设定的二维数组A[n][n]存储区间，所述存储区间位于所述大容量存储单元108中，其中，n为大于一的自然数。
若所述电信号如果不能够处理成温度数据，通过所述信号反馈回路处理单元105，将信息反馈到弱信号放大和滤波单元102，设置新的放大器参数，直至所述电信号如果能够处理成温度数据。
进一步的，所述中央处理器对获取到的电信号进行处理，看是否符合处理标准步骤如下：
a)所述温度信号模数转换后的电信号幅值符合正常范围区间[-1.5V,+1.5V]，其中，电信号的幅值范围可根据数模转换器(ADC)分辨能力来调整；
b)符合温度范围[30℃,42℃]。
进一步，所述中央处理器下发下一条控制指令，所述机械转动与控制单元106带动所述热电堆红外测温传感器101转动一定角度a,获取所述红外感应温度单元101视场位置的温度信息和位置信息，存储至二维数组A[n][n],其中，a大小可设定。
存储区间数据到达n后，得到一组初步温度信息，所述中央处理器104依据这组温度信息，勾勒待测目标人体的位置。通过判断多点温度高的密集区域为人体头部，勾勒头部外形，选取头部左上角边缘位置作为实际检测起点位置。起点位置就是我们测目标温度的原始二维坐标点，后续控制机械转动与控制单元只需一直朝一个方向转动便可全部测试完成，无需正反方向多次来回转动。
进一步的，将获取到的温度数据A[n][n]存储到所述大容量存储单元108中，可作为判断目标是否踢被子的参考数据。
进一步的，以坐标原点为起点，所述中央处理器104下发控制指令，控制所述机械转动与控制单元106带动所述热电堆红外测温传感器101转动角度b，此时记录位置Li，得到新的温度信息Ti，并存储到一个新存储区间二维数组B[i][i]中，所述新的存储区间位于所述大容量存储单元108中。其中，b大小可设定，i为大于1的自然数。
所述中央处理器104再下发控制指令给所述机械转动与控制单元106，带动所述热电堆红外感应温度单元101转动到位置L2，得到温度信息T2，存储到缓冲区域B[2][2]。
存储区间数据到达i后，对存储区间B[i][i]的数据进行分析，获得目标区域温度分布数据。所述中央处理器104依据目标区域的温度数据，对区域内目标进行睡眠状态下的踢被子分析。
进一步的，如有踢被子的情况，目标躯干部位：腹部及邻近区域温度会比预先获取的参考温度高，高于阀值1度以上且多次测量结果一致，可判断踢被子已经发生，则通过WIFI/蓝牙通信单元发送踢被子信息到绑定的移动终端，提醒有踢被子情况。如没有踢被子的情况，则处理器定期巡航检测。参考数据是自开机后热电堆红外测温传感器感应待测目标同一部位所预先获取的所述待测目标的温度数据。
本发明的技术方案，运用红外测温原理，热电堆红外测温传感器获取目标温度信息，通过中央处理器对目标温度信息进行处理分析，获得目标是否盖被子的信息，并发送至与所述检测装置绑定的移动终端。检测过程小孩无需佩戴任何物件，不产生任何辐射，检测过程不受小孩睡姿影响，识别准确率高，轻松实现检测功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种小孩踢被子检测装置，其特征在于，包括：
热电堆红外测温传感器，用于感应待测目标的温度信息信号；
弱信号放大和滤波单元，用于接收所述热电堆红外测温传感器发送的所述温度信息信号，根据所述温度信息信号获取所述待测目标的温度信号；
信号变换单元，用于将所述待测目标的温度信号转换成电信号；
中央处理器，用于处理所述电信号，获取所述待测目标的温度数据，依据获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据对比分析，得到确定所述待测目标踢被子的信息。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央处理器，还用于在获取的所述待测目标的温度数据与预先获取的所述待测目标的温度数据温度差值大于预设值的情况下，确定所述待测目标踢被子。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
信号反馈回路处理单元，用于在所述中央处理器处理所述电信号失败情况下，调整所述弱信号放大和滤波单元的放大参数。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
机械转动与控制单元，用于根据所述中央处理器的指令，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，获取所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中央处理器，还用于处理所述视场位置区域内所述待测目标的温度信息信号，确定所述待测目标的温度数据，根据所述待测目标的温度数据选取所述待测目标的头部的预定位置作为所述热电堆红外测温传感器测温的起始位置。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机械转动与控制单元，用于从所述起始位置开始，依次转动预定角度，调整所述热电堆红外测温传感器的视场位置，获取到i组温度信息信号，并将所述i组温度信息信号传输给所述弱信号放大和滤波单元，其中，i为大于1的自然数。
7.如权利要求1所述的小孩踢被子检测装置，其特征在于，所述装置还包括：大容量存储单元，用于存储所述待测目标的温度数据。
8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
WIFI或蓝牙通信单元，用于将所述中央处理器分析得到的目标踢被子的信息发送至绑定的移动终端。
9.如权利要求8所述的小孩踢被子检测装置，其特征在于，所述WIFI或蓝牙通信单元，用于以短信的方式发送至绑定的所述移动终端。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述温度数据包括所述待测目标的温度信息和所述温度信息对应的位置信息。
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