CN111282127A - 一种儿童睡眠守护机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种儿童睡眠守护机器人系统，该系统包括音乐播放模块，用于播放舒缓助眠的音频，引导儿童进入睡眠；灯光引导模块，用于根据儿童的活动情况打造舒适的灯光环境，使儿童更易获得高质量的睡眠状态；检测记录模块，用于获得监测区域内的热成像图，记录孩子的睡眠数据信息；动作执行模块，用于检测被子是否被孩子踢开，根据孩子体征数据决定是否帮孩子盖被子；无线收发模块，用于将各项睡眠数据发送到移动终端并接收反馈回的对各模块的调整；移动终端模块，接收儿童睡眠数据，总结分析并以报告形式呈现，并根据用户需求对各个模块做调整。本发明可以诱导使得儿童在独立空间更易获得舒适稳定的睡眠，同时家长能掌握并改善儿童睡眠状态。

Description

一种儿童睡眠守护机器人系统
技术领域
本发明涉及助眠系统领域，尤其涉及一种儿童睡眠守护机器人的设计。
背景技术
睡眠是儿童成长中一个非常重要的环节。好的睡眠质量有助于儿童身心的健康成长，且能不影响家庭其他成员的睡眠情况；让儿童在一个独立的空间内休息入眠有助于培养儿童的独立自理意识和能力。
睡眠易受光线、声音、温度等各种因素的影响，尤其儿童是比较敏感的群体。过于明亮的环境不利于儿童的入眠和后续睡眠质量，过于黑暗的环境会让半夜醒来的儿童缺乏安全感，或者儿童半夜需要起床走动时因看不清周边环境而行动不便；有些儿童在入眠时需要类似安眠曲、童话故事或家长的声音来相伴，适当的声音诱导有助于儿童更好的入眠；儿童半夜时有出现踢被子、起床活动完不盖被子等现象，可能会导致半夜被冷醒或者直接着凉的情况。
儿童在一个独立的空间内休息睡觉，一方面儿童在入睡时对于独自睡觉或者黑暗环境缺乏安全感，半夜起床不方便；另一方面家长迫切想了解儿童的睡眠作息情况，比如夜里起床次数，睡觉是否安稳，是否踢被子等，需要一款能实时反馈并总结儿童睡眠状态的机器人系统。
现有的儿童睡眠守护系统的设计，采用的方法比较单一，例如单独采用光线调节、故事播放等方式来引导入眠，缺乏一个较为全面、智能的系统设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种儿童睡眠守护机器人的设计，以使儿童在独立空间休息时更容易获得舒适稳定的睡眠，同时家长能掌握儿童睡眠状态的情况。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：
本发明提供一种儿童睡眠守护机器人系统，该系统包括：音乐播放模块，设置在儿童房顶正中间位置，用于播放安眠曲等舒缓助眠的音频内容，引导儿童进入睡眠状态；灯光引导模块，设置在儿童房顶正中间位置，用于给儿童打造智能舒适的灯光环境，根据儿童的活动情况来提供合适的光线条件，使儿童更容易获得高质量的睡眠状态；检测记录模块，设置为在无需旋转的情况下覆盖儿童床铺四周范围，用于获得监测区域内的热成像图，记录孩子的睡眠数据信息，并通过无线收发模块发送到用户移动终端上；动作执行模块，设置在儿童床铺四周，用于检测被子是否被孩子踢开，根据孩子体征数据决定是否帮孩子盖被子；无线收发模块，设置在房间的一个角落，用来将孩子的睡眠数据发送到移动终端并接收移动终端模块反馈回的对各模块的调整；移动终端模块，即用户APP，接收无线收发模块发送来的孩子的睡眠数据信息，分析孩子的睡眠健康状态，如总睡眠时间、深度睡眠时间、夜间踢被次数、播放音频类型等，以报告形式呈现给用户，并根据用户需求可对各个模块做调整。
1)音乐播放模块，包括音乐控制单元扬声器，用来播放舒缓助眠的音频内容，引导儿童进入睡眠状态；
2)灯光引导模块，包括引导控制单元和可变色LED灯组，用来给儿童打造舒适智能的灯光环境，在儿童还在活动或者半夜醒来时提供适当的灯光条件，使得房间环境不至于太暗缺乏安全感，在儿童进入睡眠状态后调低光亮不影响其睡眠；
3)检测记录模块，包括红外热电堆传感器，用于获得监测区域内的热成像图，根据热源的位置可以判断孩子的睡眠姿态，根据热源的温度及其变化可以分析判断是否给孩子盖被子或者调高/低音乐的播放音量，并记录孩子的睡眠数据信息，并通过无线收发模块发送到用户移动终端上。
4)动作执行模块，包括被子四角与床垫四周的衔铁材料和电磁继电器装置，用来检测被子是否被孩子踢开，若被子被踢开后孩子的体温持续下降并出现受冻状态，则启动牵引结构把被子盖回，若孩子体温显示比较高，则不把被子盖回；
5)无线收发模块，用来将孩子的睡眠数据发送到移动终端并接收移动终端模块反馈回的对各模块的调整；
6)移动终端模块，即用户APP，接收无线收发模块发送来的孩子的睡眠数据信息，分析孩子的睡眠健康状态，以报告形式呈现给用户，并根据用户需求可对各个模块做调整。
所述音乐播放模块中的音乐控制单元，接收来自无线收发模块的音频内容，通过所述音乐播放模块中的扬声器来播放收到的音频内容。
所述灯光引导模块中的引导控制单元，根据无线收发模块发送的指令，来调节切换可变色LED灯组的亮度、色温等。
所述舒缓助眠的音频内容，包括但不限于轻音乐、古典音乐、催眠曲、α/β波音乐、童话故事的音频等。
所述红外热电堆传感器为阵列式红外热电堆传感器，所述红外热电堆传感器的感应角度设置为在无需旋转的情况下覆盖儿童床四周范围。
所述红外热电堆传感器的感应角度为竖直方向顺时针旋转30度至水平方向逆时针旋转120度之间覆盖的区域。
所述红外热电堆传感器的红外波长范围为8-14μm。
所述检测记录模块，根据红外热电堆传感器获取监测区域内的热成像图，利用图像识别方法来判断孩子的睡眠姿态，包括但不限于平躺、蜷缩、倒着睡、坐起、离床活动等姿态。
所述热成像图的变化，可用来分析儿童体温的变化，用于终端模块对环境灯光、音乐播放、动作之星模块的智能决策；例如孩子踢掉被子后体温迅速下降到比较低，则应执行动作执行模块来给孩子盖上被子，并适当小音量地播放助眠音频。
所述动作执行模块中电磁继电器装置，配置了绝缘装置，根据从无线收发模块获得的指令进行通断电操作，从而吸引被子四角的衔铁来牵引被子，进而为儿童盖/半盖被子。
所述孩子的睡眠健康状态，包括但不限于总睡眠时间、深度睡眠时间、夜间踢被次数、半夜起床次数、播放音频类型等。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：可以调控多种环境因素，根据儿童的活动情况智能决策并诱导使得儿童在独立空间更易获得舒适稳定的睡眠，同时家长能掌握并改善儿童睡眠状态。
附图说明
图1是本发明一款儿童睡眠守护机器人结构框图
图2是本发明中红外热电堆传感器感应的覆盖范围示意图
图3是本发明动作行为模块中被子四角与床垫四周的衔铁材料和电磁继电器装置的放置示意图
图中，100为儿童睡眠所用的床，101为床上周围设置的电磁继电器，200为儿童所该的被子，201为被子四角所嵌的衔铁材料，300为儿童。
具体实施方式
本发明提供一种儿童睡眠守护机器人系统的设计，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的具体实施方式是：
1)被守护的儿童躺在配置有本发明睡眠守护机器人的床上，移动终端根据用户预先设置/默认设置发送对各个模块的指令，动作执行模块自动为儿童盖上被子，室内的可变色LED灯组调节到暖色温、低亮度，扬声器中轻声播放出儿童喜欢的睡前故事音频，儿童缓缓进入梦乡；
2)检测记录模块监测着守护区域内的热成像图，根据热源的位置可以判断孩子的睡眠姿态，根据热源的温度及其变化可以分析判断是否给孩子盖被子或者调高/低音乐的播放音量，并记录孩子的睡眠数据信息，并通过无线收发模块发送到用户移动终端上；
3)若孩子半夜踢掉被子且体温下降严重，动作执行模块为其盖上被子；若孩子踢掉被子后体温在可接受范围内，动作执行模块为其半盖上/不盖上被子；
4)用户的移动终端接收孩子的睡眠数据信息，并可查看报告形式的孩子的睡眠健康状态和各项数据指标，用户可根据需求可各个模块做自定义调整。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，包括：音乐播放模块(1)，灯光引导模块(2)，检测记录模块(3)，动作执行模块(4)，无线收发模块(5)，移动终端模块(6)。
2.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述音乐播放模块(1)和灯光引导模块(2)均设置在儿童房顶正中间位置，与无线收发模块(5)通过无线形式连接；检测记录模块设置为在无需旋转的情况下覆盖儿童床铺四周范围，与无线收发模块(5)通过无线形式连接；动作执行模块(4)设置在儿童床铺四周，与无线收发模块(5)通过无线形式连接；无线收发模块(5)设置在房间的一个角落，与音乐播放模块(1)，灯光引导模块(2)，检测记录模块(3)，动作执行模块(4)，移动终端模块(6)均通过无线形式连接；移动终端模块(6)安装在用户/家长的移动端上，如手机、电脑、平板电脑等，与无线收发模块(5)通过无线形式连接。
3.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的音乐播放模块(1)包含音乐控制单元和扬声器，音乐控制单元接收无线收发模块(5)发送的音频信息，通过扬声器来播放，引导儿童进入睡眠。
4.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的灯光引导模块(2)包含引导控制单元和led灯组，引导控制单元根据无线收发模块(5)发送的指令，调节切换LED灯组的亮度、色温等。
5.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的检测记录模块(3)采用阵列红外热电堆传感器，获得监测区域内的热成像图，利用图像识别方法对热成像图进行分析，可以判断孩子的睡眠姿态，根据热源的温度及其变化可以分析判断是否给孩子盖被子或者调高/低音乐的播放音量，并记录孩子的睡眠数据信息，并通过无线收发模块(5)发送到用户移动终端上。
6.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的动作执行模块(4)包括衔铁材料和电磁继电器装置，衔铁装置安装在被子四角，电磁继电器装置安装在床垫四周，通过衔铁装置和电磁继电器装置的相互作用检测被子是否被孩子踢开，并根据无线收发模块(5)发送的指令来执行是否为孩子盖上被子的操作。
7.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的无线收发模块(5)将儿童当前的各项睡眠数据发送到移动终端模块(6)，接收移动终端模块(6)反馈回的对各模块的调整。
8.如权利要求1所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，所述的移动终端模块(6)接收无线收发模块(5)发送来的孩子的睡眠数据信息，结合用户预先设置/默认设置给无线收发模块(5)发送各个模块的调整信息，分析孩子的睡眠健康状态，如总睡眠时间、深度睡眠时间、夜间踢被次数、播放音频类型等，以报告形式呈现给用户，并根据用户需求可对各个模块的设置做调整。
9.如权利要求1~7任一项所述的儿童睡眠守护机器人系统，其特征在于，用户可根据儿童的喜好程度或者睡眠情况等来自行设置各模块，即音乐播放模块(1)、灯光引导模块(2)、动作执行模块(4)的偏好。
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