CN111938659B - 一种婴幼儿监护系统及其监护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开本发明的目的在于提供的一种婴幼儿监护系统，包括图像抓取模块、睡姿分析模块、姿态变动管理模块、辅助育儿数据库、环境参数监测模块、环境定量分析模块、睡眠质量评估模块、监护服务管理模块、远程监护终端、护栏检测终端和坠落防护模块，通过睡眠质量评估模块和姿态变动管理模块能够分别获得婴幼儿睡眠质量评估系数以及在各睡姿类型对应的维持评估系数。本发明能够对婴幼儿的睡眠质量以及各睡姿类型对应的维持评估系数进行分析，以提供可靠的睡姿纠正指导意见，为婴幼儿进行可靠的监护管理，并提高了婴幼儿的安全性，避免从婴儿床上坠落。
Description
技术领域
本发明属于婴幼儿监护技术领域，具体涉及到一种婴幼儿监护系统及其监护装置。
背景技术
婴幼儿是婴儿和幼儿的统称，一般是指0-6岁的幼小儿童，婴幼儿生理上娇嫩脆弱，需要监护者投入大量时间和精力照顾，包括其饮食、便溺、哭闹、活动和休息，需要家长候呵护才能减少婴幼儿出现异常情况，这样会使得监护者非常疲惫，而且也无法实时获悉更多婴幼儿体征情况。
当婴幼儿睡觉时，家长会趁着孩子睡觉腾出时间做其他时间，无法实时做其他事情，例如，洗衣服、做饭等，当家长在做事时，会一直担心孩子是否惊醒，无法安心做事情，一旦孩子清醒无法第一时间获知，会导致孩子啼哭，另外，由于新手父母对育儿知识缺乏，导致婴幼儿睡觉过程中持续维持一姿态或面部朝向，由于不正确或不规范的睡姿会影响孩子的头型发育，且无法根据环境中的噪音等因素对婴幼儿睡眠的影响程度，导致婴幼儿的睡眠不足，影响婴幼儿的发育；随着婴幼儿的成长，婴幼儿睡在婴儿床上，当清醒后，家长无法第一时间达到婴幼儿身边，婴幼儿可能会翻越婴儿床，导致婴幼儿从婴儿床上坠落，摔伤头部或其他部位，缺乏安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种婴幼儿监护系统及其监护装置，解决了现有技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种婴幼儿监护系统，包括图像抓取模块、睡姿分析模块、姿态变动管理模块、辅助育儿数据库、环境参数监测模块、环境定量分析模块、睡眠质量评估模块、监护服务管理模块、远程监护终端、护栏检测终端和坠落防护模块；
所述图像抓取模块安装在婴幼儿床上，用于间歇式采集婴幼儿的睡觉时的图像信息，对采集的图像进行预处理，并将经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像发送至睡姿分析模块；
所述睡姿分析模块用于接收图像抓取模块发送的经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像，对图像中的婴幼儿肢体特征进行定位，并将定位婴幼儿的肢体特征分别与标准睡姿类型进行对比，以筛选出婴幼儿当前的睡姿类型，睡姿分析模块将婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向发送至姿态变动管理模块；
所述姿态变动管理模块用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向，并统计婴幼儿每个睡姿类型持续的时长以及婴幼儿面部偏向一方的持续累计时长，通过婴幼儿睡姿纠正模型对婴幼儿的睡姿累计时长以及面部偏向累计时长进行分析，获得婴幼儿在各种睡姿类型下的维持评估系数，姿态变动管理模块将婴幼儿在各月龄下各睡姿类型对应的维持评估系数发送至监护服务管理模块，并将婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合发送至睡眠质量评估模块；
所述辅助育儿数据库用于存储婴幼儿在不同月龄阶段对应的各睡姿类型的维持评估系数比值范围，以及各睡姿类型的维持评估系数比值范围对应的睡姿纠正指导建议，存储婴幼儿在各月龄时的体重；
所述环境参数监测模块用于采集婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将采集的环境中的噪音量、温度以及湿度信息依次发送至环境定量分析模块；
所述环境定量分析模块用于接收环境参数监测模块发送的婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将温度与设定的温度预设范围进行对比，若不在设定的温度预设范围内，则发送温度预警指令至远程监护终端，将湿度与设定的湿度预设范围进行对比，若不在设定的湿度预设范围内，则发送湿度预警指令至远程监护终端，并将婴幼儿睡觉过程中的噪音量分别与第一噪音值和第二噪音值进行对比，统计大于第一噪音值且小于第二噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长并发送至睡眠质量评估模块，第一噪音值小于第二噪音值。
所述睡眠质量评估模块提取婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合，接收环境定量分析模块发送的婴幼儿在睡觉过程中噪音量大于第一噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长，并统计噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，以及噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，通过建立的婴幼儿睡眠质量模型分析婴幼儿在各月龄下受噪音量影响下的睡眠质量评估系数，并发送至远程监护终端；
所述护栏检测终端包括若干压力检测单元和推力检测单元，用于检测防护栏表面所受的压力数值以及婴幼儿向外推动防护栏的推力数值，并发送至监护服务管理模块；
所述监护服务管理模块分别与姿态变动管理模块和护栏检测终端连接，监护服务管理模块根据该婴幼儿在上一月龄内各睡姿类型对应的维持评估系数进行范围比例确定，并根据各睡姿类型对应的维持评估系数间的比值范围调整该婴幼儿在下一月龄内各睡姿类型的比例以及各睡姿类型下婴幼儿的面部朝向，并提供可靠的睡姿纠正指导建议至远程监护终端，监护服务管理模块接收护栏检测终端发送的各侧面的防护栏所受的压力数值以及推力数值，分别将各侧面的防护栏的推力数值与设定的推力阈值进行对比，提取大于推力阈值的防护栏侧面，并提取该侧面的防护栏所受的压力数值，并判断压力数值与当前婴幼儿的月龄体重0.8倍间的大小，若大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍，提取压力数值大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍的防护栏所对应的坠落防护模块进行工作；
所述远程监护终端用于展示婴幼儿在各月龄下的睡眠质量评估系数、睡姿纠正指导意见、以及对婴幼儿鼻子、嘴被附着物覆盖、室内温度和湿度异常时进行预警提醒。
进一步地，所述睡姿分析模块提取婴幼儿的头部位置图像，判断婴幼儿在各睡姿类型下的面部偏向方向以及婴幼儿鼻子和嘴巴上是否覆盖有附着物，并将婴幼儿鼻子和嘴上是否覆盖有附着物发送至监护服务管理模块；
所述监护服务管理模块与睡姿分析模块连接，用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿鼻子、嘴上是否覆盖有附着物，若有附作物覆盖婴幼儿的鼻子或嘴，则发送危险预警信息至远程监护终端。
进一步地，所述婴幼儿睡姿纠正模型
假如婴幼儿出生后各月龄对应的睡觉次数为m，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，
为婴幼儿在本月龄内睡觉的累计总时长，e为自然数，gkf为婴幼儿保持第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数，f等于1，2，3，4，分别为面部向上、向左、向右以及向下，婴幼儿出生后随着月龄的不同，婴幼儿第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数也不同，在同一月龄内，
tjkf为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的累计时长，tkf阈为在当前月龄内婴幼儿第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的持续阈值时长。
进一步地，所述环境参数监测模块包括噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元，噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元分别为噪音传感器、温度传感器和湿度传感器。
进一步地，所述婴幼儿睡眠质量模型
SLY阈值为婴幼儿在第Y个月龄下的睡眠时长累计阈值，
为婴幼儿在该月龄下的实际睡眠累计时长，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，β为婴幼儿在熟睡过程中噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ为婴幼儿在熟睡过程中噪音量大于第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ大于β，λ2+β2＝1，V为设定的婴幼儿熟睡过程中被惊醒的次数，C1为噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，C2为噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数。
一种婴幼儿监护装置，包括两相对设置的坠落防护模块，所述坠落防护模块安装在婴幼儿床上护栏相对矮的一侧，两坠落防护模块构成了婴幼儿监护装置用于接收监护服务管理模块发送的触发指令；
所述坠落防护模块包括婴儿床以及安装在婴儿床两侧的坠落防护机构，婴儿床下端面固定有支撑柱，支撑柱下端面固定有内部为腔体的安装柱，安装柱下端面安装有万向轮；
所述支撑柱侧面开有限位槽，限位槽内安装有传动机构，传动机构包括传动丝杠、传动电机，传动丝杠上下端均通过轴承安装在限位槽内，传动丝杠与传动螺母相配合，传动螺母上固定有两定位挡板，两定位挡板间固定有定位柱，传动丝杠下端面周侧设有齿牙，传动电机输出轴通过联轴器与斜齿轮连接，斜齿轮与传动丝杠下端面的齿牙相啮合，传动电机的输出轴贯穿安装柱；
所述坠落防护机构包括矩形支撑框架、电动伸缩杆，支撑框架上端面开有安装槽，传动螺母与安装槽滑动配合，安装槽内固定有可拆卸防护网，支撑框架下端面固定有第一铰接件，第一铰接件与定位柱滑动配合，电动伸缩杆一端固定有第二铰接件，第二铰接件通过轴销与婴儿床上的铰接座相铰接，另一端与支撑框架相铰接。
进一步地，所述传动丝杠下端面的齿牙以及斜齿轮安装在安装柱的腔体内。
进一步地，所述防护网包括防护网本体以及位于防护网本体两侧的连接柱，连接柱与防护网本体固定连接，连接柱与安装槽两端的圆孔滑动配合。
进一步地，所述安装槽两侧开有限位滑槽，限位滑槽与安装槽相连通，限位滑槽内安装有限位板，限位板上固定有限位挡板，限位板通过缓冲弹簧与矩形支撑框架内壁连接。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种婴幼儿监护系统，通过睡姿分析模块对婴幼儿睡姿类型以及头部偏向方向进行分析，并结合姿态变动管理模块对各月龄下婴幼儿处于各睡姿类型以及各头部偏向方向的累计时长进行划分处理，通过采用的婴幼儿睡姿纠正模型获取婴幼儿在各睡姿类型下的维持评估系数，并通过监护服务管理模块分析各月龄下各睡姿类型对应的维持评估系数间比值范围，进而根据各睡姿类型对应的位置评估系数间的比值范围提供睡姿纠正指导意见，能够保证婴幼儿在睡觉过程中的睡姿类型符合婴幼儿的睡姿要求，有利于婴幼儿头部形状的发育，且避免婴幼儿持续维持一种睡姿或面部偏向，影响婴幼儿的发育。
本发明通过环境定量分析模块对环境参数监测模块采集的噪音量、温度以及湿度进行分析，对异常的温度和湿度则发出预警提醒，以便于为婴幼儿提供舒适的睡觉环境，并通过睡眠质量评估模块统计婴幼儿在不同噪音值下的惊醒次数，根据建立的婴幼儿睡眠智联发模型能够准确分析出婴幼儿受噪音影响下的睡眠质量评估系数，实现婴幼儿睡眠质量效果的量化，便于婴幼儿家长能够控制噪音，为婴幼儿提供舒适的睡眠环境。
本发明采用配合应用的硬件坠落防护模块，从而配合相应软件模块的响应和应用，真正实现了在婴幼儿监护上的软硬件结合，通过接收到监护服务管理模块发送的触发指令，坠落防护机构展开，以对即将坠落的婴幼儿进行防护，并受到传动机构的作用向下移动，以逐步降低坠落防护机构的高度，避免婴幼儿二次坠落的风险，能够起到防护的作用，有效防止婴幼儿坠床的危险，提高了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种婴幼儿监护系统的示意图；
图2为本发明中一种婴幼儿监护装置的示意图；
图3为本发明中传动机构的示意图；
图4为本发明中坠落防护机构的示意图；
图5为本发明中图4的局部剖视图。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种婴幼儿监护系统，包括图像抓取模块、睡姿分析模块、姿态变动管理模块、辅助育儿数据库、幼儿信息输入模块、环境参数监测模块、环境定量分析模块、睡眠质量评估模块、监护服务管理模块、远程监护终端、护栏检测终端和坠落防护模块。
图像抓取模块安装在婴幼儿床上，用于间歇式采集婴幼儿的睡觉时的图像信息，对采集的图像进行预处理，提高采集婴幼儿图像的清晰度，并将经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像发送至睡姿分析模块；
睡姿分析模块用于接收图像抓取模块发送的经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像，对图像中的婴幼儿肢体特征进行定位，并将定位婴幼儿的肢体特征分别与标准睡姿类型进行对比，以筛选出婴幼儿当前的睡姿类型，肢体特征包括头部、眼睛、鼻子、手指、手肘、膝盖以及脚等，婴幼儿标准睡姿类型包括仰卧、左侧卧、右侧卧、俯卧等，同时，提取婴幼儿的头部位置图像，判断婴幼儿在各睡姿类型下的面部偏向方向以及婴幼儿鼻子和嘴巴上是否覆盖有附着物，附着物包括衣物和被褥等，睡姿分析模块将婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向发送至姿态变动管理模块，并将婴幼儿鼻子和嘴上是否覆盖有附着物发送至监护服务管理模块。
姿态变动管理模块用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向，并统计婴幼儿每个睡姿类型持续的时长以及婴幼儿面部偏向一方的持续累计时长，构成睡姿累计集合Sj＝{sj1,sj2,sj3,sj4}和面部偏向累计集合Tjk＝{tjk1,tjk,tjk3,tjk4}，Sj为婴幼儿第j次睡觉过程中保持睡姿类型的累计时长集合，sj1,sj2,sj3,sj4分别为婴幼儿第j次睡觉过程中保持仰卧、左侧卧、右侧卧、俯卧的累计时长，Tjk为婴幼儿第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向时长集合，k＝1,2,3,4，分别为仰卧、左侧卧、右侧卧、俯卧，tjk1,tjk,tjk3,tjk4分别为婴幼儿第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部向上、向左、向右以及向下的累计时长，采用婴幼儿睡姿纠正模型对婴幼儿的睡姿累计集合以及面部偏向累计集合进行分析，获得婴幼儿在各种睡姿类型下的维持评估系数
假如婴幼儿出生后各月龄对应的睡觉次数为m，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，
为婴幼儿在本月龄内睡觉的累计总时长，e为自然数，gkf为婴幼儿保持第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数，f等于1，2，3，4，分别为面部向上、向左、向右以及向下，婴幼儿出生后随着月龄的不同，婴幼儿第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数也不同，在同一月龄内，
tjkf为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的累计时长，tkf阈为在当前月龄内婴幼儿第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的持续阈值时长，姿态变动管理模块将婴幼儿在各月龄下各睡姿类型对应的维持评估系数发送至监护服务管理模块，并将婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合发送至睡眠质量评估模块。
幼儿信息输入模块用于人工手动输入婴幼儿的出生日期、每次喂奶的量以及喂奶间隔时长。
辅助育儿数据库用于存储婴幼儿在不同月龄阶段对应的各睡姿类型的维持评估系数比值范围，以及各睡姿类型的维持评估系数比值范围对应的睡姿纠正指导建议，存储婴幼儿在各月龄时的体重。
环境参数监测模块用于采集婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将采集的环境中的噪音量、温度以及湿度信息依次发送至环境定量分析模块；其中，环境参数监测模块包括噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元，噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元分别为噪音传感器、温度传感器和湿度传感器。
环境定量分析模块用于接收环境参数监测模块发送的婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将温度与设定的温度预设范围进行对比，若不在设定的温度预设范围内，则发送温度预警指令至远程监护终端，将湿度与设定的湿度预设范围进行对比，若不在设定的湿度预设范围内，则发送湿度预警指令至远程监护终端，并将婴幼儿睡觉过程中的噪音量分别与第一噪音值和第二噪音值进行对比，统计大于第一噪音值且小于第二噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长并发送至睡眠质量评估模块，第一噪音值小于第二噪音值。
睡眠质量评估模块提取婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合，接收环境定量分析模块发送的婴幼儿在睡觉过程中噪音量大于第一噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长，并统计噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，以及噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，通过建立的婴幼儿睡眠质量模型分析婴幼儿在各月龄下受噪音量影响下的睡眠质量评估系数，并发送至远程监护终端，便于婴幼儿家长清楚且量化式的了解当前婴幼儿的睡眠质量，其中，婴幼儿睡眠质量模型
SLY阈值为婴幼儿在第Y个月龄下的睡眠时长累计阈值，
为婴幼儿在该月龄下的实际睡眠累计时长，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，β为婴幼儿在熟睡过程中噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ为婴幼儿在熟睡过程中噪音量大于第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ大于β，λ2+β2＝1，V为设定的婴幼儿熟睡过程中被惊醒的次数，C1为噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，C2为噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，当婴幼儿被惊醒后，会哭闹，严重影响婴幼儿的睡眠，同时还会惊吓到婴幼儿，导致婴幼儿睡梦中容易被惊醒，通过对婴幼儿睡觉过程中的噪音量、惊醒次数以及睡熟的时间进行综合分析，能够大概分析出婴幼儿的睡眠质量，睡眠质量评估系数能够对婴幼儿的睡眠质量进行量化，便于宝妈以及家长能够清楚直观地了解婴幼儿在该月龄内的睡眠质量情况，便于为保证婴幼儿的睡眠质量，对噪音量进行控制。
护栏检测终端包括若干压力检测单元和推力检测单元，压力检测单元和推力检测单元分别与监护服务管理模块，压力检测单元安装在婴幼儿床的防护栏四周侧的上端面，以等间隔分布，压力检测单元用于检测防护栏表面所受的压力数值，推力检测单元安装在婴幼儿床的防护栏内侧，用于检测婴幼儿向外推动防护栏的推力数值，护栏检测终端将各侧面的防护栏所受的压力数值以及推力数值发送至监护服务管理模块。
监护服务管理模块分别与姿态变动管理模块和护栏检测终端连接，监护服务管理模块根据该婴幼儿在上一月龄内各睡姿类型对应的维持评估系数进行范围比例确定，并根据各睡姿类型对应的维持评估系数间的比值范围调整该婴幼儿在下一月龄内各睡姿类型的比例以及各睡姿类型下婴幼儿的面部朝向，并提供可靠的睡姿纠正指导建议至远程监护终端，以便于产妇以及家人能够对婴幼儿的睡姿进行时间上的动态调整，及时纠正婴幼儿睡姿偏向某一睡姿类型，即婴幼儿持续保持同一睡姿或面部偏向，影响婴幼儿的发育，同时，监护服务管理模块接收护栏检测终端发送的各侧面的防护栏所受的压力数值以及推力数值，分别将各侧面的防护栏的推力数值与设定的推力阈值进行对比，提取大于推力阈值的防护栏侧面，并提取该侧面的防护栏所受的压力数值，并判断压力数值与当前婴幼儿的月龄体重0.8倍间的大小，若大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍，提取压力数值大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍的防护栏所对应的坠落防护模块进行工作，以对即将从婴儿床上坠落的婴幼儿进行防护，避免婴幼儿坠落受伤，能够有效地保护婴幼儿。
另外，监护服务管理模块提取幼儿信息输入模块中的婴幼儿出生日期，根据婴幼儿的出生日期统计婴幼儿的月龄，提取各月龄下婴幼儿的喂奶间隔时长，并记录婴幼儿每次喂奶的时间点，每经过一次喂奶间隔时长，提醒家长对婴幼儿进行喂奶，为婴幼儿营造有规律的喂奶时间以及作息规律。
监护服务管理模块与睡姿分析模块连接，用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿鼻子、嘴上是否覆盖有附着物，若有附作物覆盖婴幼儿的鼻子或嘴，则发送危险预警信息至远程监护终端。
远程监护终端用于展示婴幼儿在各月龄下的睡眠质量评估系数、睡姿纠正指导意见、以及婴幼儿鼻子、嘴被附着物覆盖、室内温度和湿度异常时进行预警提醒，便于家长不在婴幼儿身边时，能够及时了解婴幼儿的睡觉安全性、睡觉的环境以及睡觉质量。
坠落防护模块安装在婴幼儿床上护栏相对矮的一侧，两坠落防护模块构成了婴幼儿监护装置用于接收监护服务管理模块发送的触发指令，进行坠落防护操作。
如图2-5所示，一种婴幼儿监护装置包括两相对设置的坠落防护模块，坠落防护模块包括婴儿床1以及安装在婴儿床1两侧的坠落防护机构3，婴儿床1下端面固定有支撑柱11，支撑柱11下端面固定有内部为腔体的安装柱12，安装柱12下端面安装有万向轮；
支撑柱11侧面开有限位槽，限位槽内安装有传动机构2，传动机构2包括传动丝杠21、传动电机23，传动丝杠21上下端均通过轴承安装在限位槽内，传动丝杠21上配合安装有传动螺母25，传动螺母上固定有两定位挡板26，两定位挡板26间固定有定位柱27，传动丝杠21下端面周侧设有齿牙22，传动电机23输出轴通过联轴器与斜齿轮24连接，斜齿轮24与传动丝杠21下端面的齿牙22相啮合，传动电机23的输出轴贯穿安装柱12，传动丝杠21下端面的齿牙22以及斜齿轮24均安装在安装柱12的腔体内。
坠落防护机构3包括矩形支撑框架31、电动伸缩杆34，支撑框架31上端面开有安装槽32，传动螺母25与安装槽32滑动配合，安装槽32的截面由一矩形和两圆孔组成，且矩形两端分别与圆相连通，安装槽32内固定有可拆卸防护网，防护网包括防护网本体37以及位于防护网本体37两侧的连接柱36，连接柱36与防护网本体37固定连接，连接柱36与安装槽32两端的圆孔滑动配合，支撑框架31下端面固定有第一铰接件33，第一铰接件33与定位柱27滑动配合，第一铰接件33可绕定位柱27进行转动，电动伸缩杆34一端固定有第二铰接件35，第二铰接件35通过轴销与婴儿床1上的铰接座相铰接，另一端与支撑框架31相铰接，通过电动伸缩杆34可调节坠落防护机构3展开角度。
其中，安装槽32两侧开有限位滑槽321，限位滑槽321与安装槽32相连通，限位滑槽321内安装有限位板312，限位板312上固定有限位挡板313，限位板312通过缓冲弹簧311与矩形支撑框架31内壁连接，通过限位板312阻挡防护网掉落，安装防护网时，拨动限位挡板313，缓冲弹簧311压缩，将防护网插入安装槽32后，松开限位挡板313，在缓冲弹簧311的作用下，限位板312沿限位滑槽321方向移动，阻挡连接柱36在安装槽32内滑动，能够有效地固定防护网，便于拆卸清洗。
工作时，当接收到监护服务管理模块发送的触发指令时，电动伸缩杆34伸长，以打开防护网，同时，传动电机23工作，带动斜齿轮24转动，斜齿轮24通过啮合带动传动丝杠21转动，进而带动传动螺母25沿安装槽32向下移动，使得坠落防护机构3向下移动。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种婴幼儿监护系统，其特征在于：包括图像抓取模块、睡姿分析模块、姿态变动管理模块、辅助育儿数据库、环境参数监测模块、环境定量分析模块、睡眠质量评估模块、监护服务管理模块、远程监护终端、护栏检测终端和坠落防护模块；
所述图像抓取模块安装在婴幼儿床上，用于间歇式采集婴幼儿的睡觉时的图像信息，对采集的图像进行预处理，并将经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像发送至睡姿分析模块；
所述睡姿分析模块用于接收图像抓取模块发送的经预处理后的婴幼儿睡觉时的图像，对图像中的婴幼儿肢体特征进行定位，并将定位婴幼儿的肢体特征分别与标准睡姿类型进行对比，以筛选出婴幼儿当前的睡姿类型，睡姿分析模块将婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向发送至姿态变动管理模块；
所述睡姿分析模块提取婴幼儿的头部位置图像，判断婴幼儿在各睡姿类型下的面部偏向方向以及婴幼儿鼻子和嘴巴上是否覆盖有附着物，并将婴幼儿鼻子和嘴上是否覆盖有附着物发送至监护服务管理模块；
所述监护服务管理模块与睡姿分析模块连接，用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿鼻子、嘴上是否覆盖有附着物，若有附作物覆盖婴幼儿的鼻子或嘴，则发送危险预警信息至远程监护终端；
其中，所述婴幼儿睡姿纠正模型
假如婴幼儿出生后各月龄对应的睡觉次数为m，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，
为婴幼儿在本月龄内睡觉的累计总时长，e为自然数，gkf为婴幼儿保持第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数，f等于1，2，3，4，分别为面部向上、向左、向右以及向下，婴幼儿出生后随着月龄的不同，婴幼儿第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的比例危害系数也不同，在同一月龄内，
tjkf为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的累计时长，tkf阈为在当前月龄内婴幼儿第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型下面部偏向第f个方向的持续阈值时长；
所述姿态变动管理模块用于接收睡姿分析模块发送的婴幼儿的睡姿类型、面部偏向方向，并统计婴幼儿每个睡姿类型持续的时长以及婴幼儿面部偏向一方的持续累计时长，通过婴幼儿睡姿纠正模型对婴幼儿的睡姿累计时长以及面部偏向累计时长进行分析，获得婴幼儿在各种睡姿类型下的维持评估系数，姿态变动管理模块将婴幼儿在各月龄下各睡姿类型对应的维持评估系数发送至监护服务管理模块，并将婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合发送至睡眠质量评估模块；
所述辅助育儿数据库用于存储婴幼儿在不同月龄阶段对应的各睡姿类型的维持评估系数比值范围，以及各睡姿类型的维持评估系数比值范围对应的睡姿纠正指导建议，存储婴幼儿在各月龄时的体重；
所述环境参数监测模块用于采集婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将采集的环境中的噪音量、温度以及湿度信息依次发送至环境定量分析模块；
所述环境定量分析模块用于接收环境参数监测模块发送的婴幼儿所在环境中的噪音量、温度以及湿度，将温度与设定的温度预设范围进行对比，若不在设定的温度预设范围内，则发送温度预警指令至远程监护终端，将湿度与设定的湿度预设范围进行对比，若不在设定的湿度预设范围内，则发送湿度预警指令至远程监护终端，并将婴幼儿睡觉过程中的噪音量分别与第一噪音值和第二噪音值进行对比，统计大于第一噪音值且小于第二噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长并发送至睡眠质量评估模块，第一噪音值小于第二噪音值；
所述睡眠质量评估模块提取婴幼儿在各月龄下的睡姿累计集合，接收环境定量分析模块发送的婴幼儿在睡觉过程中噪音量大于第一噪音值的累计时长以及大于第二噪音值的累计时长，并统计噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，以及噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，通过建立的婴幼儿睡眠质量模型分析婴幼儿在各月龄下受噪音量影响下的睡眠质量评估系数，并发送至远程监护终端；
所述护栏检测终端包括若干压力检测单元和推力检测单元，用于检测防护栏表面所受的压力数值以及婴幼儿向外推动防护栏的推力数值，并发送至监护服务管理模块；
所述监护服务管理模块分别与姿态变动管理模块和护栏检测终端连接，监护服务管理模块根据该婴幼儿在上一月龄内各睡姿类型对应的维持评估系数进行范围比例确定，并根据各睡姿类型对应的维持评估系数间的比值范围调整该婴幼儿在下一月龄内各睡姿类型的比例以及各睡姿类型下婴幼儿的面部朝向，并提供可靠的睡姿纠正指导建议至远程监护终端，监护服务管理模块接收护栏检测终端发送的各侧面的防护栏所受的压力数值以及推力数值，分别将各侧面的防护栏的推力数值与设定的推力阈值进行对比，提取大于推力阈值的防护栏侧面，并提取该侧面的防护栏所受的压力数值，并判断压力数值与当前婴幼儿的月龄体重0.8倍间的大小，若大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍，提取压力数值大于当前婴幼儿的月龄体重0.8倍的防护栏所对应的坠落防护模块进行工作；
所述远程监护终端用于展示婴幼儿在各月龄下的睡眠质量评估系数、睡姿纠正指导意见、以及对婴幼儿鼻子、嘴被附着物覆盖、室内温度和湿度异常时进行预警提醒。
2.根据权利要求1所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：所述环境参数监测模块包括噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元，噪音量检测单元、温度检测单元和湿度检测单元分别为噪音传感器、温度传感器和湿度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：所述婴幼儿睡眠质量模型
SLY阈值为婴幼儿在第Y个月龄下的睡眠时长累计阈值，
为婴幼儿在该月龄下的实际睡眠累计时长，sjk为婴幼儿在本月龄内第j次睡觉过程中处于第k个睡姿类型的累计时长，β为婴幼儿在熟睡过程中噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ为婴幼儿在熟睡过程中噪音量大于第二噪音值间时对婴幼儿睡眠质量的干扰比例系数，λ大于β，λ2+β2＝1，V为设定的婴幼儿熟睡过程中被惊醒的次数，C1为噪音量在第一噪音值与第二噪音值间时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数，C2为噪音量大于第二噪音值时婴幼儿从熟睡中惊醒的次数。
4.根据权利要求3所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：还包括监护装置，监护装置包括两相对设置的坠落防护模块，所述坠落防护模块安装在婴幼儿床上护栏相对矮的一侧，两坠落防护模块构成了婴幼儿监护装置用于接收监护服务管理模块发送的触发指令；
所述坠落防护模块包括婴儿床(1)以及安装在婴儿床(1)两侧的坠落防护机构(3)，婴儿床(1)下端面固定有支撑柱(11)，支撑柱(11)下端面固定有内部为腔体的安装柱(12)，安装柱(12)下端面安装有万向轮；
所述支撑柱(11)侧面开有限位槽，限位槽内安装有传动机构(2)，传动机构(2)包括传动丝杠(21)、传动电机(23)，传动丝杠(21)上下端均通过轴承安装在限位槽内，传动丝杠(21)与传动螺母(25)相配合，传动螺母上固定有两定位挡板(26)，两定位挡板(26)间固定有定位柱(27)，传动丝杠(21)下端面周侧设有齿牙(22)，传动电机(23)输出轴通过联轴器与斜齿轮(24)连接，斜齿轮(24)与传动丝杠(21)下端面的齿牙(22)相啮合，传动电机(23)的输出轴贯穿安装柱(12)；
所述坠落防护机构(3)包括矩形支撑框架(31)、电动伸缩杆(34)，支撑框架(31)上端面开有安装槽(32)，传动螺母(25)与安装槽(32)滑动配合，安装槽(32)内固定有可拆卸防护网，支撑框架(31)下端面固定有第一铰接件(33)，第一铰接件(33)与定位柱(27)滑动配合，电动伸缩杆(34)一端固定有第二铰接件(35)，第二铰接件(35)通过轴销与婴儿床(1)上的铰接座相铰接，另一端与支撑框架(31)相铰接。
5.根据权利要求4所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：所述传动丝杠(21)下端面的齿牙(22)以及斜齿轮(24)安装在安装柱(12)的腔体内。
6.根据权利要求4所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：所述防护网包括防护网本体(37)以及位于防护网本体(37)两侧的连接柱(36)，连接柱(36)与防护网本体(37)固定连接，连接柱(36)与安装槽(32)两端的圆孔滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种婴幼儿监护系统，其特征在于：所述安装槽(32)两侧开有限位滑槽(321)，限位滑槽(321)与安装槽(32)相连通，限位滑槽(321)内安装有限位板(312)，限位板(312)上固定有限位挡板(313)，限位板(312)通过缓冲弹簧(311)与矩形支撑框架(31)内壁连接。
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| GR01 | Patent grant | ||
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