CN113040758A - 一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，涉及互联网设备领域，该运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，包括橡胶壳，所述橡胶壳底部两侧分别连接有下肢固定器，橡胶壳顶部两侧分别连接有上肢固定器，所述下肢固定器连接有气管，气管伸入橡胶壳内。该运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，通过气管、绳索，下肢固定器、上肢固定器配合，使得整个装置能够佩戴在人身上。通过动作捕捉球、光源发射器、光源接收器相互配合，向单片机传递信号，来判断佩戴者此时动作是否存在危险性。通过斜板、球块、弹簧、按压开关配合，用于检测佩戴者是否摔倒。以此能够及时提醒照看者，进一步起到监护的作用。

Description

一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统
技术领域
本发明涉及互联网设备技术领域，具体为一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统。
背景技术
人工神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。
当前人口老龄化加剧，老人越来越多。随着年龄增长，老人会患有痴呆症的可能。患有痴呆症的老人行为有时不知道自己在干什么。因此需要有人照看，否则会导致意外情况发生。列如，老人在家中独自在家里行走过程不小心绊倒。同理，3～5岁的孩童往往对周边事物充满好奇，到处摸索玩耍。但由于年龄小，无法对周围环境中的危险进行判断。有时孩童自我玩耍中容易发生安全事故。例如，孩童玩耍碰到柜子、桌子，导致高处物品掉落，砸在孩童身上。
而家中大人有时需要处理一些家务事，因此不能时时刻刻看着孩童、老人。为此，急需一种监护设备对上述人群进行监护。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，解决了上述背景技术家人不能时刻注意老人、孩子的动向，患有痴呆症的老人以及刚出生不久的孩童在无人看管情况下，容易发生安全事故的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，包括橡胶壳，所述橡胶壳底部两侧分别连接有下肢固定器，橡胶壳顶部两侧分别连接有上肢固定器，所述下肢固定器连接有气管，气管伸入橡胶壳内，所述上肢固定器连接有绳索，绳索伸入橡胶壳内，所述气管固定捆绑有细绳一，绳索固定固定捆绑有细绳二，所述气管、绳索均固定安装有多个动作捕捉球，动作捕捉球用于捕捉人体动作。
所述橡胶壳内设有分隔布，分隔布将橡胶壳内部分割成前腔室、后腔室，前腔室内设有橡胶套，橡胶套用于检测佩戴者是否摔倒，后腔室内设有单片机，单片机电性连接有警鸣器。
优选的，所述下肢固定器包括橡胶片一、两个橡胶夹条、光源发射器、光源接收器和扣合件，所述两个橡胶夹条分别铰接在橡胶片一两侧，橡胶片一背面与气管固定连接，所述光源发射器固定安装在其中一个橡胶夹条上，光源接收器固定安装在另一个橡胶夹条上，所述两个橡胶夹条端部通过扣合件连接。
优选的，所述橡胶夹条上设有多个支杆，支杆外侧固定粘接有多个气囊，气囊连通有分支气管，分支气管与气管连通。
优选的，所述气管连通有进气管，通过进气管往气管内吹气使气囊膨胀。
优选的，所述橡胶套前后内壁均设有斜板，两个斜板之间的缝隙由下自上逐渐扩大，两个斜板之间设有球块，球块底部焊接有弹簧，弹簧下端与斜板内壁底部固定焊接，斜板内壁顶部固定安装有按压开关，按压开关与单片机电性连接。
优选的，所述上肢固定器由橡胶片二和两个粘接带组成，橡胶片二背面与绳索固定捆绑，两个粘接带分别固定安装在橡胶片二两侧。
优选的，所述橡胶壳两侧分别固定捆绑有裤带，前腔室设有四个转轴，转轴一端与橡胶壳内壁枢接，转轴另一端延伸至转轴外，位于下方的转轴杆身与气管固定捆绑，位于上方的转轴杆身与绳索固定捆绑，后腔室内固定安装有电池仓。
优选的，所述橡胶壳的前腔室、后腔室内均填充有棉絮，橡胶壳背面缝纫有盖布，盖布一端与橡胶壳之间缝纫有拉链。
(三)有益效果
本发明提供了一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统。具备以下有益效果：
1、该运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，通过气管、绳索，下肢固定器、上肢固定器配合，使得整个装置能够佩戴在人身上。通过动作捕捉球、光源发射器、光源接收器相互配合，向单片机传递信号，来判断佩戴者此时动作是否存在危险性。通过斜板、球块、弹簧、按压开关配合，用于检测佩戴者是否摔倒。以此能够及时提醒照看者，进一步起到监护的作用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明下肢固定器结构示意图；
图3为本发明下肢固定器结构另一角度示意图；
图4为本发明扣合件结构示意图；
图5为本发明气管局部结构示意图；
图6为本发明上肢固定器结构示意图；
图7为本发明橡胶壳内部结构前示图；
图8为本发明橡胶壳内部结构后示图；
图9为本发明橡胶套结构剖视图。
图中：1橡胶壳、11分隔布、12前腔室、13后腔室、14单片机、15警鸣器、16电池仓、17盖布、2气管、21细绳一、22进气管、3动作捕捉球、4下肢固定器、41橡胶片一、42橡胶夹条、43光源发射器、44光源接收器、45扣合件、46支杆、47气囊、471分支气管、5上肢固定器、51橡胶片二、52粘接带、6绳索、61细绳二、7橡胶套、71斜板、72球块、73弹簧、74按压开关、8转轴、9裤带。
具体实施方式
本发明实施例提供一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，如图1-9所示，包括橡胶壳1，橡胶壳1底部两侧分别设有下肢固定器4。橡胶壳1顶部两侧分别设有上肢固定器5。下肢固定器4固定安装有气管2，气管2伸入橡胶壳1内，上肢固定器5固定捆绑有绳索6，绳索6伸入橡胶壳1内。气管2固定捆绑有细绳一21，绳索6固定固定捆绑有细绳二61，气管2、绳索6均固定安装有多个动作捕捉球3，动作捕捉球3用于捕捉人体动作。
橡胶壳1内缝纫有分隔布11，分隔布11将橡胶壳1内部分割成前腔室12、后腔室13。前腔室12内设有橡胶套7，橡胶套7与分隔部11固定粘接。橡胶套7用于检测佩戴者是否摔倒，后腔室13内设有单片机14，单片机14电性连接有警鸣器15。单片机14、警鸣器15与分隔布11固定粘接。
工作时，将橡胶壳1放置在佩戴者后背，将下肢固定器4捆绑在佩戴者小腿上。将上肢固定器5捆绑在佩戴者手臂上。细绳一21捆绑住大腿，细绳二61捆绑住手臂，令气管2、绳索6贴合肢体，跟随肢体同步运动。动作捕捉球3之间相互释放电信号，并将信号传递给单片机14，单片机14根据传递的信号模拟出佩戴者整体动作。
上述动作捕捉球3类似GPS定位器。每个动作捕捉球3反馈与其他动作捕捉球3之间的间距，并将信号传递给单片机14。由此可知，动作捕捉球3是常规现有技术，因此内部具体结构、电路布置等等与现有技术相同，不做详细描述。
下肢固定器4包括橡胶片一41、两个橡胶夹条42、光源发射器43、光源接收器44和扣合件45。两个橡胶夹条42分别铰接在橡胶片一41两侧，橡胶片一41背面与气管2固定粘接。光源发射器43固定安装在其中一个橡胶夹条42上，光源接收器44固定安装在另一个橡胶夹条42上，两个橡胶夹条42端部通过扣合件45连接。
光源发射器43能够发射处一种特点的红光，光源接收器42能够检测到光源发射器43射出的光线。当佩戴者靠近桌子、柜子边缘时，光源发射器43渐渐靠近桌脚或柜子边缘，则光源发射器43射出的光线容易被光源接收器44接收。此时光源接收器44将信号反馈给单片机14。表示佩戴者正在逐渐靠近桌子或者柜子。
同时，单片机14再根据动作捕捉球3传递的信号模拟出佩戴者的动作进行判断。当佩戴者为孩童时，孩童会伸手触摸桌子上的东西。根据动作捕捉球3反馈的信号，此时绳索6呈直线向上。而3～5岁孩童身高低于桌子。因此孩童会垫脚伸手触摸。这样容易把桌子上的东西倾倒，进而存在砸到孩子的可能。单片机14判断该行为存在危险性，控制警鸣器15报警，引起家长的注意。
若佩戴者为老人是，老人缓慢走向桌子、柜子边缘。脚朝向桌脚、柜脚。光源接收器44持续接收到光源发射器43射出的光线。为避免佩戴者被桌脚、柜脚绊倒。单片机14同样控制警鸣器15报警，引起家人的注意。同理，该方式适用于孩童。
橡胶夹条42上固定焊接有多个支杆46，支杆46外侧固定粘接有多个气囊47，气囊47连通有分支气管471，分支气管471与气管2连通。气管2连通有进气管22，通过进气管22往气管2内吹气使气囊47膨胀。。气囊47膨胀鼓起，避免小腿磕到桌脚。
橡胶套7前后内壁均固定安装有斜板71，两个斜板71之间的缝隙由下自上逐渐扩大，两个斜板71之间设有球块72，球块72底部焊接有弹簧73。弹簧73下端与斜板71内壁底部固定焊接，斜板71内壁顶部固定安装有按压开关74，按压开关74与单片机14电性连接。
工作时，初始状态，由于橡胶壳1背在后背，整个橡胶套7呈竖直状，如附图9所示，基于球块72的重量挤压弹簧73，球块72与两个斜板71接触。当佩戴者前倾摔倒，整个橡胶套7从竖直变成横向，由于球块72的重量，球块72向按压开关74滑动。再基于弹簧73的弹性，使得球块72触碰按压开关74。使得单片机14控制警鸣器15响起。
上肢固定器5由橡胶片二51和两个粘接带52组成，橡胶片二51背面与绳索6固定捆绑，两个粘接带52分别固定安装在橡胶片二51两侧。
橡胶壳1两侧分别固定捆绑有裤带9，裤袋9绕过佩戴者腰部捆绑。从而令橡胶壳1贴合后背。前腔室12设有四个转轴8，转轴8一端与橡胶壳1内壁枢接，转轴8另一端延伸至转轴8外，位于下方的转轴8杆身与气管2固定捆绑，位于上方的转轴8杆身与绳索6固定捆绑。通过转动转轴8起到卷绕气管2、绳索6的作用。以此用于调节长度适用于不同体型、年龄段的佩戴者。
后腔室13设有电池仓16。电池仓16与分隔布11固定粘接。电池仓16内安装有电池，为电子零件工作提供电力。
单片机14、警鸣器15、电池仓16、动作捕捉球3、光源接收器44、光源发射器43提供导线电性连接。
橡胶壳1的前腔室12、后腔室13内均填充有棉絮。橡胶壳1背面缝纫有盖布17，盖布17一端与橡胶壳1之间缝纫有拉链。橡胶壳1与盖布17组成布袋。在内部填充棉絮，使得穿戴后背部不会感觉到有硬物。同时利用棉絮起到缓冲效果，防止电子零件被压坏。
综上所述，该运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，通过气管2、绳索6，下肢固定器4、上肢固定器5配合，使得整个装置能够佩戴在人身上。通过动作捕捉球3、光源发射器43、光源接收器44相互配合，向单片机14传递信号，来判断佩戴者此时动作是否存在危险性。通过斜板71、球块72、弹簧73、按压开关74配合，用于检测佩戴者是否摔倒。以此能够及时提醒照看者，进一步起到监护的作用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：包括橡胶壳(1)，所述橡胶壳(1)底部两侧分别连接有下肢固定器(4)，橡胶壳(1)顶部两侧分别连接有上肢固定器(5)，所述下肢固定器(4)连接有气管(2)，气管(2)伸入橡胶壳(1)内，所述上肢固定器(5)连接有绳索(6)，绳索(6)伸入橡胶壳(1)内，所述气管(2)固定捆绑有细绳一(21)，绳索(6)固定固定捆绑有细绳二(61)，所述气管(2)、绳索(6)均固定安装有多个动作捕捉球(3)，动作捕捉球(3)用于捕捉人体动作；
所述橡胶壳(1)内设有分隔布(11)，分隔布(11)将橡胶壳(1)内部分割成前腔室(12)、后腔室(13)，前腔室(12)内设有橡胶套(7)，橡胶套(7)用于检测佩戴者是否摔倒，后腔室(13)内设有单片机(14)，单片机(14)电性连接有警鸣器(15)。
2.根据权利要求1所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述下肢固定器(4)包括橡胶片一(41)、两个橡胶夹条(42)、光源发射器(43)、光源接收器(44)和扣合件(45)，所述两个橡胶夹条(42)分别铰接在橡胶片一(41)两侧，橡胶片一(41)背面与气管(2)固定连接，所述光源发射器(43)固定安装在其中一个橡胶夹条(42)上，光源接收器(44)固定安装在另一个橡胶夹条(42)上，所述两个橡胶夹条(42)端部通过扣合件(45)连接。
3.根据权利要求2所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述橡胶夹条(42)上设有多个支杆(46)，支杆(46)外侧固定粘接有多个气囊(47)，气囊(47)连通有分支气管(471)，分支气管(471)与气管(2)连通。
4.根据权利要求3所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述气管(2)连通有进气管(22)，通过进气管(22)往气管(2)内吹气使气囊(47)膨胀。
5.根据权利要求1所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述橡胶套(7)前后内壁均设有斜板(71)，两个斜板(71)之间的缝隙由下自上逐渐扩大，两个斜板(71)之间设有球块(72)，球块(72)底部焊接有弹簧(73)，弹簧(73)下端与斜板(71)内壁底部固定焊接，斜板(71)内壁顶部固定安装有按压开关(74)，按压开关(74)与单片机(14)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述上肢固定器(5)由橡胶片二(51)和两个粘接带(52)组成，橡胶片二(51)背面与绳索(6)固定捆绑，两个粘接带(52)分别固定安装在橡胶片二(51)两侧。
7.根据权利要求1所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述橡胶壳(1)两侧分别固定捆绑有裤带(9)，前腔室(12)设有四个转轴(8)，转轴(8)一端与橡胶壳(1)内壁枢接，转轴(8)另一端延伸至转轴(8)外，位于下方的转轴(8)杆身与气管(2)固定捆绑，位于上方的转轴(8)杆身与绳索(6)固定捆绑，后腔室(13)内固定安装有电池仓(16)。
8.根据权利要求1所述的一种运用神经网络对孩童、老人异常行为检测的监护系统，其特征在于：所述橡胶壳(1)的前腔室(12)、后腔室(13)内均填充有棉絮，橡胶壳(1)背面缝纫有盖布(17)，盖布(17)一端与橡胶壳(1)之间缝纫有拉链。
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