CN113180410B - 一种具有监护功能的童床及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有监护功能的童床及其工作方法，属于童床领域，用于解决童床上的儿童无法有效监护和不能安全预警的问题，包括高清摄像头、监控反馈模块、环境监测模块、睡眠监测模块以及安全预警模块，安装座内部装配有高清摄像头，环境监测模块用于对童床所在地的环境因素进行监测，睡眠监测模块接用于对床体上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，监控反馈模块用于将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，安全预警模块用于对床体上的睡眠活动进行安全预警，本发明能够对童床上的儿童进行有效监护，实时监控儿童的睡眠环境和睡眠质量，并有效杜绝儿童从童床掉落的风险，并提前预警。
Description
技术领域
本发明属于童床领域，涉及监护技术，具体是一种具有监护功能的童床及其工作方法。
背景技术
童床是指幼儿使用的床，有功能多的、单一的，摇床、摇椅能来回变，功能越多结构越复杂，如果功能多，从一种功能转换成另一种功能装卸时要注意，安装到位；
现有技术中，童床功能较为单一，无法对童床上的儿童进行有效监护和反馈，更不能睡眠环境和睡眠质量进行掌控；同时，儿童在童床上睡眠有发生掉落的风险，当前的童床无法做到安全预警；
为此，我们提出一种具有监护功能的童床及其工作方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种具有监护功能的童床及其工作方法。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何对童床上的儿童进行有效监护的问题；
(2)如何监控儿童的睡眠环境和睡眠质量的问题；
(3)如何有效杜绝儿童从童床掉落的风险，并提前预警的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有监护功能的童床，包括床体，所述床体内部开设有收纳槽，所述收纳槽内部装配有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活塞端安装有支撑杆，所述支撑杆上插接有横杆，所述横杆上安装有滑动环，所述滑动环下端固定有连接杆，所述连接杆下端固定有安装座，所述安装座内部装配有高清摄像头；
所述床体内部设置有处理器，所述处理器包括数据采集模块、监控反馈模块、环境监测模块、睡眠监测模块以及安全预警模块；
所述处理器与高清摄像头通过音频线相连接，高清摄像头用于拍摄床体的图片数据和视频数据，并将图片数据和视频数据发送至处理器；
所述环境监测模块用于对童床所在地的环境因素进行监测，监测得到床体所在区域的环境影响值；所述环境监测模块将床体所在区域的环境影响值发送至处理器，所述处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块；
所述睡眠监测模块接收到处理器发送的环境影响值后，用于对床体上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，睡眠质量监测步骤具体如下：
步骤SS1：设定睡眠质量的监测时间段，监测时间段包括开启时间T1、监测时间TJ以及结束时间T2，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数、温度值，并依次标记为XTT1、XTTJ、XTT2、WDT1、WDTJ和WDT2；
步骤SS2：利用公式计算得到儿童的第一身体值S1T；
利用公式计算得到儿童的第二身体值S2T；式中b1、b2、b3和b4均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3和b4的取值均大于零；
步骤SS3：获取在监测时间段内儿童的踢被次数TB、哭闹次数KL和翻动次数FD，利用公式SG＝TB×b5+KL×b6+FD×b7计算得到儿童的睡眠干扰值SG；式中b5、b6和b7均为比例系数固定数值，且b5、b6和b7的取值均大于零；
步骤SS4：获取环境影响值HY和儿童的第一身体值S1T、第二身体值S2T以及睡眠干扰值SG，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值SMZ；式中c1、c2、c3和c4均为比例系数固定数值，且c1、c2、c3和c4的取值均大于零，γ为计算补偿值，γ＞0；
步骤SS5：当儿童的睡眠质量值SMZ≥X2时，则儿童处于高质量睡眠，不进行任何操作；
当儿童的睡眠质量值X2＞SMZ≥X1时，则儿童处于中质量睡眠，生成睡眠查看信号；
当儿童的睡眠质量值SMZ＜X1时，则儿童处于低质量睡眠，生成睡眠安慰信号；式中X1和X2为睡眠质量固定数值，且X2＞X1；
所述睡眠监测模块将睡眠查看信号和睡眠安慰信号均发送至处理器；所述处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端。
进一步地，所述处理器通信连接有用户终端，所述数据采集模块包括分贝采集单元、温度采集单元、超声监控单元和身体监测单元，所述数据采集模块用于采集声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据，并将声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据发送至处理器。
进一步地，所述环境监测模块的监测过程具体如下：
步骤S1：获取床体的床温值CW(床体温度值的简称)和床体上儿童的体温值TW；利用公式WD＝(CW+TW)/2计算得到床体的温度值WD，计算温度值与温度阈值的差值并取绝对值得到温差值WDC；
步骤S2：获取床体所在区域的室湿值(室内湿度值的简称)，并将室湿值标记为SS，计算室湿值与湿度阈值的差值并取绝对值得到湿差值SSC：
步骤S3：获取床体所在区域的蚊虫数，并将蚊虫数标记为WC；获取床体上被子的厚度值，并将厚度值标记为HD；
步骤S4：利用公式计算得到床体所在区域的环境影响值HY；式中a1、a2、a3和a4为比例系数固定数值，且a1、a2、a3和a4的取值均大于零。
进一步地，儿童在床体上进行睡眠时，所述监控反馈模块用于将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，工作过程具体如下：
步骤P1：儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数u；
步骤P2：统计以往儿童的睡眠时长，计算均值得到儿童的睡眠均时JSM；睡眠均时除以反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的u+1个睡眠监控视频片段；
步骤P3：利用公式JT＝JSM/(u+1)计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长为JT；
步骤P4：儿童放置在床体上睡眠，高清摄像头开启，记录高清摄像头的开始工作时间；在开始工作时间基础上加上平均监控时长JT，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点；
当到达相应的定时反馈节点，所述监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看。
进一步地，所述安全预警模块用于对床体上的睡眠活动进行安全预警，安全预警过程具体如下：
步骤Q1：获取高清摄像头拍摄的床体监控俯视画面，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系；在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域；
步骤Q2：将床体上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面；
步骤Q3：分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面；
步骤Q4：获取待测画面的物体轮廓图；
步骤Q5：将物体轮廓图进行物体识别；若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，反之不进行任何操作；
所述安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体上儿童的睡眠位置进行调整。
进一步地，所述收纳槽为圆柱形槽，且收纳槽与电动伸缩杆呈间隙配合。
进一步地，所述支撑杆上开设有插孔，且插孔与横杆相匹配；所述横杆为多段拼接式连杆；所述滑动环与横杆呈间隙配合。
一种具有监护功能的童床的工作方法，工作方法包括以下具体步骤：
步骤一，床体使用，儿童的监护人员通过电动伸缩杆将支撑杆调节至适宜高度，而后将横杆进行拼接，拼接完毕后，通过滑动环将高清摄像头安装在横杆上，横杆的两端分别通过插孔与支撑杆相组装；
步骤二，通过数据采集模块采集声音数据、温度数据和蚊虫数据，并通过环境监测模块对童床所在地的环境因素进行监测，获取床体所在区域的温差值、湿差值、蚊虫数和被子的厚度值，利用公式计算得到床体所在区域的环境影响值HY，而后将床体所在区域的环境影响值发送至处理器，处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块；
步骤三，通过睡眠监测模块对床体上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，设定睡眠质量的监测时间段，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数和温度值，利用公式计算得到儿童的第一身体值和第二身体值，而后依据在监测时间段内儿童的踢被次数、哭闹次数和翻动次数，利用公式计算得到儿童的睡眠干扰值，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值，儿童的睡眠质量值比对睡眠质量固定数值后生成睡眠查看信号和睡眠安慰信号，处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端；
步骤四，儿童在床体上进行睡眠时，通过监控反馈模块将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数，根据以往儿童的睡眠时长得到儿童的睡眠均时，睡眠均时除以自设定的反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的睡眠监控视频片段，利用公式计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长，儿童放置在床体上睡眠，高清摄像头开启，记录高清摄像头的开始工作时间，在开始工作时间基础上加上平均监控时长，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点，当到达相应的定时反馈节点，监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看；
步骤五，通过安全预警模块对床体上的睡眠活动进行安全预警，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系，在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域，将床体上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面，分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面，获取待测画面的物体轮廓图并对其进行物体识别，若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体上儿童的睡眠位置进行调整，反之不进行任何操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过环境监测模块对童床所在地的环境因素进行监测，获取床体所在区域的温差值、湿差值、蚊虫数和被子的厚度值，利用公式计算得到床体所在区域的环境影响值，方便对睡眠环境进行监测；通过睡眠监测模块对床体上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，设定睡眠质量的监测时间段，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数和温度值，得到儿童的第一身体值、第二身体值和睡眠干扰值，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值，方便对儿童的睡眠质量进行监测，从而保障了儿童的睡眠环境和睡眠质量；
2、本发明通过监控反馈模块将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，通过用户终端自设定的反馈次数和以往儿童的睡眠均时，并在定时反馈节点时将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，方便对童床上的儿童进行有效监护的问题；
3、本发明通过安全预警模块对床体上的睡眠活动进行安全预警，构建警示区域，并对将床体上的目标物体进行识别得到物体轮廓图，若物体轮廓图的识别结果为儿童，且在警示区域的停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，用户终端接收到安全预警信号后对床体上儿童的睡眠位置进行调整，有效杜绝儿童从童床掉落的风险，并提前安全预警。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的展开图；
图3为本发明的侧视剖面图；
图4为本发明的系统框图；
图5为本发明中数据采集模块的示意图；
图6为本发明中床体监控俯视画面的结构示意图；
图7为本发明中成长记载模块的原理示意图。
图中：1、床体；2、支撑杆；3、横杆；4、滑动环；5、安装座；6、高清摄像头；7、收纳槽；8、电动伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
实施例一：
请参阅图1-图7所示，一种具有监护功能的童床，包括床体1，床体1内部开设有收纳槽7，收纳槽7内部装配有电动伸缩杆8，电动伸缩杆8的活塞端安装有支撑杆2，支撑杆2上插接有横杆3，横杆3上安装有滑动环4，滑动环4下端固定有连接杆，连接杆下端固定有安装座5，安装座5内部装配有高清摄像头6；
其中，收纳槽7为圆柱形槽，且收纳槽7与电动伸缩杆8呈间隙配合，方便电动伸缩杆8在收纳槽7内灵活移动；支撑杆2上开设有插孔，且插孔与横杆3相匹配，方便横杆3与支撑杆2进行组装；横杆3为多段拼接式连杆，方便横杆3的整体拆卸；滑动环4与横杆3呈间隙配合，方便高清摄像头6在横杆3进行位置调节；
处理器与高清摄像头6通过音频线相连接，高清摄像头6用于拍摄床体的图片数据和视频数据，并将图片数据和视频数据发送至处理器；
床体1内部设置有处理器，处理器包括数据采集模块、监控反馈模块、环境监测模块、睡眠监测模块以及安全预警模块；
处理器通信连接有用户终端，数据采集模块包括分贝采集单元、温度采集单元、超声监控单元和身体监测单元，数据采集模块用于采集声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据，并将声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据发送至处理器，分贝采集单元具体为安装在床体1上的声音传感器器，温度采集单元具体为安装在床体1上的温度传感器，超声监控单元具体为安装在床体1上的超声波传感器，身体监测单元具体为佩戴在儿童手臂上的智能手表，不局限于智能手表，用于采集儿童的身体数据；
环境监测模块用于对童床所在地的环境因素进行监测，监测过程具体如下：
步骤S1：获取床体1的床温值CW(床体温度值的简称)和床体1上儿童的体温值TW；利用公式WD＝(CW+TW)/2计算得到床体1的温度值WD，计算温度值与温度阈值的差值并取绝对值得到温差值WDC；
步骤S2：获取床体1所在区域的室湿值(室内湿度值的简称)，并将室湿值标记为SS，计算室湿值与湿度阈值的差值并取绝对值得到湿差值SSC：
步骤S3：获取床体1所在区域的蚊虫数，并将蚊虫数标记为WC；获取床体1上被子的厚度值，并将厚度值标记为HD；
步骤S4：利用公式计算得到床体1所在区域的环境影响值HY；式中a1、a2、a3和a4为比例系数固定数值，且a1、a2、a3和a4的取值均大于零；
环境监测模块将床体1所在区域的环境影响值发送至处理器，处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块。
需要具体说明的是：温度阈值和湿度阈值均为适宜睡眠的温度和湿度，例如最佳睡眠温度为20℃～25℃，最佳睡眠湿度为50％～60％，在实际设计中，可以设置固定的数值；
睡眠监测模块接收到处理器发送的环境影响值后，用于对床体1上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，睡眠质量监测步骤具体如下：
步骤SS1：设定睡眠质量的监测时间段，监测时间段包括开启时间T1、监测时间TJ以及结束时间T2，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数、温度值，并依次标记为XTT1、XTTJ、XTT2、WDT1、WDTJ和WDT2；
步骤SS2：利用公式计算得到儿童的第一身体值S1T；
利用公式计算得到儿童的第二身体值S2T；式中b1、b2、b3和b4均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3和b4的取值均大于零；
步骤SS3：获取在监测时间段内儿童的踢被次数TB、哭闹次数KL和翻动次数FD，利用公式SG＝TB×b5+KL×b6+FD×b7计算得到儿童的睡眠干扰值SG；式中b5、b6和b7均为比例系数固定数值，且b5、b6和b7的取值均大于零；
步骤SS4：获取环境影响值HY和儿童的第一身体值S1T、第二身体值S2T以及睡眠干扰值SG，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值SMZ；式中c1、c2、c3和c4均为比例系数固定数值，且c1、c2、c3和c4的取值均大于零，γ为计算补偿值，γ＞0；
步骤SS5：当儿童的睡眠质量值SMZ≥X2时，则儿童处于高质量睡眠，不进行任何操作；
当儿童的睡眠质量值X2＞SMZ≥X1时，则儿童处于中质量睡眠，生成睡眠查看信号；
当儿童的睡眠质量值SMZ＜X1时，则儿童处于低质量睡眠，生成睡眠安慰信号；式中X1和X2为睡眠质量固定数值，且X2＞X1；
睡眠监测模块将睡眠查看信号和睡眠安慰信号均发送至处理器；处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端；
同时，儿童在床体1上进行睡眠时，监控反馈模块用于将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，工作过程具体如下：
步骤P1：儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数u；
步骤P2：统计以往儿童的睡眠时长，计算均值得到儿童的睡眠均时JSM；睡眠均时除以反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的u+1个睡眠监控视频片段；
步骤P3：利用公式JT＝JSM/(u+1)计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长为JT；
步骤P4：儿童放置在床体1上睡眠，高清摄像头6开启，记录高清摄像头6的开始工作时间；在开始工作时间基础上加上平均监控时长JT，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点；
当到达相应的定时反馈节点，监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看；
安全预警模块用于对床体1上的睡眠活动进行安全预警，安全预警过程具体如下：
步骤Q1：获取高清摄像头6拍摄的床体监控俯视画面，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系；在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域；
步骤Q2：将床体1上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面；
步骤Q3：分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面；
步骤Q4：获取待测画面的物体轮廓图；具体为：待测画面放置在背景为全黑的区域，通过opencv将待测画面进行二进制处理得到二进制图像，将二进制图像记为物体轮廓图；
步骤Q5：将物体轮廓图进行物体识别；若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，反之不进行任何操作；
安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体1上儿童的睡眠位置进行调整；
需要具体说明的是：本实施例中的警示区域为床体1的边缘区域，是为了防止儿童睡觉时掉落；对于物体轮廓图的识别为现有技术，在专利名称为：一种基于图像轮廓特征的目标识别方法(公开号：CN107103323B)中已经具体说明；
系统还包括成长记载模块，成长记载模块用于对儿童睡眠的成长情况进行实时记载，实时记载过程具体如下：
步骤W1：儿童平躺放置在床体1上进行睡眠，成长记录模块控制高清摄像头6定期对儿童的睡眠画面进行拍摄Hi，i＝1，2，……，n，i代表睡眠画面的编号，n为正整数，H1代表儿童的初次睡眠画面，即儿童首次在床体1上进行睡眠；
步骤W2：儿童的每张睡眠画面加标拍摄日期存储至处理器中，睡眠画面的拍摄周期为一周一次；
步骤W3：计算每张睡眠画面中儿童身高SGHi；利用公式计算得到儿童睡眠的成长率CLHi；
步骤W4：若CLHi≥Y2，则判定儿童在睡眠中处于飞速成长，并生成成长良好信号；
步骤W5：若Y2＞CLHi≥Y1，则判定儿童在睡眠中处于正常成长，并生成成长正常信号；
步骤W6：若Y1＞CLH，则判定儿童在睡眠中处于缓慢成长，并生成营养补充信号；式中，Y1和Y2均为固定值，且Y1＜Y2；
成长记载模块将成长良好信号、成长正常信号和营养补充信号发送至处理器，处理器将成长良好信号、成长正常信号和营养补充信号反馈至用户终端；
需要具体说明的是：如图7所示，高清摄像头6与儿童头部的连接线，高清摄像头6与儿童脚部的连接线，在已知两组连接线的长度和α角的角度，即可计算得到儿童身高；且拍摄在儿童的睡眠画面时，儿童为完全平躺的睡姿。
一种具有监护功能的童床，工作时，床体1使用，儿童的监护人员通过电动伸缩杆8将支撑杆2调节至适宜高度，而后将横杆3进行拼接，拼接完毕后，通过滑动环4将高清摄像头6安装在横杆3上，最后横杆3的两端分别通过插孔与支撑杆2相组装；
通过数据采集模块采集声音数据、温度数据和蚊虫数据，并通过环境监测模块对童床所在地的环境因素进行监测，获取床体1所在区域的温差值WDC、湿差值SSC、蚊虫数WC和被子的厚度值HD，利用公式计算得到床体1所在区域的环境影响值HY，而后将床体1所在区域的环境影响值发送至处理器，处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块。
通过睡眠监测模块对床体1上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，设定睡眠质量的监测时间段，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数和温度值，利用公式计算得到儿童的第一身体值S1T和第二身体值S2T，而后依据在监测时间段内儿童的踢被次数TB、哭闹次数KL和翻动次数FD，利用公式SG＝TB×b5+KL×b6+FD×b7计算得到儿童的睡眠干扰值SG，环境影响值HY和儿童的第一身体值S1T、第二身体值S2T以及睡眠干扰值SG，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值SMZ，当儿童的睡眠质量值SMZ≥X2时，则儿童处于高质量睡眠，不进行任何操作，当儿童的睡眠质量值X2＞SMZ≥X1时，则儿童处于中质量睡眠，生成睡眠查看信号，当儿童的睡眠质量值SMZ＜X1时，则儿童处于低质量睡眠，生成睡眠安慰信号，睡眠监测模块将睡眠查看信号和睡眠安慰信号均发送至处理器，处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端；
同时，儿童在床体1上进行睡眠时，通过监控反馈模块将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数u，统计以往儿童的睡眠时长，计算均值得到儿童的睡眠均时JSM；睡眠均时除以反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的u+1个睡眠监控视频片段，利用公式JT＝JSM/(u+1)计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长为JT，儿童放置在床体1上睡眠，高清摄像头6开启，记录高清摄像头6的开始工作时间，在开始工作时间基础上加上平均监控时长JT，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点，当到达相应的定时反馈节点，监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看；
通过安全预警模块对床体1上的睡眠活动进行安全预警，获取高清摄像头6拍摄的床体监控俯视画面，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系；在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域，将床体1上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面，分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面，获取待测画面的物体轮廓图，并对物体轮廓图进行物体识别，若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体1上儿童的睡眠位置进行调整，反之不进行任何操作；
还通过成长记载模块对儿童睡眠的成长情况进行实时记载，儿童平躺放置在床体1上进行睡眠，成长记录模块控制高清摄像头6定期对儿童的睡眠画面进行拍摄Hi，儿童的每张睡眠画面加标拍摄日期存储至处理器中，睡眠画面的拍摄周期为一周一次，得到每张睡眠画面中儿童身高SGHi，利用公式计算得到儿童睡眠的成长率CLHi，若CLHi≥Y2，则判定儿童在睡眠中处于飞速成长，并生成成长良好信号，若Y2＞CLHi≥Y1，则判定儿童在睡眠中处于正常成长，并生成成长正常信号，若Y1＞CLH，则判定儿童在睡眠中处于缓慢成长，并生成营养补充信号，成长记载模块将成长良好信号、成长正常信号和营养补充信号发送至处理器，处理器将成长良好信号、成长正常信号和营养补充信号反馈至用户终端。
实施例二：
基于同一发明的又一构思，现提出一种具有监护功能的童床的工作方法，工作方法包括以下具体步骤：
步骤一，床体1使用，儿童的监护人员通过电动伸缩杆8将支撑杆2调节至适宜高度，而后将横杆3进行拼接，拼接完毕后，通过滑动环4将高清摄像头6安装在横杆3上，横杆3的两端分别通过插孔与支撑杆2相组装；
步骤二，通过数据采集模块采集声音数据、温度数据和蚊虫数据，并通过环境监测模块对童床所在地的环境因素进行监测，获取床体1所在区域的温差值、湿差值、蚊虫数和被子的厚度值，利用公式计算得到床体1所在区域的环境影响值HY，而后将床体1所在区域的环境影响值发送至处理器，处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块；
步骤三，通过睡眠监测模块对床体1上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，设定睡眠质量的监测时间段，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数和温度值，利用公式计算得到儿童的第一身体值和第二身体值，而后依据在监测时间段内儿童的踢被次数、哭闹次数和翻动次数，利用公式计算得到儿童的睡眠干扰值，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值，儿童的睡眠质量值比对睡眠质量固定数值后生成睡眠查看信号和睡眠安慰信号，处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端；
步骤四，儿童在床体1上进行睡眠时，通过监控反馈模块将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数，根据以往儿童的睡眠时长得到儿童的睡眠均时，睡眠均时除以自设定的反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的睡眠监控视频片段，利用公式计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长，儿童放置在床体1上睡眠，高清摄像头6开启，记录高清摄像头6的开始工作时间，在开始工作时间基础上加上平均监控时长，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点，当到达相应的定时反馈节点，监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看；
步骤五，通过安全预警模块对床体1上的睡眠活动进行安全预警，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系，在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域，将床体1上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面，分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面，获取待测画面的物体轮廓图并对其进行物体识别，若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体1上儿童的睡眠位置进行调整，反之不进行任何操作。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种具有监护功能的童床，其特征在于，包括床体(1)，所述床体(1)内部开设有收纳槽(7)，所述收纳槽(7)内部装配有电动伸缩杆(8)，所述电动伸缩杆(8)的活塞端安装有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)上插接有横杆(3)，所述横杆(3)上安装有滑动环(4)，所述滑动环(4)下端固定有连接杆，所述连接杆下端固定有安装座(5)，所述安装座(5)内部装配有高清摄像头(6)；
所述床体(1)内部设置有处理器，所述处理器包括数据采集模块、监控反馈模块、环境监测模块、睡眠监测模块以及安全预警模块；
所述处理器与高清摄像头(6)通过音频线相连接，高清摄像头(6)用于拍摄床体(1)的图片数据和视频数据，并将图片数据和视频数据发送至处理器；
所述环境监测模块用于对童床所在地的环境因素进行监测，监测得到床体(1)所在区域的环境影响值；所述环境监测模块将床体(1)所在区域的环境影响值发送至处理器，所述处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块；
所述睡眠监测模块接收到处理器发送的环境影响值后，用于对床体(1)上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，睡眠质量监测步骤具体如下：
步骤SS1：设定睡眠质量的监测时间段，监测时间段包括开启时间T1、监测时间TJ以及结束时间T2，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数、温度值，并依次标记为XTT1、XTTJ、XTT2、WDT1、WDTJ和WDT2；
步骤SS2：利用公式计算得到儿童的第一身体值S1T；
利用公式计算得到儿童的第二身体值S2T；式中b1、b2、b3和b4均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3和b4的取值均大于零；
步骤SS3：获取在监测时间段内儿童的踢被次数TB、哭闹次数KL和翻动次数FD，利用公式SG＝TB×b5+KL×b6+FD×b7计算得到儿童的睡眠干扰值SG；式中b5、b6和b7均为比例系数固定数值，且b5、b6和b7的取值均大于零；
步骤SS4：获取环境影响值HY和儿童的第一身体值S1T、第二身体值S2T以及睡眠干扰值SG，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值SMZ；式中c1、c2、c3和c4均为比例系数固定数值，且c1、c2、c3和c4的取值均大于零，γ为计算补偿值，γ＞0；
步骤SS5：当儿童的睡眠质量值SMZ≥X2时，则儿童处于高质量睡眠，不进行任何操作；
当儿童的睡眠质量值X2＞SMZ≥X1时，则儿童处于中质量睡眠，生成睡眠查看信号；
当儿童的睡眠质量值SMZ＜X1时，则儿童处于低质量睡眠，生成睡眠安慰信号；式中X1和X2为睡眠质量固定数值，且X2＞X1；
所述睡眠监测模块将睡眠查看信号和睡眠安慰信号均发送至处理器；所述处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端。
2.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，所述处理器通信连接有用户终端，所述数据采集模块包括分贝采集单元、温度采集单元、超声监控单元和身体监测单元，所述数据采集模块用于采集声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据，并将声音数据、温度数据、身体数据和蚊虫数据发送至处理器。
3.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，所述环境监测模块的监测过程具体如下：
步骤S1：获取床体(1)的床温值CW和床体(1)上儿童的体温值TW；利用公式WD＝(CW+TW)/2计算得到床体(1)的温度值WD，计算温度值与温度阈值的差值并取绝对值得到温差值WDC；
步骤S2：获取床体(1)所在区域的室湿值，并将室湿值标记为SS，计算室湿值与湿度阈值的差值并取绝对值得到湿差值SSC：
步骤S3：获取床体(1)所在区域的蚊虫数，并将蚊虫数标记为WC；获取床体(1)上被子的厚度值，并将厚度值标记为HD；
步骤S4：利用公式计算得到床体(1)所在区域的环境影响值HY；式中a1、a2、a3和a4为比例系数固定数值，且a1、a2、a3和a4的取值均大于零。
4.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，儿童在床体(1)上进行睡眠时，所述监控反馈模块用于将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，工作过程具体如下：
步骤P1：儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数u；
步骤P2：统计以往儿童的睡眠时长，计算均值得到儿童的睡眠均时JSM；睡眠均时除以反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的u+1个睡眠监控视频片段；
步骤P3：利用公式JT＝JSM/(u+1)计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长为JT；
步骤P4：儿童放置在床体(1)上睡眠，高清摄像头(6)开启，记录高清摄像头(6)的开始工作时间；在开始工作时间基础上加上平均监控时长JT，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点；
当到达相应的定时反馈节点，所述监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看。
5.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，所述安全预警模块用于对床体(1)上的睡眠活动进行安全预警，安全预警过程具体如下：
步骤Q1：获取高清摄像头(6)拍摄的床体监控俯视画面，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系；在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域；
步骤Q2：将床体(1)上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面；
步骤Q3：分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面；
步骤Q4：获取待测画面的物体轮廓图；
步骤Q5：将物体轮廓图进行物体识别；若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，反之不进行任何操作；
所述安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体(1)上儿童的睡眠位置进行调整。
6.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，所述收纳槽(7)为圆柱形槽，且收纳槽(7)与电动伸缩杆(8)呈间隙配合。
7.根据权利要求1所述的一种具有监护功能的童床，其特征在于，所述支撑杆(2)上开设有插孔，且插孔与横杆(3)相匹配；所述横杆(3)为多段拼接式连杆；所述滑动环(4)与横杆(3)呈间隙配合。
8.一种具有监护功能的童床的工作方法，其特征在于，工作方法包括以下具体步骤：
步骤一，床体(1)使用，儿童的监护人员通过电动伸缩杆(8)将支撑杆(2)调节至适宜高度，而后将横杆(3)进行拼接，拼接完毕后，通过滑动环(4)将高清摄像头(6)安装在横杆(3)上，横杆(3)的两端分别通过插孔与支撑杆(2)相组装；
步骤二，通过数据采集模块采集声音数据、温度数据和蚊虫数据，并通过环境监测模块对童床所在地的环境因素进行监测，获取床体(1)所在区域的温差值、湿差值、蚊虫数和被子的厚度值，利用公式计算得到床体(1)所在区域的环境影响值HY，而后将床体(1)所在区域的环境影响值发送至处理器，处理器将接收到的环境影响值发送至睡眠监测模块；
步骤三，通过睡眠监测模块对床体(1)上儿童的睡眠状态进行睡眠质量监测，设定睡眠质量的监测时间段，分别在开启时间、监测时间以及结束时间监测儿童的心跳数和温度值，利用公式计算得到儿童的第一身体值和第二身体值，而后依据在监测时间段内儿童的踢被次数、哭闹次数和翻动次数，利用公式计算得到儿童的睡眠干扰值，结合公式计算得到儿童的睡眠质量值，儿童的睡眠质量值比对睡眠质量固定数值后生成睡眠查看信号和睡眠安慰信号，处理器将睡眠查看信号和睡眠安慰信号反馈至对应的用户终端；
步骤四，儿童在床体(1)上进行睡眠时，通过监控反馈模块将睡眠监控视频定时反馈至用户终端，儿童的家长通过用户终端自设定的反馈次数，根据以往儿童的睡眠时长得到儿童的睡眠均时，睡眠均时除以自设定的反馈次数，从而将睡眠均时划分为等时间的睡眠监控视频片段，利用公式计算得到每个睡眠监控视频片段的平均监控时长，儿童放置在床体(1)上睡眠，高清摄像头(6)开启，记录高清摄像头(6)的开始工作时间，在开始工作时间基础上加上平均监控时长，即可得到第一个睡眠监控视频的定时反馈节点，当到达相应的定时反馈节点，监控反馈模块将睡眠监控视频中相应的睡眠监控视频片段则自动发送至用户终端，儿童的监护人员通过用户终端对睡眠监控视频片段进行查看；
步骤五，通过安全预警模块对床体(1)上的睡眠活动进行安全预警，以床体监控俯视画面的左上角为原点建立坐标系，在坐标系中标定四组标注点，四组标注点对应的坐标相连接后构建得到床体监控俯视画面中的警示区域，将床体(1)上的物体标记目标物体，当监控到目标物体对其加标检测框，检测框内的画面为目标画面，分别计算目标画面与警示区域画面中不同颜色的像素点占比，若存在多组颜色的像素点占比相等，则将目标画面记为待测画面，获取待测画面的物体轮廓图并对其进行物体识别，若物体轮廓图的识别结果为儿童，则记录儿童在警示区域的停留时间，若停留时间超过设定时间阈值，则生成安全预警信号，安全预警模块将安全预警信号发送至对应的用户终端，用户终端接收到安全预警信号后对床体(1)上儿童的睡眠位置进行调整，反之不进行任何操作。
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