CN208673497U - 一种预防幼儿园虐童的报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种预防幼儿园虐童的报警系统，涉及可穿戴设备技术领域。所述报警系统包括手环、云平台以及终端控制单元，所述手环包括手环本体以及设置于手环本体内的机芯模组，所述机芯模组包括信息采集模块、中央控制单元、无线传输模块、报警模块、GPS模块以及扬声器模块。本实用新型公开的一种预防幼儿园虐童的报警系统，一方面，通过将采集的心跳频率值与系统预设的心跳频率值进行比较，提高报警的准确性和及时性；另一方面该系统还包括无线传输模块和云平台，可以将系统采集到的幼儿状态信息上传云平台，方便家长对幼儿的状态进行实时监控，并通过监听报警前后录音和幼儿所在地的监控视频，确认报警信息是否有误。
Description
技术领域
本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种预防幼儿园虐童的报警系统。
背景技术
“十年树木，百年树人”，教育是一个长期的并具有延续性的过程，幼儿园作为我国教育事业的基础，通过合理有效的措施对幼儿进行有效的教育，促进幼儿身体、智商和情商的发展。在我国，由于工作的原因，家长通常将适龄幼儿送到幼儿园进行教育及监管，因此幼儿园具有重要的地位。而近期多地幼儿园接连发生虐童事件，影响恶劣，给受害幼儿及家庭造成重大的伤害，使家长对我国幼儿园安全性产生了怀疑，造成很多家长不能安心的工作，有较大的社会影响。随着二胎政策的放开，幼儿教育将会进入一个黄金期，如何避免幼儿园虐童事件的发生成为我国幼儿教育事业亟需解决的问题。
目前，为解决幼儿园虐童事件在社会上不良影响及消除家长对幼儿园的担心，各地出台了相关措施，通过立法、提高幼儿教师福利待遇、业务提升等来减少虐童事件的发生。但是，这些措施并不能完全消除虐童事件的发生，另外，市场上关于幼儿园虐童的报警系统及装置还处于空白阶段。
针对这一问题，申请号为2016105417443的发明专利，公开了一种辨别呼救声和异常脉搏的智能报警手环及其智能报警方法。该发明专利通过判别呼救声以及判别脉搏来进行报警，但仍存在不足之处：
1.此发明的报警条件是每次提取5秒钟的声音信号判别是否有呼救声，同时采集五秒钟脉搏信号判别是否有异常脉搏，当两者同时满足时进行一下操作，但当受害者因种种原因无法发出声音时，系统在危险情况下就不会进行报警。
2.此发明的异常脉搏限定不准确，此发明每5秒进行脉搏检测，将异常脉搏限定为Ns<0.6Nr或者Ns>1.5Nr(Ns为5秒脉搏信号对应的脉搏次数，Nr为正常脉搏次数)，但当手环佩戴者进行剧烈运动时脉搏很容易超过1.5Nr且如果身边有人假装呼救时，手环就会发生误报现象。
3.此发明报警后确认手环佩戴的状态比较单一，仅仅通过现场声音来确认手环佩戴者的状态，当报警时不能准确辨别是误报还是佩戴者处于紧急情况。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种测量结果准确，能够对幼儿的安全状态进行实时监控、并于危急时进行报警的系统，从而实现在不影响家长正常工作的情况下，确保幼儿安全的目的。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种预防幼儿园虐童的报警系统，该系统包括智能手环、云平台以及终端控制单元，智能手环监测幼儿的状态信息并将检测结果上传云平台，方便家长通过终端控制单元进行实时查看；同时智能手环还能在监测结果异常时，将报警信息无线发送至终端控制单元，从而实现在不影响家长正常工作的情况下，确保幼儿安全的目的。
根据本实用新型的目的提出的一种预防幼儿园虐童的报警系统，包括手环、云平台以及终端控制单元，所述手环包括手环本体以及设置于手环本体内的机芯模组，所述机芯模组包括信息采集模块、中央控制单元、无线传输模块、报警模块、GPS模块以及扬声器模块；
所述信息采集模块包括用于采集幼儿的心跳频率值的脉搏传感器以及用于采集幼儿周围声音的声音采集模块，所述信息采集模块与中央控制单元电连接，用于将采集的心跳频率值和声音传输至中央控制单元进行分析、处理；在中央控制单元预设心跳频率值，当信息采集模块采集到的幼儿心跳频率值为0或大于预设心跳频率值时，中央控制单元即发出报警指令；
所述无线传输模块与中央控制单元电连接，用于将中央控制单元分析、处理后的数据无线传输至云平台；
所述报警模块分别与无线传输模块和中央控制单元电连接，用于接收中央控制单元发出的报警指令，编辑报警信息通过无线传输模块无线传输至终端控制单元；
所述GPS模块与无线传输模块电连接，用于将定位信息无线传输至云平台；
所述扬声器模块与无线传输模块电连接，用于无线接收终端控制单元发送的音频并播放。
优选的，所述中央控制单元为基于ARM Cortex M处理器内核的32位闪存微控制器STM32。
优选的，所述脉搏传感器为MAX3010芯片，所述声音采集模块为MAX9812 芯片。
优选的，所述无线传输模块为ESP8266WIFI模组。
优选的，所述报警模块为SIM900A芯片。
优选的，所述GPS模块为ATGM336H-5N系列芯片。
优选的，所述扬声器模块为ISD1820录音语音模块。
优选的，所述手环本体包括显示屏幕和卡扣，所述显示屏幕用于播放图片或色彩变化，所述卡扣用于手环本体的松紧调节。
优选的，所述终端控制单元为手机、平板或电脑。
与现有技术相比，本实用新型公开的一种预防幼儿园虐童的报警系统的优点是：
所述报警系统包括信息采集模块，所述信息采集模块与中央控制单元电连接，将采集的心跳频率值通过总线反馈至中央控制单元，与中央控制单元中预设的心跳频率值进行比较，当监测的心跳频率值为0或高于系统预设值时，中央控制单元发出报警指令，提高报警的准确性和及时性，避免虐童事件的发生，同时也保证了家长的正常工作和生活。
该系统还包括无线传输模块和云平台，可以将系统采集到的幼儿状态信息上传云平台，方便家长对幼儿的状态进行实时监控，并通过监听报警前后录音和幼儿所在地的监控视频，确认报警信息是否有误。
该系统还包括扬声器模块，方便家长与幼儿的对话，一方面确认报警信息是否有误，另一方面在幼儿处于危险情况时，能够有效提醒施暴者自己的行为危险，并安抚幼儿情绪。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为系统流程图。
图2为机芯模组结构图。
图3为手环结构示意图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1-手环本体；11-显示屏幕；12-卡扣；2-机芯模组；21-中央控制单元；22- 脉搏传感器；23-声音采集模块；24-无线传输模块25-GPS模块；26-报警模块； 27-扬声器模块；28-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
图1-图3示出了本实用新型较佳的实施例，分别从不同的角度对结构进行了详细的剖析。
如图1-3所示的一种预防幼儿园虐童的报警系统，包括手环、云平台以及终端控制单元，手环包括手环本体1以及设置于手环本体1内的机芯模组2，机芯模组2包括信息采集模块、中央控制单元21、无线传输模块24、报警模块26、 GPS模块25、扬声器模块27以及电源模块28。
中央控制单元21，一方面与信息采集模块以及报警模块26电连接，用于对信息采集模块所采集数据进行处理、分析，出现异常数据后发出报警指令至报警模块26实现报警；另一方面，与信息采集模块以及无线传输模块24电连接，用于将采集数据发送到云平台，以供家长在收到报警信息后通过终端控制单元上的应用访问云平台，听取报警前后几分钟的录音，并观看幼儿所在位置的监控视频，以确认幼儿是否处在被施暴情形下。
信息采集模块包括脉搏传感器22以及声音采集模块23，信息采集模块与中央控制单元21电连接，用于将采集的心跳频率值和声音传输至中央控制单元21 进行分析、处理。脉搏传感器22用于采集幼儿的心跳频率值与系统预设的心跳频率值进行比较，以此来确定幼儿的处境是否安全。声音采集模块23用来采集手环周围的声音，中央控制单元21将声音采集模块23所采集的声音通过无线传输模块24发送至云平台，以便家长在收到报警信息后，通过终端控制单元上的应用访问云平台听取报警前后的幼儿身边的声音，以确认幼儿是否处在被施暴情形下。
使用中，在中央控制单元21预设心跳频率值，当脉搏传感器22检测到心跳次数值为0时，说明手环有可能被施暴者摘下，此时系统进行报警，家长通过APP访问云平台调取幼儿相关位置的视频音频或拨打相关负责人电话进行确认，进而避免幼儿虐待事件的发生；当系统检测到手环未被摘除时，系统将两相邻监测点t0、t1处所测的心跳次数进行比较，t0、t1的时间间隔为5秒，当两者的增长幅度超过系统预设心跳频率值时，说明幼儿在短时间内心跳次数有较大波动，幼儿可能处在惊吓、恐惧或哭泣等状况下，此时系统进行报警，家长通过APP访问云平台调取幼儿相关位置的视频音频或拨打相关负责人电话进行确认，若幼儿处在被虐待情形时，家长可以通过APP发送语音至手环扬声器进行制止并安抚幼儿情绪。
具体的，中央控制单元21为基于ARM Cortex M处理器内核的32位闪存微控制器STM32。脉搏传感器22为MAX3010芯片，声音采集模块23为MAX9812芯片。
无线传输模块24，一方面与中央控制单元21电连接，用于将中央控制单元 21分析、处理后的数据无线传输至云平台，以方便家长实时查看幼儿的状态。另一方面，与报警模块26电连接，报警模块26又与中央控制单元21电连接，当报警模块26接收中央控制单元21发出的报警指令后，编辑报警短信，通过无线传输模块24将报警短信无线传输至终端控制单元进行报警，在短信未回复的情况下拨打家长或系统预设手机号码。具体的，无线传输模块24为ESP8266 WIFI模组，报警模块26为SIM900A芯片。
GPS模块25与无线传输模块24电连接，用于将定位信息无线传输至云平台。 GPS模块25目的是提供幼儿的准确位置，以便家长、警察或校方确定儿童的具体位置，第一时间制止虐童的发生。具体的，GPS模块25为ATGM336H-5N系列芯片。
扬声器模块27与无线传输模块24电连接，用于无线接收终端控制单元发送的音频并播放。在确定幼儿处于危险状态时，家长可通过终端控制单元进行讲话并通过无线传输模块24传送至手环扬声器模块27播放声音，一方面提醒施暴者自己的行为危险，另一方面可以安抚受伤害的情绪。具体的，扬声器模块27为ISD1820录音语音模块。
进一步的，手环本体1包括显示屏幕11和卡扣12，显示屏幕11用于播放图片或色彩变化，卡扣12用于手环本体1的松紧调节。由于个体的差异性，用户可以根据具体情况对手环本体1进行收放操作，一方面可以确保手环的舒适性，另一方面可以使脉搏传感器22与幼儿皮肤充分贴合提高检测的准确性。显示屏幕11与电源模块28电性相连，用来播放一些图片或者色彩变化，来吸引幼儿的注意力，防止幼儿主动将手环摘除出现误报现象。
进一步的，终端控制单元为手机、平板或电脑，家长可以通过终端应用市场下载本系统APP，当控制单元发送报警指令后，报警模块26会向家长或系统预设手机号发送短信或拨打电话，家长可以通过终端APP进行操作，通过APP访问云平台听取报警前后两分钟的声音，并调取儿童周围监控设备传来的实时视频，来确认幼儿是否被虐待。当家长感觉自己的孩子处于被虐待的情况时，便可通过APP控制扬声器模块27拨放声音或通过扬声器模块27进行交流，不仅可以及时制止虐童行为的发生还可以安抚幼儿的情绪。
综上所述，本实用新型公开的一种预防幼儿园虐童的报警系统，包括信息采集模块，信息采集模块与中央控制单元电连接，将采集的心跳频率值通过总线反馈至中央控制单元，与中央控制单元中预设的心跳频率值进行比较，当监测的心跳频率值为0或高于系统预设值时，中央控制单元发出报警指令，提高报警的准确性和及时性，避免虐童事件的发生，同时也保证了家长的正常工作和生活。
该系统还包括无线传输模块和云平台，可以将系统采集到的幼儿状态信息上传云平台，方便家长对幼儿的状态进行实时监控，并通过监听报警前后录音和幼儿所在地的监控视频，确认报警信息是否有误。
该系统还包括扬声器模块，方便家长与幼儿的对话，一方面确认报警信息是否有误，另一方面在幼儿处于危险情况时，能够有效提醒施暴者自己的行为危险，并安抚幼儿情绪。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本实用新型。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，包括手环、云平台以及终端控制单元，所述手环包括手环本体(1)以及设置于手环本体(1)内的机芯模组(2)，所述机芯模组(2)包括信息采集模块、中央控制单元(21)、无线传输模块(24)、报警模块(26)、GPS模块(25)以及扬声器模块(27)；
所述信息采集模块包括用于采集幼儿的心跳频率值的脉搏传感器(22)以及用于采集幼儿周围声音的声音采集模块(23)，所述信息采集模块与中央控制单元(21)电连接，用于将采集的心跳频率值和声音传输至中央控制单元(21)进行分析、处理；在中央控制单元(21)预设心跳频率值，当信息采集模块采集到的幼儿心跳频率值为0或大于预设心跳频率值时，中央控制单元(21)即发出报警指令；
所述无线传输模块(24)与中央控制单元(21)电连接，用于将中央控制单元(21)分析、处理后的数据无线传输至云平台；
所述报警模块(26)分别与无线传输模块(24)和中央控制单元(21)电连接，用于接收中央控制单元(21)发出的报警指令，编辑报警信息通过无线传输模块(24)无线传输至终端控制单元；
所述GPS模块(25)与无线传输模块(24)电连接，用于将定位信息无线传输至云平台；
所述扬声器模块(27)与无线传输模块(24)电连接，用于无线接收终端控制单元发送的音频并播放。
2.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述中央控制单元(21)为基于ARM Cortex M处理器内核的32位闪存微控制器STM32。
3.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述脉搏传感器(22)为MAX3010芯片，所述声音采集模块(23)为MAX9812芯片。
4.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述无线传输模块(24)为ESP8266 WIFI模组。
5.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述报警模块(26)为SIM900A芯片。
6.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述GPS模块(25)为ATGM336H-5N系列芯片。
7.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述扬声器模块为ISD1820录音语音模块。
8.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述手环本体(1)包括显示屏幕(11)和卡扣(12)，所述显示屏幕(11)用于播放图片或色彩变化，所述卡扣(12)用于手环本体(1)的松紧调节。
9.根据权利要求1所述的一种预防幼儿园虐童的报警系统，其特征在于，所述终端控制单元为手机、平板或电脑。
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