CN209131817U - 一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统 - Google Patents

Abstract

一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，在底座上设有压力传感器和立杆；立杆顶部设有平杆，平杆的下方设有超声波传感器；立杆上设有声音采集器、声纹识别模块以及控制面板；其中声音采集器是采用了由两个麦克风分别布置在立杆左右两侧构成的麦克风阵；控制面板为数字显示屏；所述的测量系统的电控部分为：超声波传感器、压力传感器、数据存储模块、蓝牙传输模块，数字显示屏均与ARM处理器电连接；所述电源装置为超声波传感器、压力传感器、滤波放大电路模块、A/D转换器、数据存储模块、ARM处理器、数字显示屏、蓝牙传输模块、声纹识别系统供电。本实用新型可有效识别儿童的身份信息，采用电子记录数据减少了人工记录的误差，方便快捷。

Description

一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统

技术领域

本实用新型涉及电子秤技术领域，具体涉及一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统。

背景技术

儿童正处于成长发育的黄金时期，身高体重每天都在变化。但现有的幼儿园大多缺少儿童专用的身高体重测量仪器，儿童的身高体重数据，基本上还都是依靠老师配合并手工记录。这不仅仅增加了学校老师的工作量，还限制了对儿童身体指标测量的次数。

目前市场上也存在各式各样的身高体重测量的仪器，主要是由具有物理刻度显示的称重器和标尺组合而成，是靠测量者站立到称重器上，根据称重器的显示盘的指针摆动至对应刻度即可读出体重；与此同时，调节标尺来测量身高，在此测量过程中都是需要人为操作并配合记录数据。继而还有为了克服上述测量仪器的这种自动化程度较低、测量准确度不高的缺点，有发明专利CN103557921A公开了一种基于生物特征识别的身高体重监测装置及工作方法，其中主要是利用人脸识别身份信息的方法对测量者进行身份识别，但这种方法需要克服外界环境影响因素如光照，才可精准识别身份信息，而且设备成本较高，不适用于幼儿园；还有实用新型专利CN204758111U中公开了一种具有指纹识别功能的身高体重秤，该方案是通过指纹识别身份信息的方法，来对测量者的信息进行匹配并记录相应的身体指标，但是基于指纹识别身份信息过程容易传播细菌不适用于儿童这类群体，而且系统实现起来成本高。因此对于儿童使用，如何设计一款身份信息识别精度高、测量方便的儿童身高体重测量仪器就是个亟待解决的问题。

实用新型内容

针对以上存在的问题，本实用新型提供了一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，此系统利用声纹识别来高效而快速的识别测量儿童的信息，目的在于帮助幼儿园高效地记录儿童的身体指标，分析儿童成长状况，给每个儿童提供一个良好的成长方案。

一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，它包括底座，其特征在于：在底座上设有压力传感器和立杆；立杆顶部设有平杆，平杆的下方设有超声波传感器；立杆上设有声音采集器、声纹识别模块以及控制面板；其中声音采集器是采用了由两个麦克风分别布置在立杆左右两侧构成的麦克风阵；控制面板为数字显示屏；

所述的测量系统的电控部分分别为：超声波传感器、压力传感器、滤波放大电路、A/D转换器、数据存储模块、蓝牙传输模块；

所述电源装置为超声波传感器、压力传感器、滤波放大电路模块、A/D转换器、数据存储模块、ARM处理器、数字显示屏、蓝牙传输模块、声纹识别系统供电使用。

所述超声波传感器包括超声波发送、接收装置，其与ARM处理器连接，用于测量儿童的身高，所述压力传感器与滤波放大电路、A/D转换器模块连接，且还与ARM处理器连接，用于测量儿童的体重。

所述数据存储模块与ARM处理器连接，用于存储测量的数据，即将测量的数据信息发送给ARM处理器进行处理，处理后将数据发送至数据存储模块存储；也用于存储声纹信息。

所述蓝牙传输模块与ARM处理器连接，用于将测量的数据传输至显示手机终端。

所述的声纹识别系统包括：麦克风阵列、声纹处理模块、声纹识别模块、声纹信息数据库、查询管理模块，并与ARM处理器连接，用于识别儿童的身份信息，并将该儿童的测量信息通过查询管理模块汇总到一起；声纹处理包括分帧处理、滤波放大和A/D转换；声纹识别模块采用现有模块MD1000可实现声纹信息识别；声纹信息数据库为预先录入的声纹信息的组合，存储在数据存储模块中；查询管理模块是为了将正确匹配身份信息的儿童的测量数据进行汇总集合。

本实用新型的有益效果是：采用一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，设置了与ARM处理器连接的声纹识别系统，有效识别儿童的身份信息，采用电子记录数据减少了人工记录的误差，给幼儿园对儿童身高体重信息的系统管理提供了方便。该系统可实时关注儿童的成长状况，从而让儿童更加健康、快乐的成长。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图

图2是本实用新型所述的声纹识别系统的框图

图3是本实用新型的实施结构示意图

14：控制面板；16：立杆；15：测高部分，包括超声波传感器6和立杆16顶部的平板；17：测重部分，包括压力传感器3和底座；18：声纹识别系统；19:麦克风阵。

具体实施方式

结合附图，详细描述本实用新型的具体内容：如图1所示，一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统包括电源装置2、ARM处理器1、超声波传感器6、压力传感器3、数据存储模块12、声纹识别系统18、控制面板14、蓝牙传输模块13以及用户的显示手机终端。

所述电源装置2与ARM处理器1连接供电，同时也为与处理器相连各部分集中供电。所述超声波传感器6与ARM处理器1连接，用于测量儿童的身高。所述压力传感器3与ARM处理1连接，用于测量儿童的体重。如图2，所述声纹识别系统18与ARM处理器1连接，首先声音采集器即麦克风阵采集儿童的声纹信息，然后对采集到的声纹信息进行预处理，即分帧处理、滤波、A/D转换，将接收到的模拟声音信号进行采样，编码成数字信号进行去噪，增强对有用信号的放大，提高性噪比，以保证语音的识别效果。最后通过现有的9声纹识别模块MD1000将采集到的声纹信息与数据存储模块中的声纹信息数据库10中预先录入的声纹信息进行匹配，这样也就可以得到被测量儿童的身份信息，并通过数据存储模块12智能记录每一次的测量信息，用户可通过查询管理模块11，随时可查询当天已测儿童身份信息完成间接签到。所述数据存储模块12与ARM处理模块1连接，用于存储传输的测量数据。所述蓝牙传输模块13与ARM处理器1连接，用于将测量的数据传输至显示手机终端。

用户也可将手机终端通过蓝牙和身高体重测量系统配对，配对完成后，之前的测量结果会同步传输至手机终端，蓝牙不必一直开启，这样给数据管理提供了方便。同时用户可查看每个儿童以月报、年报的形式显示出来的身高体重折线图和健康分析，用户还可以将儿童测量情况分享给儿童家长，增强家长对儿童身体指标信息的掌握。

如图3所示，一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，主体包括立杆16 、测高部分15及测重部分17。立杆16上设有麦克风阵19、声纹识别系统18以及控制面板14。测高部分15，包括超声波传感器6和立杆16顶部的平板；17：测重部分，包括压力传感器3和底座。

本实用新型的工作过程为：接通电源后，按一下控制面板上的启动键，控制面板上的数字显示屏点亮，系统开始工作。被测儿童立正站在仪器底座上，首先需要儿童立正站立在立杆上，然后对着麦克风说话，这样声纹采集器7才会工作，获取说话者的声音片段，然后将被测儿童声纹信息传给声纹处理模块8，用于将接收到的模拟声音信号进行采样，编码成数字信号进行去噪，增强对有用信号的放大，提高性噪比，以保证语音的识别效果，然后将处理完的信息传输给现有的9声纹识别模块MD1000将采集到的声纹信息通过与声纹信息数据库10中预先录入存储的声纹信息进行匹配，就可识别被测儿童身份信息，并通过显示模块14显示身份信息，以确保被测儿童身份无误。确认无误后，点击控制面板的确认键进行身高体重的测量。

身高体重测量过程如下：首先测出超声波传感器6产生超声波从发射探头发出到遇到头顶返回接收探头所经历的时间t，测量的时间传送至中央处理器1，因超声波传播速度V和超声波传感器安装位置距离底座面H均是定值，所以可计算出超声波距离头顶的距离，进而也就可以测量出被测者的身高h，h=H-Vt/2。体重测量主要是靠压力传感器3，当压力会引起电阻值的变化，进而将代表人的体重的压力信息转化为电压信号，电压信号经过滤波放大电路4处理之后，通过A/D转换器5转换为数字信号，传送到中央处理器1进行处理。中央处理器1对接收到的信息经处理后可得到被测儿童身高体重值。数字显示屏14可以显示出身份信息和对应的身高体重。

通过数据存储模块12智能记录每一次的测量信息，用户可通过查询管理模块11，随时查询历史测量记录。同时将获取的身高体重数据信息通过蓝牙传输模块传输13至显示手机终端进行汇总，实现对儿童身体状况的监测。

本实用新型主要特征和优点，在不脱离实际的前提下，弥补了现有装置的缺陷。本实用新型还有各种变化和改进，这种变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。

Claims (4)

1.一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，它包括底座，其特征在于：在底座上设有压力传感器和立杆；立杆顶部设有平杆，平杆的下方设有超声波传感器；立杆上设有声音采集器、声纹识别模块以及控制面板；其中声音采集器是采用了由两个麦克风分别布置在立杆左右两侧构成的麦克风阵；控制面板为数字显示屏；所述的测量系统的电控部分为：超声波传感器、压力传感器、数据存储模块、蓝牙传输模块，数字显示屏均与ARM处理器电连接；电源装置为超声波传感器、压力传感器、滤波放大电路模块、A/D转换器、数据存储模块、ARM处理器、数字显示屏、蓝牙传输模块、声纹识别系统供电使用。

2.如权利要求1所述的一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，其特征在于：所述超声波传感器包括超声波发送、接收装置，其与ARM处理器连接，用于测量儿童的身高，所述压力传感器与滤波放大电路、A/D转换器模块连接，且还与ARM处理器连接，用于测量儿童的体重。

3.如权利要求1所述的一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，其特征在于：所述数据存储模块与ARM处理器双向导通，用于存储测量的数据，即将测量的数据信息发送给ARM处理器进行处理，处理后将数据发送至数据存储模块存储；也用于存储声纹信息。

4.如权利要求1所述的一种具有声纹识别功能的儿童身高体重测量系统，其特征在于：所述的声纹识别系统包括：麦克风阵列、声纹处理模块、声纹识别模块、声纹信息数据库、查询管理模块，并与ARM处理器连接，用于识别儿童的身份信息，并将该儿童的测量信息通过查询管理模块汇总到一起；声纹处理包括分帧处理、滤波放大和A/D转换；声纹识别模块采用现有模块MD1000可实现声纹信息识别；声纹信息数据库为预先录入的声纹信息的组合，存储在数据存储模块中；查询管理模块是为了将正确匹配身份信息的儿童的测量数据进行汇总集合。