CN108281181A - 一种婴儿监护***及婴儿监护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种婴儿监护***及婴儿监护方法,包括环境检测传感器、婴儿状态监测传感器、协调器、RFID读卡器、摄像头、智能网关、web服务器,所述环境检测传感器和婴儿状态监测传感器分别依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;所述RFID读卡器与智能网关连接,用于将刷卡登录的信息发经由智能网关发送至web服务器;所述摄像头与web服务器连接,用于将婴儿的实时画面传送至web服务器;经过在web服务器解码分析处理后可以在web平台中看到实时数据以及报警提示。本发明能够让监护人不用每时每刻去守护婴儿也能了解到婴儿的各项信息,更能快速的了解到婴儿的尿湿等数据从而做出快速响应。
Description
技术领域
本发明涉及智能监护领域,特别涉及一种婴儿监护***以及婴儿监护方法。
背景技术
目前所拥有的相关物联网技术是由各种传输协议、传感等构成,但是,很多设备以及技术没有实质性的应用,而且也没有一套成熟的针对婴儿24 小时的监护算法和架构,如果使用现有技术进行操作会给监测过程中带来数据传输过慢,响应延迟等错误。同时也不会给出一套完整的数据分析结果和预警。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明旨在提供一种婴儿监护***和一种婴儿监护方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明公开的一种婴儿监护***,包括环境检测传感器、婴儿状态监测传感器、协调器、RFID读卡器、摄像头、智能网关、web服务器,
所述环境检测传感器安装在婴儿车或者婴儿床附近,用于实时采集婴儿所处环境数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
所述婴儿状态监测传感器用于实时采集婴儿状态数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
所述RFID读卡器与智能网关连接,用于将刷卡登录的信息发经由智能网关发送至web服务器;
所述摄像头与web服务器连接,用于将婴儿的实时画面传送至web服务器;
经过在web服务器解码分析处理后可以在web平台中看到实时数据以及报警提示。
优选的,所述环境检测传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器和粉尘传感器。温湿度传感器能够检测环境的温度和湿度;光照传感器能够检测环境的亮度;CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器和粉尘传感器分别能够检测环境空气中的CO浓度、甲醛浓度、烟雾浓度和粉尘浓度。所述智能网关分别与控制空调的红外线控制器和控制窗帘升降的窗帘控制电机电连接,当实时环境温度与理想舒适温度的比较结果调用相关指令从而自动控制空调的指数从而达到环境温度调控的作用,同理待婴儿入睡后若环境光较强超过阈值,则可调用相关指令从而控制窗帘电机的运转。
优选的,所述婴儿状态监测传感器包括尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器。尿湿传感器能够检测婴儿是否尿床;压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器的检测数据经过综合分析能够判断婴儿是否处于睡眠状态。
进一步的,所述温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器分别通过zigbee无线传感网与协调器连接。
进一步的,所述智能网关通过路由器与web服务器连接,智能网关与路由器通过wifi的方式连接,所述路由器与web服务器通过有线的方式连接。本***中用了路由器为网络转接节点,让智能网关、摄像头和web服务器处于同一局域网中可以相互通信,能够解决设备硬件网络接口数量不够的问题。
本发明采用的数据处理算法如下:
1.对传感器数据进行统一加权规范,采用加权标准化的形式为数据链进行标准化处理(例如若X为数据链中的变量值,则将此X进行标准化运算,即)。
2.将1算法处理后的数据进行均值采集处理,对1秒内的多个数据分6 段取为特征值将这6个特征值取其平均数得初级目标数据V。
3.构造一个数据字典来放置2算法处理后的数据V,此字典用于以后的数据比较。
4.利用K—均值聚类法或指标聚类法进行数据聚类(每个评判内容为一类)。
5.采用监督学习方法提取特征值结构并构造出用于数据比较的训练集。
6.为初始的训练集结果加上标签。
7.采用皮尔逊相关系数来对数据相似度进行度量。
本***可以对于睡眠状态或非睡眠状态的婴儿进行全天24小时不间断的监护,依托本***设计的数据处理算法,能够将所有传感器数据进行一套***的分析和处理,并且根据这些数据的处理结果结合当前的实时环境状况进行快速预警,可以以声光报警器和/或短信等形式快速提醒家长,让监护人能够快速了解到婴儿的各项动态(如婴儿是否睡醒、是否有危险动作、所处环境是否适合成长、是否尿床等。
本发明还公开一种婴儿监护方法,采用上述的婴儿监护***包括以下步骤:
1)通过RFID刷卡或者远程访问web服务器登陆;
2)实时读取环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的各项检测数据以及监控画面;
3)web服务器检测到数据超过阈值后发出预警。
优选的,所述web服务器记录并统计所有检测数据。
优选的,所述web服务器可录入婴儿的体检信息。
进一步的,首先将环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的检测数据存放在智能网关中5秒,每隔5秒将数据上传到web服务器一次。
进一步的,当婴儿醒着时,所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器停止采集数据;当婴儿睡着的时候,家长可以开启睡眠模式,所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器开始采集数据;根据所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器的检测数据分析如果孩子醒了可以提示家长并记录婴儿的睡眠时长,分析孩子当天睡眠时间是否足够。
依托此***还可以对婴儿成长记录做出完整的记录,并定期生成一个评价值,让监护人能够实时了解到婴儿的状况,本***还集成了视频采集***,能够实时获取到婴儿的图像信息。此外本***也做了安防预警,在进入的大门处,设置RFID读卡器,刷卡时自动开门,警报解除;若有人恶意闯入,大门处的RFID读卡器并无响应且人体检测传感器探测有响应时便可自动报警;此外本产品使用的摄像头接入网络具备动态捕捉功能,将摄像头的响应接入***也可实现报警。本***能够让那些忙于工作和家务的监护人不必担心婴儿的状况,也可以实现远程的监护。本***有两套设备,一套位于婴儿床上,另一套位于婴儿车上,所以能适应不同的状况。拥有该***后,监护人不用每时每刻去守护婴儿也能了解到婴儿的各项信息,更能快速的了解到婴儿的尿湿等数据从而做出快速响应。
本发明具有以下有益效果:
1.近远程登陆模式:该平台可通过RFID身份识别室内登录或远程浏览器访问账户登录的方式查看自己孩子当前的状况,方便家长更好的照看小孩,即使不在身边也可以看到孩子。
2.多源异构特性:该平台还可以通过温湿度、烟雾、甲醛、一氧化碳、粉尘等多种传感器采集的数据对环境进行监测,如果有数据超过了阈值,则会采取报警措施。
3.婴儿睡眠及环境的双监测:该平台有利于对婴儿采取保护措施,通过对婴儿所处环境的温度、湿度、PM2.5的浓度等的监测,确保婴儿所在环境的舒适度。婴儿助手可同时监测环境温湿度、气体浓度等,帮助维护婴儿环境舒适度以及预防过冷过热易燃易爆等异常情况。
4.低功耗特性:当婴儿醒着时,睡眠监测类传感器(声响、振动、尿湿、人体检测等传感器)是不工作的以达到节能的效果。当婴儿睡着的时候,家长可以开启睡眠模式,这才使睡眠类传感器开始工作,根据这些传感器分析如果孩子醒了可以提示家长孩子醒了。方便记录婴儿的睡眠时长,分析孩子当天睡眠时间是否足够。
5.成长周期内常规事物提醒:该平台还可以记录婴儿的体检情况,对孩子每次体检后的身高体重等数据做出折线图显示方便家长直观地看到孩子的身体成长状况,以及提醒家长孩子该什么时候、接种哪种疫苗。
6.本发明还能与智能家居***结合,根据温湿度传感器采集到的实时环境温度与理想舒适温度的比较结果调用相关指令从而自动控制空调的指数从而达到环境温度调控的作用,同理待婴儿入睡后若环境光较强超过阈值,则可调用相关指令从而控制窗帘电机的运转。
附图说明
图1为本发明公开的一种婴儿监护***的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示,本发明公开的一种婴儿监护***,包括环境检测传感器、婴儿状态监测传感器、协调器、RFID读卡器、摄像头、智能网关、web服务器,
环境检测传感器安装在婴儿车或者婴儿床附近,用于实时采集婴儿所处环境数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
婴儿状态监测传感器用于实时采集婴儿状态数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
RFID读卡器与智能网关连接,用于将刷卡登录的信息发经由智能网关发送至web服务器;
摄像头与web服务器连接,用于将婴儿的实时画面传送至web服务器;
经过在web服务器解码分析处理后可以在web平台中看到实时数据以及报警提示。
摄像头可以采用万向网络摄像机,故当用户想要看到当前视角无法看到的图像时可以在界面上对摄像机的视角进行调节。
具体的,环境检测传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器和粉尘传感器。温湿度传感器能够检测环境的温度和湿度;光照传感器能够检测环境的亮度;CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器和粉尘传感器分别能够检测环境空气中的CO浓度、甲醛浓度、烟雾浓度和粉尘浓度。可以选取CC2530芯片作为底层处理芯片,数据通过传感器采集后CC2530芯片进行预处理,然后发送到协调器。
为了实现家居环境智能调节,智能网关分别与控制空调的红外线控制器和控制窗帘升降的窗帘控制电机电连接,当实时环境温度与理想舒适温度的比较结果调用相关指令从而自动控制空调的指数从而达到环境温度调控的作用,同理待婴儿入睡后若环境光较强超过阈值,则可调用相关指令从而控制窗帘电机的运转。
具体的,婴儿状态监测传感器包括尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器。尿湿传感器能够检测婴儿是否尿床;压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器的检测数据经过综合分析能够判断婴儿是否处于睡眠状态。同样可以选取CC2530芯片作为底层处理芯片,数据通过传感器采集后CC2530芯片进行预处理,然后发送到协调器。
为了方便传感器采集信号的传输,温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器分别通过zigbee无线传感网与协调器连接。
为了方便智能网关信号的传输,智能网关通过路由器与web服务器连接,智能网关与路由器通过wifi的方式连接,路由器与web服务器通过有线的方式连接。
本发明还公开一种婴儿监护方法,采用上述的婴儿监护***包括以下步骤:
1)通过RFID刷卡或者远程访问web服务器登陆;
2)实时读取环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的各项检测数据以及监控画面;
3)web服务器检测到数据超过阈值后发出预警。
具体的,web服务器记录并统计所有检测数据。
当然,web服务器还可录入婴儿的体检信息,方便做统一管理和分析。
在实际监护过程中,首先将环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的检测数据存放在智能网关中5秒,每隔5秒将数据上传到web服务器一次。这样用户在登录web平台的时候就不会因为要一直读取传感器的数据而造成页面显示的卡顿。
为了降低能耗,当婴儿醒着时,尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器停止采集数据;当婴儿睡着的时候,家长可以开启睡眠模式,尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器开始采集数据;根据尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器的检测数据分析如果孩子醒了可以提示家长并记录婴儿的睡眠时长,分析孩子当天睡眠时间是否足够。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种婴儿监护***,其特征在于:包括环境检测传感器、婴儿状态监测传感器、协调器、RFID读卡器、摄像头、智能网关、web服务器,
所述环境检测传感器安装在婴儿车或者婴儿床附近,用于实时采集婴儿所处环境数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
所述婴儿状态监测传感器用于实时采集婴儿状态数据,并依次经由协调器和智能网关将这些实时数据上传到web服务器;
所述RFID读卡器与智能网关连接,用于将刷卡登录的信息发经由智能网关发送至web服务器;
所述摄像头与web服务器连接,用于将婴儿的实时画面传送至web服务器;
经过在web服务器解码分析处理后可以在web平台中看到实时数据以及报警提示。
2.根据权利要求1所述的一种婴儿监护***,其特征在于:所述环境检测传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器和粉尘传感器。
3.根据权利要求2所述的一种婴儿监护***,其特征在于:所述婴儿状态监测传感器包括尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器;所述智能网关分别与控制空调的红外线控制器和控制窗帘升降的窗帘控制电机电连接。
4.根据权利要求3所述的一种婴儿监护***,其特征在于:所述温湿度传感器、光照传感器、CO传感器、甲醛传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、尿湿传感器、压力传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器分别通过zigbee无线传感网与协调器连接。
5.根据权利要求1所述的一种婴儿监护***,其特征在于:所述智能网关通过路由器与web服务器连接,智能网关与路由器通过wifi的方式连接,所述路由器与web服务器通过有线的方式连接。
6.一种采用如权利要求1-5任意一项所述***的婴儿监护方法,其特征在于包括以下步骤:
1)通过RFID刷卡或者远程访问web服务器登陆;
2)实时读取环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的各项检测数据以及监控画面;
3)web服务器检测到数据超过阈值后发出预警。
7.根据权利要求6所述的一种婴儿监护方法,其特征在于:所述web服务器记录并统计所有检测数据。
8.根据权利要求6所述的一种婴儿监护方法,其特征在于:所述web服务器可录入婴儿的体检信息。
9.根据权利要求6所述的一种婴儿监护方法,其特征在于:首先将环境检测传感器和婴儿状态监测传感器的检测数据存放在智能网关中5秒,每隔5秒将数据上传到web服务器一次。
10.根据权利要求6所述的一种婴儿监护方法,其特征在于:当婴儿醒着时,所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器停止采集数据;当婴儿睡着的时候,家长可以开启睡眠模式,所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器开始采集数据;根据所述尿湿传感器、振动传感器、人体检测传感器和声响传感器的检测数据分析如果孩子醒了可以提示家长并记录婴儿的睡眠时长,分析孩子当天睡眠时间是否足够。
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