一种用于睡袋的智能监测系统的制作方法

1.本实用新型属于婴儿用品领域，具体涉及一种用于睡袋的智能监测系统。


背景技术：

2.婴儿是家庭重要成员，也是每个父母最为关心和的对象。由于婴儿无法和父母进行正常交流，因此其身体状态无法通过语言的形式，只能通过哭闹或异动的形式传递给父母。但是父母一般工作比较忙，即使有其他家人或保姆帮忙，也无法保证随时都待在婴儿旁边去关注他的健康状况，因此一个带有体温、哭喊、体动等监测功能的智能睡袋就显得有必要。
3.目前已经有综合的婴儿监护器，一般针对专业场合。其使用高精度的摄像头，并具有红外线体温检测功能、室温检测功能、双向语音通讯功能等，通过无线传输网络进行视频监控、环境及婴儿健康状况检测。
4.在专利公开号为cn105902054a的专利公开了一种基于物联网的智能婴儿床，该智能床能通过网络把婴儿的各项数据发送到监护人的手机里，通过查看手机里的信息便可得知婴儿的情况。该信息包括是否踢被子或尿床；测量体温是否过高；检测是否哭闹，若哭闹则自动摇床并播放助眠音乐，若婴儿哭闹一直不停，则发信息告诉监护人进行喂奶；婴儿床还具备加热奶水、远程控制播放音乐、防盗以及摄像头拍照等功能。为了提高系统的稳定性，系统整体采用了模块化设计，以ht32f1656为主控制中心，分别对磁传感器模块、恒温热奶模块、红外线温度传感器、湿度传感器、声强传感器、第一压力传感器、图像采集模块和wifi模块进行控制与监测，使监护人可以随时随地查看婴儿状况。
5.上述专利公开的大型仪器价格高昂，一般适用于月子中心、医院等等专业的婴儿看护环境。适用于普通家庭，而成本低廉的智能婴儿监测睡袋基本处于空白状态，且电子监测和控制系统，无法拆卸或更换，给睡袋的洗涤和消毒造成了诸多不便，监测功能也不够全面。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于睡袋的智能监测系统，内置监测组件和控制器采用分离式接口，可以从物理层面分开，在清洗和消毒睡袋的时，能够将控制器取下，最大限度防止，电路损坏，延长产品使用寿命，实时监测婴儿的睡眠、体动、尿床等情况，并且在发生异常时，可以在本地和云端同时通知和警报，且成本较低。
7.本实用新型的技术方案如下：
8.一种用于睡袋的智能监测系统，包括设置于睡袋上的内置的监测组件和独立控制器、路由器、云服务器、智能终端，所述监测组件通过可分离式接口连接至独立控制器，所述独立控制器通过无线通讯连接至路由器，所述路由器和智能终端均通讯连接至云服务器。
9.优选的，所述监控组件包括温度传感器和水分传感器，所述温度传感器和水分传感器均通过信号线连接至可分离式接口的金属触点。
10.优选的，所述独立控制器包括mcu，所述mcu上电性连接有充电管理电路、天线、显示屏、按键模块、指示灯、蜂鸣器、麦克风和运动传感器，所述独立控制器中还设置有供电模块，所述供电模块独立控制器供电；所述触摸显示屏、指示灯、蜂鸣器、麦克风和按键设置于独立控制器的正面，所述独立控制器的背面用于连接可分离式接口。
11.优选的，所述可分离式接口上设置有固定点和金属触点，所述金属触点包括接地口、电源接口、水分传感器接口和若干温度传感器接口。
12.优选的，所述可分离式接口固定点采用磁吸式、卡扣式、插拔式、旋钮式中的一种。
13.优选的，所述温度传感器采用4路单总线型温度传感器。
14.优选的，所述mcu采用wifi soc芯片，通过wifi连接至路由器，所述天线采用2.4ghz陶瓷天线，所述显示屏采用可触摸oled屏。
15.优选的，所述供电模块包括锂电池，所述供电模块包括锂电池，所述锂电池供电至独立控制器，所述mcu通过ad接口实时监测锂电池电压。
16.优选的，所述运动传感器采用板载的惯性导航单元，所述惯性导航单元由1个3轴加速度计和1个3轴陀螺仪组成，并通过i2c接口连接到mcu。
17.本实用新型的有益效果：
18.1、本实用新型内置监测组件和控制器采用分离式接口，可以在物理层面进行分离，在清洗和消毒睡袋的时候，能将控制器取下，最大限度防止，电路损坏，延长产品使用寿命。
19.2、本实用新型还可以实时监测婴儿的睡眠、体动、尿床等情况，并且在发生异常时，可以在本地和云端同时通知和警报。
20.3、独立控制器带显示屏，本地直接显示相关参数，无须打开手机app或小程序。
21.4、本实用新型内置小容量聚合物锂电池，兼顾安全和移动性。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的智能监测系统的示意图。
23.图2为内置的检测组件的结构连接示意图。
24.图3为独立控制器内部元件的结构连接示意图。
25.图4为可分离式接口的结构示意图。
26.图5为独立控制器的外观示意图。
具体实施方式
27.下面将结合说明书附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
28.如图1所示，本实用新型提供了一种用于睡袋的智能监测系统，包括内置监测组件（带可分离式接口）和独立式控制器，内置监测组件包括温度传感器、和水分传感器，独立式控制器通过可分离式接口安全牢固地和内置组件连接在一起，独立式遥控器内置wifi模组，通过路由器连接云服务器、云服务器通讯连接智能终端实现远程查看的功能。
29.如图2所示，监控组件包括温度传感器和水分传感器，所述温度传感器和水分传感器均通过信号线连接至可分离式接口的金属触点。本实施例中共设置有1个水分传感器和4个温度传感器。其中信号线用来向控制器传输温度、水分信号。
30.如图3所示，独立控制器包括核心处理器（mcu）、供电模块、充电管理电路、显示屏、麦克风、运动传感器、按键、指示灯和蜂鸣器，其中mcu电性连接至其他设备，其中锂电池、麦克风、水分传感器分别连接至mcu上不同的ad接口，蜂鸣器和指示灯分别连接至mcu上不同的pwm接口，温度传感器连接至mcu上的tmr接口，按键连接至mcu上的gpio接口。其中按键用来做辅助控制，长按10s以上可以进入到复位模式，恢复所有出厂设置，指示灯用来显示监测状态，蜂鸣器用来在异常时发出提示音，麦克风灵敏捕捉婴儿哭叫的声音，送到mcu处理。
31.作为本实用新型的一种实施方式，温度传感器采用4路单总线型温度传感器，可以减少内部线缆数量。测温精准度可达到
±
0.5℃。1个放置在婴儿脖子下方，2个放在腋窝附近，1个放在背部下面。在实际计算中，通过这4处温度传感器的数值计算出来一个平均值作为睡袋内部温度。
32.作为本实用新型的一种实施方式，水分传感器放置在婴儿裆部下方。当在某些特殊情况下，婴儿发生尿床现象，可以通过该传感器将信息传递给独立控制器。
33.作为本实用新型的一种实施方式，mcu采用wifi soc芯片，该本芯片本身具有ad、pwm、i2c等多种模拟和数字接口，功能扩展性较强为缩小控制器体积，提升wifi信号性能，摒弃pcb天线，使用2.4g陶瓷天线。
34.作为本实用新型的一种实施方式，独立控制器内置300mah锂电池供给控制系统使用。同时mcu会实时监测电池电压，一旦发现低于安全工作阈值，会及时提醒用户充电。
35.作为本实用新型的一种实施方式，充电管理电路中采用了一颗充电管理ic芯片，来控制给锂电池充电的电压和电流。
36.作为本实用新型的一种实施方式，显示屏采用可触摸oled屏，用来将一些监测数据实时做本地显示，无须连接小程序或app。
37.作为本实用新型的一种实施方式，板载1个imu（惯性导航单元），由1个3轴加速度计和1个3轴陀螺仪组成，通过i2c接口连接到mcu。通过姿态检测算法，可以实现如下功能：
38.有无人检测：
39.可以检测婴儿是否在睡袋内，如果不在，会关闭所有功能以便省电。如果婴儿不在睡袋内，整个睡袋可看成是静止状态。加速度传感器3个轴上将会获取到特定的数据，如果30s内连续检测传感器状态均为静止，则视为婴儿不在睡袋内。
40.睡眠监测：
41.监测婴儿的睡眠情况，包括清醒、深睡和浅睡，并自动评估睡眠质量方便父母了解婴儿的睡眠情况。
42.本步骤的原理为：人的夜间睡眠，一般分5到6个周而复始的周期，每个睡眠周期约60分钟～90分钟。可以大概分为浅睡、深睡和做梦（清醒）三个阶段，以身体活动减少和感觉灵敏度降低作为衡量指标。
43.在每个睡眠
·
阶段，身体都会有不同程度的振动。浅睡状态下，人的意识清醒，身体动作幅度较大，且较为频繁。做梦（清醒）阶段身体动作幅度明显降低，而在深睡状态下，人体肌肉松弛，身体基本不会有动作，可近似看成是“静止”状态。
44.控制器内置三轴高精度运动状态传感器（内部采用mems技术可以采集细微的动作变化），可以从3个方向以高频率（毫秒级）采集身体的动作变化并传送给cpu进行处理。每半小时汇总一次睡眠数据，通过特定的算法分析这些数据的突变、渐变、状态间相似度，将其
转换成浅睡、深睡和梦等几种阶段的时长，并通过app将数据同步到手机端转换成可视化图形。
45.翻滚检测：
46.可以检测婴儿在睡袋内的状态，如果发生了异常的滚动，会及时提醒父母。
47.如图4所示，可分离式接口用于连接监测组件和独立控制器，一般分为固定点和金属触点2部分。固定点用来固定整个接口，金属触点用来供电和信号传输。其中金属点包括用于接地的gnd接口、用于连接供电电源的vcc接口、用于连接水分传感器的wat接口和4个用于连接温度传感器t1 ~t4 接口，其中金属触点包括点状触点和环状触点。
48.作为本实用新型的一种实施方式，可分离式接口具有多种物理表现形式，包括但不限于：
49.磁吸式，固定点一般用磁铁，两部分通过磁铁的异性相吸结合在一起。
50.卡扣式，固定点一般用卡扣。
51.插拔式，固定点一般用结构本身的静摩擦力。
52.旋钮式，固定点一般用螺纹。
53.如图5所示，独立控制器的正面设置有充电口、触摸显示屏、指示灯、蜂鸣器、麦克风和按键，背面设置为匹配连接可分离式接口的结构。
54.本系统的基本工作原理为：温度传感器、水分传感器、麦克风和运动传感器实时监测婴儿的睡眠、体动、哭叫和尿床信息，并送至mcu中进行处理，mcu将处理后的信息通过wifi连接路由器后传到服务器，用户可以通过手机来查看相关信息。同时独立控制器本地有显示屏、蜂鸣器和指示灯，可同步显示这些信息，并在异常时发出对应的报警。
55.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。