一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统的制作方法

本发明涉及区块链技术领域，具体为一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统。

背景技术：

婴幼儿睡眠监测是家庭关心的重要方面之一，婴幼儿睡觉时被被褥遮挡面部或者被褥脱离身体都会对婴幼儿的身体健康造成不同程度的影响，若睡觉时长期被被褥遮挡面部，会呼吸不畅甚至有患sids（婴儿猝死综合征）的风险；若被褥脱离身体，婴幼儿则会有感冒发热的风险，因此，需要父母夜晚不时地起床观察婴幼儿的睡眠情况，父母会得不到充分休息，由于婴幼儿的睡眠时间很长，白天也需要父母经常留意其睡眠状况，随着智能技术的兴起和发展，研究出了很多婴幼儿睡眠监护方法，减轻了父母养儿的压力，父母对其的依赖性很大，然而，传统的监测方式中孩子的睡眠状况只有父母会看到，若父母不注意，也会导致孩子睡眠出现问题，需要用区块链技术使得不同家庭在孩子睡眠出现异常时能够互相提醒，医生若在区块链节点上也能与父母通信，及时为婴幼儿检查身体；同时，传统的监测方式需要在孩子的身上穿戴一些传感设备，不仅会引起不适，而且一些红外设备对婴幼儿的身体是有害的，在睡眠空间中捕捉婴幼儿与被褥的相对位置变化情况，而不是穿戴在婴幼儿身上，避免了设备脱落的情况，在监测到睡眠数据的同时减少了对婴幼儿睡眠的影响。

所以，人们需要一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统，其特征在于：所述系统包括：环境参数采集模块、区块链、面部遮挡监测模块、被褥脱离监测模块、医生所在客户端和家庭所在客户端；

所述环境参数采集模块采集不同家庭婴幼儿的身高记录和婴幼儿睡觉时盖的被褥长度和宽度数据，将采集到的数据通过所述区块链传输到所述面部遮挡监测模块中，所述面部遮挡监测模块对婴幼儿的睡眠空间进行建模，捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，在保证婴幼儿面部不会被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥的前提下，固定面部捕捉的上下范围，在固定面部捕捉范围后若感知到婴幼儿睡觉时无法捕捉到其面部位置，发出警报信号至区块链节点上，所述医生所在客户端和所述家庭所在客户端都在不同的区块链节点上，所述家庭所在客户端包括所有被采集婴幼儿数据的家庭；

所述被褥脱离监测模块测量面部捕捉设备至被褥边缘的横向距离和纵向距离，确定面部捕捉设备的位置坐标，监测不同家庭婴幼儿睡觉时身体上下移动和左右移动的轨迹，同样选择婴幼儿睡觉时下巴的位置作为定点，依据捕捉到的下巴位置坐标和面部捕捉设备的位置坐标确认面部捕捉角度的变化，确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，分析婴幼儿睡觉时被褥是否脱离，若未发现被褥脱离，继续进行监测；若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上，所述区块链上的任何一个节点的客户端发现警报信号都可以传输信息至对应的家庭，提醒父母为孩子盖好被褥，在父母发现孩子睡觉时身体出现异常时发送信息至所述区块链，处于区块链节点上的医生所在客户端发现信息后前去对应家庭为孩子检查身体，若情况紧急，所述医生所在客户端可以与对应家庭进行通信，远程帮助父母检查孩子身体，将医生放置在区块链节点上，有利于婴幼儿睡眠出现异常时及时地为其检查身体，也能够帮助父母做一定的处理，保证婴幼儿的睡眠健康。

进一步的，所述环境参数采集模块包括婴幼儿身高记录单元和被褥尺寸记录单元，所述婴幼儿身高记录单元存储有不同家庭婴幼儿的身高数据，所述被褥尺寸记录单元存储有对应家庭在婴幼儿睡觉时为其盖的被褥的长度和宽度数据，将所述婴幼儿身高记录单元和所述被褥尺寸记录单元中存储的数据通过所述区块链传输到所述面部遮挡监测模块中。

进一步的，所述面部遮挡监测模块包括睡眠空间建模单元、面部捕捉定位单元、捕捉范围固定单元、捕捉空缺感知单元和面部遮挡预警单元，通过所述睡眠空间建模单元对婴幼儿的睡眠空间进行建模：以被褥中心为原点建立二维坐标系，所述面部捕捉定位单元依据对应家庭婴幼儿的身高和被褥尺寸捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，确认下巴的位置坐标，所述捕捉范围固定单元在保证婴幼儿面部不会被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥的前提下固定面部捕捉的上下范围和角度，在固定好范围后对对应婴幼儿面部位置进行捕捉定位，若所述捕捉空缺感知单元感知到婴幼儿睡觉时无法捕捉到其面部位置，将感知结果传输到所述面部遮挡预警单元中，通过所述面部遮挡预警单元发出警报信号至区块链节点上，定点捕捉而不是传统方式中需要整体观察婴幼儿的身体移动轨迹和图像，在一定程度上减少了睡眠监测的难度和数据的计算量。

进一步的，所述被褥脱离监测模块包括纵向测距传感单元、横向测距传感单元、纵向移动分析单元、横向移动分析单元和被褥脱离警报单元，所述纵向测距传感单元测量面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离，所述横向测距传感单元测量面部捕捉设备至被褥右边缘的横向距离，所述纵向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体上下移动的距离，所述横向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体左右移动的距离，将分析结果传输到所述被褥脱离警报单元中，所述被褥脱离警报单元确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，判断被褥是否脱离，若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上。

进一步的，所述婴幼儿身高记录单元中存储的不同家庭婴幼儿的身高集合为h={h1，h2，...，hn}，所述被褥尺寸记录单元存储的对应家庭在婴幼儿睡觉时为其盖的被褥长度集合为a={a1，a2，...，an}，被褥宽度集合为b={b1，b2，...，bn}，其中，n表示被采集数据的家庭数量，将存储的数据通过所述区块链传输到面部捕捉定位单元中。

进一步的，所述面部捕捉定位单元捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，睡眠空间建模单元以被褥中心为原点建立二维坐标系，确认在保证婴幼儿面部没有被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥时的下巴临界位置坐标分别为（x，y）和（x^’，y^’），其中，x^’=x，面部捕捉设备的位置坐标为（x，y），将临界位置坐标和面部捕捉设备位置坐标传输到捕捉范围固定单元中，通过所述捕捉范围固定单元固定面部捕捉的上下角度范围：根据下列公式计算面部捕捉的上下角度范围：

，

将固定的面部捕捉上下角度范围传输到捕捉空缺感知单元中，所述捕捉空缺感知单元依据固定的角度范围感知婴幼儿面部位置，若在面部捕捉设备完成固定范围面部捕捉工作后，未感知到婴幼儿的面部位置，预测婴幼儿面部被被褥遮挡，将感知结果传输到面部遮挡预警单元中，通过所述面部遮挡预警单元发出警报信号至区块链节点上，依据婴幼儿下巴和肚子正好分别处于被褥上边缘时下巴的临界位置坐标，以及被褥的尺寸和面部捕捉设备的位置，利用正切函数计算固定的面部捕捉范围的目的在于在固定范围内监测捕捉婴幼儿当前睡眠时与被褥的相对位置，便于确认婴幼儿在睡眠时的上下运动变化过程，帮助父母了解其在各睡眠时间段内的睡眠习惯，掌握被褥遮挡婴幼儿面部的大致时间并在固定时间观察其睡眠的状态，有利于及时地确认婴幼儿面部是否被被褥遮挡，以提醒父母为其盖好被褥，提高了面部捕捉的效率。

进一步的，面部捕捉设备定位到当前婴幼儿下巴所在位置坐标为（xi，yi），所述纵向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为a，其中，a=yi-bi/2，由于是以被褥中心作为原点建立的坐标系，面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为其位置纵坐标与被褥宽度一半的差值，bi表示对应家庭的婴幼儿睡觉时被褥的宽度，所述横向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥左边缘的横向距离为b，，以被褥中心为原点建立坐标系，在婴幼儿面部处于被褥右边区域时，面部捕捉设备至被褥左边缘的横向距离为其位置横坐标与被褥长度一半的和，ai表示对应家庭的婴幼儿睡觉时被褥的长度，所述横向移动分析单元和纵向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体上下、左右移动的距离：在婴幼儿当前面部至被褥右边缘的距离为0时，，在捕捉到当前面部处于被褥右边时，若，当被褥正好盖在婴幼儿肚子上时捕捉到的下巴位置纵坐标为y^’，此时的面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为下巴位置纵坐标与被褥宽度一半的差值，即y^’-bi/2，在时，被褥上边缘正好处于婴幼儿面部以下和肚子之间，当时，婴幼儿正好处在被褥左右边缘之间的位置上，同时满足上述两个条件时，说明婴幼儿盖的被褥未脱离，否则说明婴幼儿盖的被褥已脱离，当前面部处于被褥左边时判断方式相同，将分析结果传输到所述被褥脱离警报单元中，计算婴幼儿面部与被褥边缘的距离的目的在于判断当前婴幼儿的被褥是否与其脱离，帮助被褥脱离警报单元及时地发出警报信号至区块链节点上，提醒父母为孩子盖好被褥，防止婴幼儿感冒发热，保障了婴幼儿的睡眠健康。

进一步的，所述被褥脱离警报单元确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，判断被褥是否脱离，若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上，提醒对应家庭父母为孩子盖好被褥。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1.本发明通过区块链技术在婴幼儿睡眠监测出现异常：睡眠时面部被被褥遮挡或者被褥脱离时发出警报信号至区块链节点上，提醒父母为孩子盖好被褥，避免出现呼吸不畅和感冒的现象，不同的家庭和医生都处于区块链节点上，在父母没有注意到的情况下可以相互提醒，将医生也放置在区块链节点上，有利于婴幼儿睡眠出现异常时及时地为其检查身体，也能够帮助父母做一定的处理，保证了婴幼儿的睡眠健康，通过环境参数采集模块采集不同家庭婴幼儿的身高和被褥尺寸数据，在婴幼儿睡眠时通过面部遮挡监测模块和被褥脱离监测模块对其面部位置进行精准捕捉，提高了面部捕捉的效率，分析其面部是否被被褥遮挡，身体是否脱离被褥，在出现异常时发出警报信号至区块链节点上，定点捕捉而不是传统方式中需要整体观察婴幼儿的身体移动轨迹和图像，在一定程度上减少了睡眠监测的难度和数据的计算量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统的结构图；

图2是本发明的面部捕捉示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：一种基于区块链的婴幼儿睡眠健康数据监测系统，其特征在于：系统包括：环境参数采集模块s1、区块链s2、面部遮挡监测模块s3、被褥脱离监测模块s4、医生所在客户端s5和家庭所在客户端s6；

环境参数采集模块s1采集不同家庭婴幼儿的身高记录和婴幼儿睡觉时盖的被褥长度和宽度数据，将采集到的数据通过区块链s2传输到面部遮挡监测模块s3中，面部遮挡监测模块s3对婴幼儿的睡眠空间进行建模，捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，在保证婴幼儿面部不会被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥的前提下，固定面部捕捉的上下范围，在固定面部捕捉范围后若感知到婴幼儿睡觉时无法捕捉到其面部位置，发出警报信号至区块链节点上，医生所在客户端s5和家庭所在客户端s6都在不同的区块链节点上，家庭所在客户端s6包括所有被采集婴幼儿数据的家庭；

被褥脱离监测模块s4测量面部捕捉设备至被褥边缘的横向距离和纵向距离，确定面部捕捉设备的位置坐标，监测不同家庭婴幼儿睡觉时身体上下移动和左右移动的轨迹，同样选择婴幼儿睡觉时下巴的位置作为定点，依据捕捉到的下巴位置坐标和面部捕捉设备的位置坐标确认面部捕捉角度的变化，确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，分析婴幼儿睡觉时被褥是否脱离，若未发现被褥脱离，继续进行监测；若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上，区块链s2上的任何一个节点的客户端发现警报信号都可以传输信息至对应的家庭，提醒父母为孩子盖好被褥，在父母发现孩子睡觉时身体出现异常时发送信息至区块链s2，处于区块链节点上的医生所在客户端s5发现信息后前去对应家庭为孩子检查身体，若情况紧急，医生所在客户端s5可以与对应家庭进行通信，远程帮助父母检查孩子身体，将医生放置在区块链节点上，便于婴幼儿睡眠出现异常时及时地为其检查身体，也能够帮助父母做一定的处理，保证婴幼儿的睡眠健康。

环境参数采集模块s1包括婴幼儿身高记录单元和被褥尺寸记录单元，婴幼儿身高记录单元存储有不同家庭婴幼儿的身高数据，被褥尺寸记录单元存储有对应家庭在婴幼儿睡觉时为其盖的被褥的长度和宽度数据，将婴幼儿身高记录单元和被褥尺寸记录单元中存储的数据通过区块链s2传输到面部遮挡监测模块s3中。

面部遮挡监测模块s3包括睡眠空间建模单元、面部捕捉定位单元、捕捉范围固定单元、捕捉空缺感知单元和面部遮挡预警单元，通过睡眠空间建模单元对婴幼儿的睡眠空间进行建模：以被褥中心为原点建立二维坐标系，面部捕捉定位单元依据对应家庭婴幼儿的身高和被褥尺寸捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，确认下巴的位置坐标，捕捉范围固定单元在保证婴幼儿面部不会被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥的前提下固定面部捕捉的上下范围和角度，在固定好范围后对对应婴幼儿面部位置进行捕捉定位，若捕捉空缺感知单元感知到婴幼儿睡觉时无法捕捉到其面部位置，将感知结果传输到面部遮挡预警单元中，通过面部遮挡预警单元发出警报信号至区块链节点上，定点捕捉而不是传统方式中需要整体观察婴幼儿的身体移动轨迹和图像，能够减少睡眠监测的难度和数据的计算量。

被褥脱离监测模块s4包括纵向测距传感单元、横向测距传感单元、纵向移动分析单元、横向移动分析单元和被褥脱离警报单元，纵向测距传感单元测量面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离，横向测距传感单元测量面部捕捉设备至被褥右边缘的横向距离，纵向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体上下移动的距离，横向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体左右移动的距离，将分析结果传输到被褥脱离警报单元中，被褥脱离警报单元确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，判断被褥是否脱离，若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上。

婴幼儿身高记录单元中存储的不同家庭婴幼儿的身高集合为h={h1，h2，...，hn}，被褥尺寸记录单元存储的对应家庭在婴幼儿睡觉时为其盖的被褥长度集合为a={a1，a2，...，an}，被褥宽度集合为b={b1，b2，...，bn}，其中，n表示被采集数据的家庭数量，将存储的数据通过区块链s2传输到面部捕捉定位单元中。

面部捕捉定位单元捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，睡眠空间建模单元以被褥中心为原点建立二维坐标系，确认在保证婴幼儿面部没有被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥时的下巴临界位置坐标分别为（x，y）和（x^’，y^’），其中，x^’=x，面部捕捉设备的位置坐标为（x，y），将临界位置坐标和面部捕捉设备位置坐标传输到捕捉范围固定单元中，通过捕捉范围固定单元固定面部捕捉的上下角度范围：根据下列公式计算面部捕捉的上下角度范围：

，

将固定的面部捕捉上下角度范围传输到捕捉空缺感知单元中，捕捉空缺感知单元依据固定的角度范围感知婴幼儿面部位置，若在面部捕捉设备完成固定范围面部捕捉工作后，未感知到婴幼儿的面部位置，预测婴幼儿有面部被被褥遮挡，将感知结果传输到面部遮挡预警单元中，通过面部遮挡预警单元发出警报信号至区块链节点上，依据婴幼儿下巴和肚子正好分别处于被褥上边缘时下巴的临界位置坐标，以及被褥的尺寸和面部捕捉设备的位置，利用正切函数计算固定的面部捕捉范围的目的在于在固定范围内监测捕捉婴幼儿当前睡眠时与被褥的相对位置，便于确认婴幼儿在睡眠时的上下运动变化过程，帮助父母了解其在各睡眠时间段内的睡眠习惯，掌握被褥遮挡婴幼儿面部的大致时间并在固定时间观察其睡眠的状态，便于及时地确认婴幼儿面部是否被被褥遮挡，以提醒父母为其盖好被褥，能够提高面部捕捉的效率。

面部捕捉设备定位到当前婴幼儿下巴所在位置坐标为（xi，yi），纵向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为a，其中，a=yi-bi/2，由于是以被褥中心作为原点建立的坐标系，面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为其位置纵坐标与被褥宽度一半的差值，bi表示对应家庭的婴幼儿睡觉时被褥的宽度，横向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥左边缘的横向距离为b，，以被褥中心为原点建立坐标系，在婴幼儿面部处于被褥右边区域时，面部捕捉设备至被褥左边缘的横向距离为其位置横坐标与被褥长度一半的和，ai表示对应家庭的婴幼儿睡觉时被褥的长度，横向移动分析单元和纵向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体上下、左右移动的距离：在婴幼儿当前面部至被褥右边缘的距离为0时，，在捕捉到当前面部处于被褥右边时，若，当被褥正好盖在婴幼儿肚子上时捕捉到的下巴位置纵坐标为y^’，此时的面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为下巴位置纵坐标与被褥宽度一半的差值，即y^’-bi/2，在时，被褥上边缘正好处于婴幼儿面部以下和肚子之间，当时，婴幼儿正好处在被褥左右边缘之间的位置上，同时满足上述两个条件时，说明婴幼儿盖的被褥未脱离，否则说明婴幼儿盖的被褥已脱离，当前面部处于被褥左边时判断方式相同，将分析结果传输到被褥脱离警报单元中，计算婴幼儿面部与被褥边缘的距离的目的在于判断当前婴幼儿的被褥是否与其脱离，帮助被褥脱离警报单元及时地发出警报信号至区块链节点上，提醒父母为孩子盖好被褥，防止婴幼儿感冒发热，保障了婴幼儿的睡眠健康。

被褥脱离警报单元确认婴幼儿最终与被褥的相对位置，判断被褥是否脱离，若发现被褥脱离，发出警报信号至区块链节点上，提醒对应家庭父母为孩子盖好被褥。

实施例一：被褥尺寸记录单元存储的随机一个家庭在婴幼儿睡觉时为其盖的被褥长度集合为ai=10dm，被褥宽度集合为bi=15dm，面部捕捉定位单元捕捉婴幼儿睡觉时的面部位置，选择下巴作为定点进行捕捉，睡眠空间建模单元以被褥中心为原点建立二维坐标系，确认在保证婴幼儿面部没有被被褥遮挡、同时肚子不会盖不到被褥时的下巴临界位置坐标：（x，y）=（0，8），（x^’，y^’）=（0，10），面部捕捉设备的位置坐标为（x，y）=（8，0），将临界位置坐标和面部捕捉设备位置坐标传输到捕捉范围固定单元中，通过捕捉范围固定单元固定面部捕捉的上下角度范围：根据公式计算面部捕捉的上下角度范围，捕捉空缺感知单元依据固定的角度范围感知婴幼儿面部位置，若在面部捕捉设备完成固定范围面部捕捉工作后，未感知到婴幼儿的面部位置，预测婴幼儿有面部被被褥遮挡，将感知结果传输到面部遮挡预警单元中，通过面部遮挡预警单元发出警报信号至区块链节点上；

面部捕捉设备定位到当前婴幼儿下巴所在位置坐标为（xi，yi）=（6，10），纵向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥上边缘的纵向距离为a，其中，a=yi-bi/2=2.5dm，横向测距传感单元测量到面部捕捉设备至被褥右边缘的横向距离为b，，横向移动分析单元和纵向移动分析单元依据捕捉到的面部位置坐标变化分析婴幼儿身体上下、左右移动的距离：捕捉到当前面部处于被褥右边，，说明婴幼儿盖的被褥已脱离，将分析结果传输到被褥脱离警报单元中，被褥脱离警报单元发出警报信号至区块链节点上，提醒对应家庭父母为孩子盖好被褥。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。