专利名称：多功能婴儿监护、教学机的制作方法
技术领域：
本实用新型属电子产品技术领域，具体涉及一种婴儿监护、学习用的多功能仪器。
背景技术：
婴儿一出生，就会发出哇哇的哭声，啼哭是婴儿表达的惟一方式，这是一种特殊的“语言”，不同的哭声能表达婴儿不同的情绪状态意向要求。可成人并不能每次都准确地解释婴儿哭的原因，这样难免造成对婴儿护理、照料不周，有时还可能造成误解。尤其，当婴儿睡眠时，大人可能离开婴儿，去干别的事情，而当婴儿醒来啼哭时，大人往往不知道。这样会延误照料和护理时间，严重者可能导致意外事故的发生。此外，婴儿具有一定的本能，如果能予以科学、合理的开发，有可能获得快速健康的发展。而且，婴儿的认识有一定的规律，婴儿的教学也应该符合婴儿的认知规律。目前，市场上有单纯的哭声判别器，有婴儿学习用的VCD和多种智能教学玩具等。人们希望有能对婴儿护理、教学等多种功能综合的仪器问世。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种具有多种功能的婴儿监护、教学机。
本实用新型设计的多功能婴儿监护教学机，由中央处理、麦克风、语音输入电路、语音输出电路、扬声器、键盘、样本库、液晶显示器、无线发射电路、无线接收电路、定时器经电路连接组成，其结构如图1所示。麦克风2与语音输入电路3连接后再与中央处理器1连接，中央处理器1与语音输出电路4连接后再与扬声器5连接，键盘6、样本库7、定时器10分别与中央处理器1连接，中央处理器1与液晶显示器8、无线发射电路9相连。其中，麦克风2、语音输入电路3、中央处理器1、语音输出电路4、扬声器、键盘6、样本库7和液晶显示屏8的连接关系构成婴儿哭声解读装置，见图2所示；麦克风2、语音输入电路3、中央处理器1和无线发射电路9的连接关系构成婴儿哭声发送器，与哭声接收器配合，组成婴儿哭声监控装置，这里哭声接收器由无线接收电路11和扬声器12组成，见图3所示；中央处理器1、定时器10、语音输出电路4和扬声器5的连接关系构成婴儿定时学习装置，见图4所示。
本实用新型中，键盘6设有6个功能键，即确认键(enter)、取消键(cancel)和上(up)、下(down)、左(right)、右(left)4个导航键，用于控制中央处理的状态，见图10所示。
本实用新型中，中央处理器1为装置的核心部分，其电路原理图见图6所示。是32位CPU，采用S1C33209芯片，它有2个晶振电路、4个输入输出口、2个输入口、24根地址线、16根数据线。
本实用新型中，语音输入电路3由交流耦合电路、麦克风信号放大单元、低通滤波器、交流信号放大单元组成，见图5所示。其中电阻R25、R26、R27、R28和电容C32、C33组成交流耦合电路；电阻R29、R30和电容C34、C35以及运放U6A组成麦克风信号放大单元；电阻R31、R32、R33、R34、R35和电容C37、C38、C39、C40以及U6B组成4级低通滤波器；电阻R36、R37、R38、R39和电容C41、C42、C43以及U713组成交流信号放大单元。
本实用新型中，语音输出电路4由低通滤波器和功率放大电路组成，见图7所示。其中由电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和电容C23、C24、C25、C26、C27组成低通滤波器，由电阻R22、R23、R24和电容C28、C29、C30、C31以及U5组成功率放大电路，R24/R22为功率放大倍数。
本实用新型中，无线发射电路9由编码器、电源、三级放大器组成，见图8所示。其中，编码器采用PT2262芯片，由P25和电阻R55、R56和三极管Q6组成编码器的电源，编码通过PT2262的P19管脚DOUT输出，经过3级放大电路，由天线发射出去。
本实用新型中，无线接收电路11由接收天线、滤波电路、译码器组成，见图9所示。其中，译码器采用PT2272芯片。而接收天线与滤波电路均为通常电路。
本实用新型中，定时器10电路也为通常电路，具体可采用Dallas公司的时钟芯片。
本实用新型中，婴儿哭声解读部分的工作原理如下哭声从麦克风2输入，在语音输入电路3中经过滤波和放大处理，哭声信号进入中央处理器1；样本库存储婴儿哭声特征值文件；中央处理器1将接收到的哭声信号进行AD转换，获得声音的数字信号，并提取哭声的特征值，将该特征值与样本库中的特征值进行比较，得到识别结果。该结果可以文字方式在液晶显示器8上显示出来，或者通过语音输出电路4，经滤波、放大后，以语音方式由扬声器5播出。
上述样本库中存储的哭声特征值文件，将婴儿哭声所反应的情绪状态分为6种，即饥饿、不舒服、疲劳、惊吓、烦躁不安、生病疼痛。中央处理器1将当前输入的哭声信号与样本库中的特征值文件所包含的6种状态进行比对，从而判别哭声所反映的情绪状态。
本实用新型中，婴儿哭声监控部分的工作原理如下使用时，把发射装置放置于婴儿旁边，接收装置携带于成人身上。当婴儿在睡眠时，大人可以在其他地方安心做事。婴儿醒来啼哭时，哭声立即通过麦克风2进入中央处理器1处理，然后由无线发射电路9将哭声信号发射出去；在远处的接收装置接收信号后，驱动扬声器发出提示音，提醒成人，孩子醒了。从而实现远程监控婴儿睡眠状态。监控的距离可以根据需要设置，例如，可以是30米、50米或者100米等。
本实用新型中，婴儿定时学习部分的工作原理如下按照婴儿认知规律选择一定教学内容，将其存储于中央处理器中。教学内容按照难易程度分成若干个知识块(例如拼音为一个块)，并编写相应的控制程序，每天定时播放。还可在婴儿起床、活动、睡眠等时间定时播放音乐。由定时器10设定需要启动学习程序的时间，中央处理器1根据设定的时间定时启动学习程序，通过PWM MAIN和PWMSUT管脚输出语音信号，并进入语音输出电路，经滤波和放大，由扬声器播放学习内容。
本实用新型可以帮助成人对婴儿哭声所反应的情绪状态和需求进行判别，可以对婴儿睡眠进行监控，并对婴儿定时进行语言学习和音乐教学，实现更加科学、合理地对婴儿进行照料和护理，更加科学、合理安排婴儿的教学和活动，从而促进婴儿健康地成长。
图1为本实用新型结构的原理框图。
图2为婴儿哭声解读部分的结构原理框图。
图3为婴儿哭声监控部分的结构原理框图。
图4为婴儿定时学习部分的结构原理框图。
图5为语音输入电路原理图。
图6为中央处理器电路原理图。
图7为语音输出电路原理图。
图8为无线发射电路原理图。
图9为无线接收电路原理图。
图10为键盘电路原理图。
图11为本多功能机的外形结构图。
具体实施方式
如图10所示，本实用新型的键盘6设有6个键，具体为enter、cancel、up、down、right、left键。enter为确认键，cancel为取消键，其它几个键分别为上下左右导航键。
如图5所示，为本实用新型的语音输入电路3，采用麦克风输入。哭声通过麦克风JP1输入，R26、C32、R25、C33、R27、R28组成交流耦合电路。R26、C33组成的一级低通滤波器，对电源电压产生的噪音滤除。R25的阻值(5.6K)跟麦克风自己的内阻(1.5K)之比，有了3.7倍的增益，一是减小电流功耗，再者是减轻下一级放大电路的负担。C33、R27、R28则组成了高通滤波器，截至频率为70Hz。C34、C35、R29、R30、U6A组成麦克风信号放大单元。R30/R29＝1倍的增益。R30的阻值可调，最多可达到500K，即500倍的增益。C34、R29组成一级高通滤波，截至频率为150Hz。R31、R32、C37、R33、R34、C38、C39、U6B、R35、C40组成了4级低通滤波器，切除3.5KHz以上的频率。C41、R36、R37、C42、R38、C43、R39、U7B组成交流信号放大单元。R39/R38＝1倍的增益，R39最多可达到100K，即10倍增益。C44、R40、R41组成高通滤波器，截至频率为500Hz。C44可调，3300pF截至频率为300Hz，4800pF截至频率为250Hz。至此，声音信号输入到图6中的AD0端。
如图6所示，为本实用新型的中央处理器1，它是整个解读装置的心脏。有高低2个晶振电路、4个输入输出口、2个输入口、24根地址线、16根数据线。中央处理器U1，即32位CPU，采用S1C33209芯片，接收到声音信号，AD转换后，把声音模拟信号转换为声音数字信号，并提取特征值，把该特征值跟样本库中的特征值进行比较，得出识别结果，通过图6中U1的PWM Main和PWM Sub管脚输出声音信号。
如图7所示，为本实用新型的声音输出电路4，图中的R14、R15、R16、C23、R17、R18、C24、R19、R20、C25、C26、U4A、R21、C28组成16KHz采样频率的低通滤波器。C29、R22、R23、R24、C30、C31、U5组成了功率放大电路，并最终由LS1扬声器播放提示语音或音乐。R24/R22为功率放大倍数。
如图8所示，为本实用新型的无线发射电路9，由编码器、电源、三级放大器组成，编码器采用PT2262芯片，由P25和电阻R55、R56和三极管Q6组成编码器的电源。编码通过PT2262的P19管脚DOUT输出，经过三级放大电路，由天线发射出去。
如图9所示，无线接收模块11由接收天线、滤波电路、译码器组成。其中，译码器采用PT2272芯片。
权利要求1.一种多功能婴儿监护教学机，其特征在于由中央处理、麦克风、语音输入电路、语音输出电路、扬声器、键盘、样本库、液晶显示器、无线发射电路、无线接收电路、定时器经电路连接组成，麦克风(2)与语音输入电路(3)连接后再与中央处理器(1)连接，中央处理器(1)与语音输出电路(4)连接后再与扬声器(5)连接，键盘(6)、样本库(7)、定时器(10)分别与中央处理器(1)连接，中央处理器(1)与液晶显示器(8)、无线发射电路(9)相连，其中，麦克风(2)、语音输入电路(3)、中央处理器(1)、语音输出电路(4)、扬声器、键盘(6)、样本库(7)和液晶显示屏(8)的连接关系构成婴儿哭声解读装置；麦克风(2)、语音输入电路(3)、中央处理器(1)和无线发射电路的连接关系构成婴儿哭声发送器，与哭声接收器配合，组成婴儿哭声监控装置，这里哭声接收器由无线接收电路(11)和扬声器(12)组成；中央处理器(1)、定时器(10)、语音输出电路(4)和扬声器(5)的连接关系构成婴儿定时学习装置。
2.根据权利要求1所述的多功能婴儿监护教学机，其特征在于所说中央处理器(1)为32位CPU，采用S1C33209芯片，它有2个晶振电路、4个输入输出口、2个输入口、24根地址线、16根数据线。
3.根据权利要求1所述的多功能婴儿监护教学机，其特征在于所说语音输入电路(3)由交流耦合电路、麦克风信号放大单元、低通滤波器、交流信号放大单元组成，其中电阻R25、R26、R27、R28和电容C32、C33组成交流耦合电路；电阻R29、R30和电容C34、C35以及运放U6A组成麦克风信号放大单元；电阻R31、R32、R33、R34、R35和电容C37、C38、C39、C40以及U6B组成4级低通滤波器；电阻R36、R37、R38、R39和电容C41、C42、C43以及U7B组成交流信号放大单元。
4.根据权利要求1所述的多功能婴儿监护教学机，其特征在于所说语音输出电路(4)由低通滤波器和功率放大电路组成，其中由电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和电容C23、C24、C25、C26、C27组成低通滤波器，由电阻R22、R23、R24和电容C28、C29、C30、C31以及U5组成功率放大电路，R24/R22为功率放大倍数。
5.根据权利要求1所述的多功能婴儿监护教学机，其特征在于所说无线发射电路(9)由编码器、电源、三级放大器组成，其中，编码器采用PT2262芯片，由P25和电阻R55、R56和三极管Q6组成编码器的电源，编码通过PT2262的P19管脚DOUT输出，经过3级放大电路，由天线发射出去。
6.根据权利要求1所述的多功能婴儿监护教学机，其特征在于所说无线接收电路(11)由接收天线、滤波电路、译码器组成，其中，译码器采用PT2272芯片。
专利摘要本实用新型为多功能婴儿监护、教学机。它由中央处理器、麦克风、语音输入电路、语音输出电路、扬声器、键盘、样本库、液晶显示器、无线发射电路、无线接收电路、定时器等经电路连接组成。这些模块的不同组合可分别构成婴儿哭声解读、婴儿睡眠监控、婴儿定时学习的装置。利用语音识别技术，识别出婴儿的情绪，利用无线收发功能，实现远程婴儿睡眠监控，利用定时器，实现定时语音教学和音乐教育。本实用新型将婴儿监护和教学的多种功能集合于一体，使用十分方便，是父母科学、合理地对婴儿进行照料、护理和教学的好帮手。
文档编号G08B21/00GK2692757SQ20042002202
公开日2005年4月13日 申请日期2004年4月20日 优先权日2004年4月20日
发明者孙萍 申请人:上海上悦通讯技术有限公司