浴缸监控器的制造方法
【专利摘要】根据本公开的至少一些方面的实施例包括关于可以用于感测移动和/或没有移动，例如与浴缸的使用者相关的移动的浴缸监控器的方法、装置、设备和/或系统。一些示例实施例可以用于在检测到潜在的不安全情形，例如不存在浴缸的使用者的移动时，提供本地和/或远程报警。在一些示例实施例中，浴缸报警系统可以包括压力传感器，例如压电传感器，以通过感测浴缸中的压力波(或没有压力波)来感测移动(或没有移动)。
【专利说明】浴缸监控器
[0001]相关申请
[0002 ]本申请主张于2013年12月5日提交的美国申请系列号14/097，408的优先权。
【背景技术】
[0003]本公开考虑了已经被使用来检测水流出浴缸的浴缸溢流报警设备。但是，由于这样的报警设备无法检测与溢流无关的情况如溺水，所以对于检测一些与浴缸相关的潜在不安全的情形可能是无用的。
【发明内容】
[0004]本公开涉及安全监控器，其可以包括报警设备，更具体地，本公开涉及用于小水体如浴缸、漩涡浴缸、医疗温泉、治疗温泉、步入式浴缸、“小孩”游泳池等的监控器和/或报警设备。虽然根据本公开的报警系统可以用于如上所述的任何类型小水体，但是为了简单性和示例性目的，本公开的实施例将会被描述为使用浴缸。为了本发明权利要求的目的，术语“浴缸(tub)”应该包括在本段所描述的所有这样的供人使用的盛水物体。
[0005]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可以包括关于可以用于感测移动和/或没有移动，例如与浴缸的使用者相关的移动的浴缸监控器的方法、设备、设备和/或系统。一些示例实施例可以用于在检测到潜在的不安全情形时，例如没有浴缸的使用者的移动时，提供本地和/或远程报警。
[0006]在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，浴缸报警系统可以包括基于声纳的系统，其可用于例如帮助防止年幼儿童在浴缸中溺水。所述系统可以使用例如但不限于通过压电传感器或由另一个移动传感器产生的超声波来监控浴缸中的孩子的移动。
[0007]在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，浴缸报警系统可以包括通过感测浴缸中的压力波(或没有压力波)来感测移动(或没有移动)的压力传感器，例如，压电传感器。在更详细的实施例中，所述浴缸报警系统也可以包括检测洗澡水温度的温度传感器，例如，热敏电阻，这样所述系统可用于如果所述洗澡水的温度超过预定温度，例如100°F时，触发报警。
[0008]在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，浴缸报警系统可以包括暴露于水移动的温度传感器，其通过感测所述热敏电阻上的电压变化超过预期的(或预定的)水平(例如，比较暴露于水移动的第一热敏电阻上的电压变化和没有暴露于水移动的第二屏蔽的热敏电阻上的电压变化)来检测浴缸中的水移动(或没有移动)。所述第二屏蔽的热敏电阻也可用于检测洗澡水温度，使得如果所述洗澡水的温度超过预定温度，例如100°F时，则所述系统可用于触发报警。
[0009]在一些示例实施例中，只要检测到足够的移动，所述系统可以保持为“监控”模式。如果在预定的时间没有检测到(或检测到小的)移动，则所述系统可以启动报警序列。例如，所述系统可以发出声音报警。如果大量的移动恢复(例如，在预设的时间)，所述系统可返回到监控模式。可选择地，所述报警可由用户手动停止。
[0010]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可以包括一个以上的超声(υ/s)换能器，其用于在水体(例如，浴缸)中发送和/或生成一个或多个驻波。所述换能器可以用于当所述驻波被水体中的对象(例如，人)的移动干扰时检测超声调制信号。根据本发明的至少一些方面的一些示例实施例可以包括一个或多个压力传感器，例如，压电传感器，以检测由水体内的移动引起的传感器上的压力变化。根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可以包括一个或多个温度传感器，例如，热敏电阻，以检测由于水体内的移动而引起的传感器上的本地温度的变化。
[0011]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可以包括中央处理单元(例如，微处理器)，其可用于从所述移动传感器获得信号。一个或多个算法可以用于分析各种参数以区分浴缸中的“移动”情形和“没有移动”的情形。例如，可以基于一个或多个算法的输出而发出报警信号，所述算法被用于计算不同水平的、可能与浴缸中的孩子的移动相关的移动强度之间的计时。压电和/或热敏电阻以外的其他传感器，例如，压力、声音、红外线、加速度、浮动和其他的机械传感器也可以使用稍作修改的算法。
【附图说明】
[0012]图1是表示根据本公开的示例性浴缸监控器系统和环境的框图；
[0013]图2是表示根据本公开的示例性监控单元的框图；
[0014]图3是表示根据本公开的示例性远程单元的框图；
[0015]图4是根据本公开的实施例的电压随时间变化的示例图；
[0016]图5是根据本公开的至少一些实施例操作浴缸报警设备的示例方法的流程图；
[0017]图6是表示根据本公开的另一示例性浴缸监控器系统的框图；
[0018]图7是表示根据本公开的另一示例性浴缸监控器系统的框图。
【具体实施方式】
[0019]图1是根据本公开的至少一些方面的示例浴缸监控器系统10的框图。浴缸监控器系统10可以用于和小水体连接，例如，可装水14和/或使用者16的浴缸12。监控器18可以放置在浴缸12中、在浴缸12上或靠近浴缸12和/或可以包括传感器，例如换能器20，其可操作地与水14和/或使用者16相关。如下面所讨论的，换能器20可用于发出声音22至水14中和/或可用于检测由于使用者16的移动而在水14中引起的声音24。在一些示例实施例中，发出的声音22可以在水14中生成驻波25。在一些示例实施例中，换能器20可以是压电传感器的形式，其用于通过感测压力波(或没有压力波)来检测浴缸中的移动(或没有移动)。在一些示例实施例中，换能器20可以是热敏电阻的形式，其用于感测热敏电阻上的且与浴缸12内的预期温度变化不同的温度变化(即，例如由于浴缸中的移动而非由于感测到的或预期的洗澡水的冷却的温度变化)。监控器18可用于发出通知26，例如声音报警。一些示例监控器18可用于与远程单元28进行通信，例如，经由无线电链路30。远程单元28可用于发出通知32，例如声音报警。
[0020]图2是根据本公开的至少一些方面的示例监控器单元100的框图。浴缸监控器100可以包括电源(例如，电池102)、微处理器104和/或换能器106。在一些示例实施例中，电池102可经由水激活开关108和/或电压调节器110提供电力给微处理器104。微处理器104可以使用换能器106发送和/或接收水14中的声音，换能器106在使用中可以至少部分地浸在水14中。微处理器104可以包括“开”指示(例如，开(ON)LED 112)、电池低电量指示(例如，电池低电量LED 114)和/或待机按钮116。在检测到某些潜在的不安全情形时，微处理器104可用于激活报警设备118，其可以产生与检测到的潜在的不安全情形相关的一个或多个视觉的、听觉的、触觉的和/或其它通知。例如，报警设备118可以包括扬声器、蜂鸣器、灯和/或其它类似的通知设备。一些示例实施例可以包括无线电链路120(例如，发送器和/或接收器)，其可以用于发送通知(例如，与潜在的不安全情形相关的通知)和/或其它数据(例如，状态信息)至一个或多个远程位置和/或从一个或多个远程位置接收数据(例如，信息和/或命令)。例如，命令可激活和/或关闭浴缸报警系统。
[0021]图3是可用于连接监控器单元100的示例远程单元200的框图。远程单元200可以包括电源(例如，电池202)和/或微处理器204。在一些示例实施例中，电池202可以经由“开/关”开关206和/或电压调节器208提供电力给微处理器204。远程单元200可以包括“开”指示(例如，开LED 210)、电池低电量指示(例如，电池低电量LED 212)和/或待机按钮214。
[0022]远程单元200可以包括可操作地耦接到微处理器204的无线电链路216(例如，发送器和/或接收器)。无线电链路216可用于从一个或多个远程位置接收通知(例如，与潜在的不安全情形相关的通知)和/或其他数据(例如，状态消息)、和/或发送数据(例如，信息和/或命令)到一个或多个远程位置。例如，远程单元200的无线电链路216可用于与监控器单元100的无线电链路120进行通信。在接收与潜在的不安全情形相关的通知时(例如，通过无线电链路216)，微处理器204用于激活报警设备218，其可以产生与检测到的潜在的不安全情形相关的一个或多个视觉的、听觉的、触觉的和/或其它的通知。
[0023]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可以包括被编程为执行确定在水体如浴缸中的“移动”情形和“没有移动”情形的方法的报警逻辑。例如，可以通过水体里(例如，在浴缸12中的水14)的压电换能器(例如，换能器106)产生超声波以生成驻波(例如，驻波25)，其可作为载波和/或与由水中的孩子引起的移动的频率范围不同的频率。
[0024]在根据本公开的一些示例实施例中，换能器106可以用于检测与孩子的移动有关的声波。与孩子的移动有关的声波可以从载波中滤出和/或可以被转换成电波形。然后，该波形的波幅可以被平均和/或放大。比较器可用于比较该波形和/或其与不同时间期间内的不同水平的移动(例如，“强度”)有关的预设水平的定时。所述微处理器然后可以分析基于一个或多个算法的这些信号和/或所述微处理器可发出可能导致警告蜂鸣声和/或完全的报警的命令。所述微处理器也可以发送命令到可以提醒人在浴缸的孩子的各种活动的无线遥控器。
[0025]在根据本公开的至少一些方面的一些不例实施例中，微处理器和/或相关的电路可用于平均与孩子的移动相关的电波形以产生平均电压水平。例如，所述电路可以把多普勒频率(例如，约25Hz)转换为变化的水平在每秒约11OmV的速率的电压斜坡。所述微处理器可以在约每200毫秒采样斜坡电压。只要采样的电压超过最小参考水平(例如，0.25V)，所述监控器可保持监控模式。每当采样的电压低于最小参考水平(例如，0.25V)时，所述监控器可以启动可升级到完全报警的低水平报警序列，例如，经过数秒的期间。在采样的电压超过最小参考水平(例如，0.25V)的任何时间，所述报警序列可以停止，并且监控器器可返回到监控模式。
[0026]微处理器和/或相关的电路可以比较该平均电压水平和预定阈值(例如，0.25V)。如果该平均电压水平等于或高于预定阈值，则微处理器可以假定存在孩子的足够的移动以保持监控模式和不发出报警声。如果该平均电压水平降到低于预定阈值电压和保持低于阈值一段预定期间(例如，200毫秒)，则报警序列可以被启动。所述报警序列可在最初的音量和/或速度启动蜂鸣声(例如，低音量和约每秒蜂鸣一声)。如果没有检测到在浴缸里的移动时，报警序列可以继续升级报警，诸如最大的音量，连续的蜂鸣声。在一些示例实施例中，报警升级可以在一段时间期间里逐步地发生，例如，在一分钟的时间里按照200毫秒的频率逐步地增加音量和速度。如果该变化的电压上升到高于在预定时间期间内的阈值(例如，高于
0.25伏特的时间有200毫秒)，则所述报警序列可以停止并且所述系统可返回到监控模式。
[0027]图4是电压随时间变化的示例图。如上所讨论的，当所述采样电压低于最小阈值电压(例如，0.25V)，示例实施例可以处于报警模式。当采样电压高于最小阈值(例如，0.25V)，示例实施例可以处于监控模式。
[0028]图5是根据本公开的至少一些实施例操作浴缸报警的示例方法300的流程图。方法300可以包括操作302，其可包括比较和浴缸的使用者的移动有关的在浴缸的水中的声音的水平与阈值水平。操作302之后可以是操作304，其可包括，如果和浴缸的使用者的移动有关的在浴缸的水中的声音的水平低于阈值则启动报警序列。
[0029]图6是根据本公开的至少一些方面的另一个示例监控器单元500的框图。浴缸监控器500可包括电源(例如，电池502)、微处理器504，和/或以压电传感器506为形式的换能器。在一些示例实施例中，电池502可经由水激活开关和/或电压调节器510提供电力给微处理器504。微处理器504可使用压电传感器506接收在水14中的声音，压电传感器506在使用过程中，可以至少部分地浸入在水14中。例如，微处理器可操作地耦接到水传感器520以感测被浸没在水中的所述监控器单元500;并且可操作地耦接到热敏电阻522以感测水14的温度。微处理器504可包括通过LEDs 512的“开”指示和/或“电池低电量”指示。微处理器也可操作地耦接到待机按钮516。在检测某些潜在的不安全情形时，微处理器504可用于激活报警设备518，其可以产生与检测到的潜在的不安全情形相关的一个或多个视觉的、听觉的、触觉的和/或其它的通知。例如，报警设备518可以包括扬声器、蜂鸣器、灯和/或其它类似的通知设备。一些示例实施例可以包括无线电链路521(例如，发送器和/或接收器)，其用于发送通知(例如，与潜在的不安全情形相关的通知)和/或其它数据(例如，状态信息)至一个或多个远程单元200和/或从一个或多个远程单元200接收数据(例如，信息和/或命令)。例如，命令可激活和/或关闭浴缸报警系统。
[0030]可按照如下操作图6的实施例。例如，父母可以通过附着吸盘(未显示)将监控器单元500固定到浴缸12的壁上。由于浴缸12充满水14，水传感器520将会检测到水，并且在检测中，处理器504将打开监控器500，或激活监控功能。当浴缸12排水时，传感器520可能检测到没有水，并使处理器504关闭监控器500。当监控器500被激活时，在报警发挥作用(工作)前可能有一个编程的延时周期。同时，父母可以将孩子放入浴缸12(或当水填充浴缸时孩子可能已经在浴缸中)。一旦监控器500工作，可通过压电传感器506检测到孩子16在浴缸里的活动。只要孩子保持活动，所述报警设备518就不会响。如果处理器504基于压电传感器506的信号确定该孩子的活动已停止，处理器504可用于触发声音报警521和/或通过无线电发送机521发送信息到远程单元200，其响应发出声音报警设备218。
[0031]当孩子在浴缸12中玩耍时，孩子的移动产生微小的压力波。在详细的示范性实施例中，由于这些压力波移动压电传感器506，所述移动产生一系列作为放大器524的输入的电荷。电荷放大器524的高阻抗允许这些电荷产生一系列的脉冲。传感器的电容和电荷放大器524的高阻抗反馈电阻生成低频截止频率为0.59Hz的高通滤波。低通滤波器526具有
3.28Hz的高频截止频率，其生成频率范围为0.59Hz至3.28Hz的带通滤波器。所述带通滤波器允许处理器504查看孩子的移动所产生的频率，以及阻止非孩子产生的频率。处理器504监控这些移动时的脉冲。当处理器504观察到脉冲(移动)，其复位60秒的定时器。如果处理器504在60秒的时间窗口内没有看到脉冲/移动，它就开始报警序列。报警序列是一系列的蜂鸣声(例如，由声音报警设备518发出)和静音，其随着报警的继续增加音量和频率。报警的目的是提醒父母非常紧迫，而不是用突然的、非常大声的报警吓到孩子。根据紧急程度的不同，孩子的移动能再次发送报警序列，并使处理器504返回监控模式。通过按下待机按钮516，处理器504将在待机模式60秒(监控器500打开，但不检测移动)。在报警序列期间按待机按钮516将重置报警序列，并使监控器500在待机模式。
[0032]在本实施例中，监控器500也可作为温度计和温度报警设备。精密热敏电阻522根据洗澡水14的温度变化电阻。处理器504监控这个电阻并在LCD显示器528上显示相关的温度。进一步地，如果处理器504感测到温度超过预定阈值，例如100°F(华氏度)，处理器504可触发由声音报警设备518和/或远程单元200的声音报警设备218发出的高温报警。可提供转换开关以允许温度监控在华氏温度和摄氏度之间切换。
[0033]图7是根据本公开的至少一些方面的另一个示例监控器单元600的框图。在图7的实施例中，压电传感器被另一个热敏电阻530代替以感测洗澡水14中的移动。在这个实施例中，浴缸监控器600中有两个热敏电阻，即屏蔽的或固定的热敏电阻522和暴露的或可变的热敏电阻530。屏蔽的热敏电阻522在洗澡水14中，但是其屏蔽由洗澡的孩子引起的水移动。暴露的热敏电阻530在洗澡水中并暴露于水移动。两个热敏电阻均由恒流发电机供电。当所述屏蔽的热敏电阻522在洗澡水中并工作时，电阻的唯一变化将是水温的变化，并且该变化在很多情况下是很微小的，因为洗澡水变凉会很慢。当所述暴露的热敏电阻530在洗澡水14中，并且所述恒流发电机打开且电流为5mA(毫安)时，所述热敏电阻530的电阻将会达到稳定值，其是洗澡水自加热特性和散热的平衡。当由于浴缸12中的孩子的移动，使暴露的热敏电阻530周围的水移动时，这个平衡被打破，所述热敏电阻上的电压发生变化。所述处理器504被用于监控每个热敏电阻上的电压变化以确定如果暴露的热敏电阻530的变化超过屏蔽的热敏电阻522，则检测浴缸12中的孩子的移动。
[0034]在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，除了声音传感器、压电传感器或热敏传感器以外的一个或多个传感器可用于感测浴缸的使用者的移动。例如，可选择的传感器包括但不限于代替的压力传感器、红外线传感器、加速度计、浮动式传感器和本领域中已知的其它类似的传感器。一般地，替换的传感器，例如压力传感器和移动浮子传感器可产生与浴缸中的孩子的移动相关的，频率范围为约1Hz到500Hz的输出。放大的输出和/或与这些传感器相关的滤波电路可以如上所述的声音传感器实施例大致相同的方式被平均和/或评估。
[0035]本公开考虑到了，如果浴缸的使用者在一段时间期间内一直保持安静，可能会产生“错误报警”。如上所述，一些示例实施例配置了包括在相对低的水平上的初始本地声音报警的报警序列，其可感应通过浴缸的使用者做出的一些移动。如果被感应的移动足以复位所述报警，则所述报警序列在该点被结束，而不用升级到完全报警和/或发送通知到远程单元。在一些示例实施例中，初始的、低级别的报警通知可提供给远程单元。
[0036]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可与婴儿监控器技术相结合，例如，以提供与本文所述的基于移动的报警关联的音频和/或视频监控。
[0037]在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，由换能器产生的驻波可以具有大约1kHz(千赫兹)到大约IMHz(兆赫兹)的频率。在一些示例实施例中，驻波可以具有大约40kHz到大约I OOkHz的频率。
[0038]根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可用于检测与水体的使用者的移动相关的、频率为约1Hz到500Hz的声音。一些示例实施例可用于检测与水体的使用者的移动相关的、频率为约1Hz到30Hz的声音。一些示例实施例可用于检测与水体的使用者的移动相关的，频率为约25Hz的声音。
[0039]本文中所使用的“没有移动”可以指有一些移动、但是移动可能低于检测的阈值的情况。同样地，本文中所使用的“没有移动”也可以指有一些可检测的移动、但是检测到的移动小于被认为是可以阻止报警的足够移动的阈值的情况。
[0040]虽然为了公开本发明阐述了上述示例实施例，但对本领域技术人员而言，也可发生对公开的实施例和其它实施例的修正。相应地，应当理解的是本发明并不限于上述精确的实施例，在不偏离范围的前提下也可做出改变。同样地，应当理解的是满足本文中公开的任何或所有规定的优点或对象以落入本公开的范围是没有必要的，因为内在的和/或无法预见的优点即使没有在本文中精确地讨论，也是可以发生的。
【主权项】
1.一种用于浴缸的监控器系统，包括: 传感电路，其包括至少部分地浸入在浴缸中所容纳的水中的换能器，所述换能器用于检测由于处于浴缸中所容纳的水中的人的移动而引起的浴缸中所容纳的水中的情况，所述传感电路提供输出信号； 微处理器，其可操作地耦接于所述传感电路以接收所述输出信号并且用于处理所述输出信号，以确定是否在预定的时间期间内已经感测到处于浴缸中所容纳的水中的人的移动，并且如果在预定的时间期间内没有感测到处于浴缸中的人的移动，则启动报警序列；以及 报警设备，其可操作地耦接于所述微处理器以通过微处理器选择性激活。2.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述传感电路包括压电传感器。3.根据权利要求2所述的监控器系统，其中，所述传感电路还包括可操作地耦接在压电传感器和微处理器之间的带通滤波器。4.根据权利要求3所述的监控器系统，其中，所述带通滤波器包括可操作地耦接在压电传感器和低通滤波器之间的电荷放大器，所述低通滤波器可操作地耦接在所述电荷放大器和所述微处理器之间。5.根据权利要求3所述的监控器系统，其中，所述带通滤波器被用于阻止非由于处于浴缸中所容纳的水中的人的移动的频率。6.根据权利要求2所述的监控器系统，还包括温度传感器，所述温度传感器至少部分地浸入在浴缸中所容纳的水中并且可操作地耦接到微处理器，所述微处理器用于，如果温度传感器输出指示浴缸中所容纳的水中的温度高于预定温度的数据则生成报警。7.根据权利要求6所述的监控器系统，还包括可操作地耦接到所述微处理器的显示设备，其中所述微处理器还用于控制所述显示设备以显示由温度传感器所感测到的浴缸中所容纳的水的当前温度。8.根据权利要求6所述的监控器系统，其中，所述温度传感器包括热敏电阻。9.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述微处理器包括定时器，所述定时器在每次已经感测到处于浴缸里的人的移动时而被重置，并且当在感测到处于浴缸中的人的移动前超时时，激活所述报警序列。10.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述报警设备随着报警序列的继续，增加音量和频率中的至少一个。11.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述微处理器还用于以下(a)和(b)中的至少一个时，重置所述报警序列:(a)所述微处理器感测到处于浴缸中的人的移动；以及(b)所述微处理器感测到与所述微处理器可操作地耦接的待机按钮已经被用户激活。12.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述换能器包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻用于感测由于处于浴缸中所容纳的水中的人的移动而引起的温度波动。13.根据权利要求12所述的监控器系统，其中，所述第一热敏电阻暴露于浴缸中的水移动，并且所述系统还包括第二热敏电阻，所述第二热敏电阻与微处理器可操作地耦接并且屏蔽浴缸中的水移动，其中，所述微处理器用于基于对所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻输出的比较来感测处于浴缸中所容纳的水中的人的移动。14.根据权利要求13所述的监控器系统，其中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻均由恒流发电机供电。15.根据权利要求13所述的监控器系统，其中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻的输出的比较确定是否所述第一热敏电阻的输出比所述第二热敏电阻的输出变化更快。16.根据权利要求1所述的监控器系统，还包括通过数据链路耦接到所述微处理器的远程单元，并且包括可以由所述微处理器通过数据链路传送至所述远程单元的信号所启动的报警单兀。17.根据权利要求1所述的监控器系统，其中，所述换能器用于发送和检测在浴缸中所容纳的水中的声音中的至少一个。18.根据权利要求17所述的监控器系统，其中，所述传感器用于发出超声波至浴缸中所容纳的水中。19.根据权利要求18所述的监控器系统，其中，所述超声波在浴缸中所容纳的水中产生驻波，并且所述微处理器用于过滤由所述换能器检测到的且与浴缸中的移动相关的声音以形成载波频率。
【文档编号】G08B21/04GK105874516SQ201480066315
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】罗伯特·杰查尔特, 斯蒂夫·科尔
【申请人】Rje国际有限公司