专利名称：人声识别智能婴儿摇篮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种摇篮，特别涉及一种人声识别智能婴儿摇篮。
背景技术：
养育婴儿对于现在的都市白领，可以说是一件令其心力憔悴的事情。目前市场上 已有“声控婴儿摇篮”这类的产品，但其基本上都只是增加一个声控延时开关，无法对声音 的来源进行有效的识别操作。市面上大部分摇篮仍是采用简单的按键操作，无法完成真正 意义上的智能控制，也没有提供良好的人机交互界面。对于现在普遍使用的蜂鸣式报警虽 能很好的警醒用户，但却会对婴儿造成很大的困扰。
发明内容本实用新型是针对现在的声控婴儿摇篮智能化和人性化不高的问题，提出了一种 人声识别智能婴儿摇篮，提供人声识别技术与体位感应的综合计算，可以消除噪音干扰，更 加准确地判断婴儿的睡眠状态。利用基于高实时性嵌入式操作系统软件计算，提供更加精 准的摇篮驱动判断，为婴儿提供更舒适的睡眠环境。在报警方面取代刺耳的蜂鸣，提供信号 警报灯、音乐播放、无线通信警报等多种可选报警方式，能使本摇篮床最大限度地满足用户 的需求。本实用新型的技术方案为一种人声识别智能婴儿摇篮，包括摇篮，还包括电控 盒、体位与尿湿信号采集装置、电动机和传动装置，电控盒上有触摸屏，体位与尿湿信号采 集装置将信号采集后送入电控盒，触摸屏输入设置参数，电控盒处理接收数据，数据在触摸 屏上显示，同时输出控制信号到电动机和传动装置驱动摇篮。所述电控盒内包括无线通信模块、ARM核心板、体位压力感应采集模块、电机驱动 模块、警报驱动模块，体位压力感应采集模块接收处理采集信号后送入核心板，ARM核心板 输出控制信号到电机驱动模块驱动摇篮，输出报警信号到警报驱动模块报警，通过无线通 信模块输出婴儿状态数据。所述体位压力感应采集模块包括8X8薄型按键组，74HC165并 串和74HC164串并转换芯片，8X8薄型按键组选用到型号为B3D-4112薄型按键，高度为 0. 3士0. 1mm。所述ARM核心板采用基于嵌入式微处理器S3C2440作为处理器。本实用新型的有益效果在于本实用新型人声识别智能婴儿摇篮，交互式触摸屏 为用户提供更加方便快捷的使用体验，既可显示当前摇篮的所有使用状态，也可以方便用 户进行设置，具有良好的人机交互性能。
图1为本实用新型人声识别智能婴儿摇篮示意图；图2为本实用新型人声识别智能婴儿摇篮中电控盒控制原理框图；图3为本实用新型人声识别智能婴儿摇篮中体位压力感应采集模块原理图；图4为本实用新型人声识别智能婴儿摇篮中无线通信模块原理框图。
具体实施方式
人声识别智能婴儿摇篮，采用现在已经成熟并广泛使用的机械和电机部分。增加 基于ARM S3C2440芯片架构的核心控制模块，编程并移植嵌入式操作系统，对整个摇篮的 硬件资源进行统一的管理。并编程完成人声识别与体位分析的任务，以及其他相关智能操 作。声音与体位采集单元收集相关信号，转化成数据存储在核心模块的falsh中，并由操作 系统调度算法对数据进行分析计算，并根据分析计算结果执行驱动电机等后续操作。采用 Toppoly3. 5英寸触摸屏，为用户提供人机交互界面。本人声识别智能婴儿摇篮如图1所示摇篮示意图，包括摆杆1、电控盒2、支架3、 床体4、体位与尿湿信号采集装置5、电动机和传动装置6，电动机和传动装置6由一台电动 机、一个曲柄连杆和一个直杆组成。电动机由电控系统中的电动机驱动模块25来驱动。曲 柄连杆和直杆分别用来将转动转化成横向移动和传递横向移动。这两部分采用常用装置。 电控盒2上有触摸屏21，体位与尿湿信号采集装置5将信号采集后送入电控盒2，触摸屏输 入设置参数，电控盒2处理接收数据后，数据在触摸屏上显示，同时输出控制信号到电动机 和传动装置6驱动摇篮。如图2所示电控盒2控制原理框图，电控盒2内包括无线通信模块22、核心板23、 体位压力感应采集模块24、电机驱动模块25、警报驱动模块26，体位压力感应采集模块24 接收处理采集信号后送入ARM核心板23，ARM核心板23输出控制信号到电机驱动模块25驱 动摇篮，输出报警信号到警报驱动模块26报警，通过无线通信模块22输出婴儿状态数据。本智能摇篮的使用设置均通过电控盒2上的Toppoly3. 5英寸触摸屏21来进行， 由于使用基于ARM s3c2440的核心板23，故可以运行嵌入式操作系统和嵌入式⑶I，从而代 替了传统的按钮和LCD灯，使得人机交互更加人性化、智能化，可操作性更强，操作更简便。本智能摇篮的核心功能在于进行人声识别与体位感应的综合分析，判断婴儿的睡 眠状态，体位与尿湿信号采集装置5可以综合判断婴儿的睡眠状态和生理情况，根据预设 的算法进行计算和判断，并以此自动触发操作，控制电机驱动模块25驱动电机，摇篮开始 摇摆。若有警报信号产生，控制警报驱动模块26启动报警灯并根据设置控制无线通信模块 22发送信号通知家长。体位压力感应采集模块24采用典型扫描键盘方式来设计。所用到的器件有，8 X 8 薄型按键组，74HC165并串和74HC164串并转换芯片来组成。原理图见图3。8X8薄型按键 组所用到的按键为B3D-4112薄型按键，高度为0.3士0. 1mm，负载DC3V 1mA，功耗小。从而 让婴儿在躺上去或坐上去时能够舒适，感觉不到异物。而74HC165和74HC164的作用是将 8 X 8键盘组的按键状态通过串行口传给ARM主控模块，这样做一方面是考虑到这组按键并 非工业现场控制装置，不需要在时间响应方面有太高要求，而串行通信的速率为微秒/字 节级，足以满足本系统要求。另一方面是为了节省主控芯片的I/O引脚。无线通信模块22采用蓝牙芯片BRF6150，其包含六个功能块无线收发器、天线开 关、蓝牙基带电路、微处理器、数据和程序存储器、电源管理模块及时钟，如图4所示。将该 芯片与ARM开发板IO端口相连，向家长的手持设备发送警报信号，告知家长当前婴儿的睡 眠状态。本智能摇篮的核心部分是ARM核心板23，采用基于嵌入式微处理器S3C2440(ARM9内核)作为处理器，加上一些外围设备和驱动，构成核心板，用来控制外围设备和协调各模 块间的工作。因该微处理器的强大运算功能，可以运行经过裁剪的嵌入式操作系统，以方便 本系统的功能实现、软件编写、程序升级和各功能模块之间的顺利协调工作，同时也可以使 用嵌入式GUI用户界面，方便用户的使用和操作，这也体现了智能摇篮的另一智能之处。
权利要求一种人声识别智能婴儿摇篮，包括摇篮，其特征在于，还包括电控盒、体位与尿湿信号采集装置、电动机和传动装置，电控盒上有触摸屏，体位与尿湿信号采集装置将信号采集后送入电控盒，触摸屏输入设置参数，电控盒处理接收数据，数据在触摸屏上显示，同时输出控制信号到电动机和传动装置驱动摇篮。
2.根据权利要求1所述人声识别智能婴儿摇篮，其特征在于，所述电控盒内包括无线 通信模块、ARM核心板、体位压力感应采集模块、电机驱动模块、警报驱动模块，体位压力感 应采集模块接收处理采集信号后送入核心板，ARM核心板输出控制信号到电机驱动模块驱 动摇篮，输出报警信号到警报驱动模块报警，通过无线通信模块输出婴儿状态数据。
3.根据权利要求2所述人声识别智能婴儿摇篮，其特征在于，所述体位压力感应采集 模块包括8X8薄型按键组，74HC165并串和74HC164串并转换芯片，8X8薄型按键组选用 到型号为B3D-4112薄型按键，高度为0. 3 士0. Imm0
4.根据权利要求2所述人声识别智能婴儿摇篮，其特征在于，所述ARM核心板采用基于 嵌入式微处理器S3C2440作为处理器。
专利摘要本实用新型涉及一种人声识别智能婴儿摇篮，包括电控盒、体位与尿湿信号采集装置、电动机和传动装置，电控盒上有触摸屏，体位与尿湿信号采集装置将信号采集后送入电控盒，触摸屏输入设置参数，电控盒处理接收数据，数据在触摸屏上显示，同时输出控制信号到电动机和传动装置驱动摇篮。交互式触摸屏为用户提供更加方便快捷的使用体验，既可显示当前摇篮的所有使用状态，也可以方便用户进行设置，具有良好的人机交互性能。
文档编号A47D9/02GK201664114SQ201020139250
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者孙国强, 王艇艇, 赵文博 申请人:上海理工大学