一种独居老人提醒系统的制作方法

本发明属于语音识别系统以及物联网领域，涉及交互设计、语音识别技术以及物联网信息传递，尤其涉及通过老年人可穿戴设备接收家中传感信号方式的设计。

背景技术：

随着社会上对老龄群体的重视，老年人产品无疑已经成为设计领域中的一大重要门类。从生理的角度来研究老年人产品设计是最基本的前提，即关注运动机能与感知机能的变化。当今市场上，主流的老年人产品倾向于与医疗、健康、安全相关，这和老年人的生活需求是密不可分的。另外，随着科技的发展，智能化也慢慢进入老年人生活。

在当今中国社会家庭中，老年人更愿意与已成家的儿女分开居住，拥有更加自主的养老空间。其生理机能的退化给他们的行为活动带来阻碍，因此一些老年人专用产品被频繁应用。这之中也不乏辅助老年人记忆力的产品，如厨房定时器、定时吃药的药盒、煤气报警器等等。为老年人设计的提醒类产品不仅要在功能上符合需求，同时也应该满足老年人的身体和心理特征以保证产品高效地被使用。

市场中现有的提醒类产品种类多样，但真正做到简单易用，便于老年人使用的并不算多。其中，老年人较为常用的是提示型药盒。大多该类药盒采用药盒与闹钟结合的方式。在按键以及时间显示的设计上既不方便老年人的操作也不方便观察，而且也大都存在着不能提醒到位的问题。另外，比较需要老年人注意的居家安全问题，在家中安置的门窗安全提示系统现在采用成本较低的射频技术已经应用得非常成熟，但大多需要使用手机app进行操作和控制，这对老年人来说也无疑是使用上的一大障碍。最后，对市场现有相关产品的分析得出以下几点结论：

·功能单一，不同方面要使用不同的提示器，给生活添加过多负担；

·通过简单的提示音进行提示，意义不明，容易混淆且不易注意到；

·提示不及时，不随身携带经常错过提示；

·使用人群没有明确定位，老年人操作不尽如人意。

在这种背景下，老年人对于一款智能提醒系统的需求越来越强烈。

技术实现要素：

本发明针对老年人目前生理和社会生活情况，设计出为老年人方便理解和操作的产品系统，在产品的形式上更加方便于及时地接收提示信息，从而改善现有问题。本发明为一种应用于独居老人的语音识别系统的使用方式，涉及交互设计、语音识别技术以及物联网信息传递，尤其涉及通过老年人可穿戴设备接收家中传感信号方式的设计。该系统是一套以语音交互方式为主的智能提醒设备：由老人随身佩戴的语音提醒手表、放置家中的感应终端及安装在门窗上的传感器构成。整个系统除了老人自主设定语音备忘外，还应用物联网技术将服药、门窗安全以及必备随身物品携带等情况反馈给老人，全面且人性化的备忘提醒，将提高老人独居生活的品质。

本发明采用的技术为语音识别系统和物联网原理，整个独居老人提醒系统由老人随身佩戴的语音提醒手表、放置家中的感应终端及安装在门窗上的传感器构成。

一种独居老人提醒系统，该系统分为三部分，即随身佩戴的语音提醒手表(5)、放置家中的感应终端及传感器；

传感器与放置家中的感应终端连接交互，放置家中的感应终端与语音提醒手表(5)通过无线通讯方式进行连接交互，感应终端由单片机和感应终端主体组成，感应终端主体包括放置药品的抽屉(1)、压力托盘(2)、手表充电装置(3)、led状态提示灯(4)和感应终端的开关(6)组成。压力托盘(2)安装在放置药品的抽屉(1)的顶部，手表充电装置(3)设置在放置药品的抽屉(1)的一侧，led状态提示灯(4)与手表充电装置(3)能够相互连接，电源通过感应终端的开关(6)与单片机连接；单片机与wi-fi模块连接，wi-fi模块与传感器进行远程交互连接。

单片机的核心控制器为物联网控制板；

传感器包括感应钥匙的压力托盘(2)下的压力传感器，在放置药品的抽屉(1)的开合处设置的光感传感器。

感应终端中的内部电路由物联网中的物联网控制板由avr单片机作为核心控制器；语音手表通过板载模数转换器连接到压力传感器；语音手边通过板载模数转换器连接到光感传感器；语音手表通过板载串口连接到wi-fi模块及语音模块。

本提醒系统以三种提醒方式为主：语音自定义备忘提醒、是否吃过药的信息确认提醒、外出安全信息提醒。

语音自定义备忘提醒。该功能基于语音模块，位于老年人随身佩戴的语音手表(5)中，通过采集老年人语音中的时间和动作关键词进行定时提醒相应备忘内容。

是否吃过药的信息确认提醒。该功能基于光感模块，位于终端装置中的抽屉(1)开合处，通过采集抽屉开合时光的强弱判断老年人是否从抽屉中拿取药物并服用。该光感传感器经检测电路，实时将当前的服药情况通过模拟信号发送给物联网控制板，以判断抽屉是否在该段服药时间完成过开合动作，状态包括“已经服用过”和“还没有服用”两个状态。当老年人在通过语音询问吃药信息时，语音信号识别关键词，反馈采集到的“服用状态”并以语音的形式反馈给老人。

外出安全信息提醒。该功能基于压力传感器，位于终端装置中的感应托盘(2)底部以及家中需要的位置，通过采集压力信号的有无判断老年人是否在外出时带走钥匙等随身必备物品。该压力传感器经检测电路，实时将当前的戴物情况通过模拟信号发送给物联网控制板，以判断钥匙等必备物品是否携带或门窗是否关闭，状态包括“已经锁好了”和“有人进出过”两个状态。当老年人在通过语音询问锁门状态时，语音信号识别关键词，反馈采集到的门的开合状态，并以语音的形式反馈给老人。

根据交互功能设计方案可以看出，整个产品系统围绕语音交互展开。其中，语音识别功能选择使用非指定人声的语音模块进行实验，同时配合不同类型的传感器实现产品系统的功能。其中语音交互方式的优缺点如下：

(1)非指定人声的语音识别根据声学模型把声音转换成音节(中文主要以拼音的形式)，然后根据统计语言模型把拼音转换成文字。因此在识别过程中不会受到方言声调变化的影响，使用不受地域的限制。

(2)语音识别与其他识别技术相比，不仅具有不会遗失和不需记忆、使用方便等特点，而且受众程度高，声音输入设备造价也相对低廉。

(3)语音识别可能会受到周围环境的影响，例如在嘈杂的环境下可能导致识别错误或者误判，需要多次进行实际情况的数据采集才能搭建好应对多种状况的语音识别系统。

(4)语音识别中，语速也是非常重要的因素，人的语速会因为情绪、状态等主观因素发生变化，特别是老年人在使用时可能语速会显得迟缓，这需要在建立语音识别模型时，对老年人有特定的计算公式才能更好的针对其使用。

附图说明

图1.1本产品所涉及的老年人语音提醒手表示意图；

图1.2本产品所涉及的感应终端示意图；

图2.1为感应终端的示意图；

图2.2为语音提醒手表的示意图；

图3为提醒系统的电路原理图；

图4.1为放置在家中的感应终端电路图；

图4.2为语音提醒手表电路图；

图5.1为放置在家中的感应终端电路工作流程图；

图5.2为语音提醒手表电路工作流程图；

图6为语音提醒系统的产品正侧示意图；

图6.1为语音提醒系统的产品结构示意图；

图6.2为语音提醒系统的产品示意图。

图中：1、放置药品的抽屉，2、压力托盘，3、手表充电装置，4、led状态提示灯，5、语音提醒手表，6、感应终端的开关。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的具体实施方式。

独居老人语音提醒系统由家中放置的感应终端(如图1.1)、内部电路以及老年人佩戴的语音提醒手表(如图1.1)构成。感应终端装置由感应吃药的光感抽屉、压力托盘以及手表充电装置组成。内部电路主要由物联网控制板(由avr单片机作为核心控制器，通过板载串口连接到wi-fi模块)、传感器(光感传感器和压力传感器)组成。感应终端装置及结构示意图如图6，内部电路示意图如图4.1，具体电路工作流程如图5.1。

下面重点介绍功能的使用及实现方法：

本提醒系统以三种提醒方式为主：语音自定义备忘提醒、是否吃过药的信息确认提醒、外出安全信息提醒。

s1语音自定义备忘提醒。

语音模块可以对老年人的语音内容进行自定义备忘。语音模块识别语音中具体的时间和信息关键词对内容进行定时备忘。例如，老年人在烧水之前对语音提醒手表(语音识别模块)进行信息录入“5分钟后提醒水开了。”语音模块会定时在5分钟后回复“水开了”的信息，提醒老人及时完成任务。语音提醒手表如图1所示。使用时，触碰开关直接进行语音信息的录入。

s2是否吃过药的信息确认提醒

该功能给予光感模块，位于终端装置中的抽屉(1)开合处，通过采集抽屉开合时光的强弱判断老年人是否从抽屉中拿取药物并服用。该光感传感器经检测电路，实时将当前的服药情况通过模拟信号发送给物联网控制板，以判断抽屉是否在该段服药时间是否完成过开合动作，状态包括“已经服用过”和“还没有服用”两个状态。当老年人在通过语音询问吃药信息时，语音信号识别关键词，反馈采集到的“服用状态”并以语音的形式反馈给老人。

s3外出安全信息提醒

该功能基于压力传感器，位于终端装置中的感应托盘(2)底部以及家中需要的位置，通过采集压力信号的有无判断老年人是否在外出时带走钥匙等随身必备物品。该压力传感器经检测电路，实时将当前的戴物情况通过模拟信号发送给物联网控制板，以判断钥匙等必备物品是否携带或门窗是否关闭，状态包括“已经锁好了”和“有人进出过”两个状态。当老年人在通过语音询问锁门状态时，语音信号识别关键词，反馈采集到的门的开合状态，并以语音的形式反馈给老人。

s4电路及传感器

感应终端系统由avr单片机作为核心控制器，通过板载模数转换器连接到光感传感器；通过板载模数转换器连接到压力传感器；通过板载串口连接到wi-fi模块。电路示意图如图4.1和图4.2所示。语音提醒手表系统由avr单片机作为核心控制器，通过板载串口连接到语音识别模块和wi-fi模块。电路原理图如图3所示。

经过原型实验测试，能够实现通过语音形式自定义语音定时备忘；通过压力传感提示外出带钥匙与门开合情况；通过光感传感识别服用药物情况。当用户通过语音手表询问传感器相应的状态时，反馈出相应的语音信号。操作流程图如图5.1和图5.2所示。

使用语音提醒系统，包括以下步骤：

触碰语音开关，录入语音信息，其中需要包括时间和提醒内容信息。到达制定时间，语音提醒手表会反馈出相应语音信息完成自定义备忘过程。

在设定吃药备忘事件时，触碰语音开关，录入语音信息，其中需要包括时间和药物信息。到达指定时间，打开放置药物的感应抽屉(光感传感器识别开合状态)，服用药物，语音提醒手表会反馈出相应语音信息。如果忘记是否完成该过程，可以通过语音询问的方式，录入“是否吃过某某药”，根据光感识别的信号有无，语音反馈出相应的状态信息，以便更好的确保药物按时服用。

在外出情况下，若钥匙等必备物品放在感应托盘上，语音手表提示用户佩戴。忘记是否锁门，可以通过询问语音手表，录入相应语音信息，系统通过判断压力传感器的状态完成相应信息的反馈。