一种家庭环境儿童安全系统及其控制方法

本发明属于儿童安全防护，尤其涉及一种家庭环境儿童安全系统及其控制方法。

背景技术：

1、目前，人身安全一直是人们关注的焦点，其中儿童的安全一直是最重要的也是父母最关心的一点。据《世界报》报道卫生组织，一个人三分之一的时间是花在室内，作为一个孩子在室内花费的时间会比这个比例高得多。意外伤害是导致全世界儿童死亡的重要原因，儿童失踪和溺水，孩子们无意中死亡，全球每年都会发生很多这样的事情。这些现象的发生有一个共同点，那就是没有人监督孩子的实时安全信息，导致父母无法及时救援。现在市面上的监控系统解决了陌生人闯入的问题，未经设定的陌生人进入监控区，摄像头会拍照发送上传到户主app，减弱了陌生人对孩子的威胁，但是如果孩子父母不在家，那么孩子做一些危险行为，比如孩子去水井边上玩耍，或者在家去接近一些危险物品比如药品，目前的家庭监控系统对这类事件没有解决。

2、随着5g和人工智能的发展智能，这个问题可以逐步解决。高带宽、低延迟和大容量的5g确保儿童安全信息发送到终端进行收集，并且传输过程非常稳定，确保数据传输的可靠性和数据的完整性。人工智能分析技术将以5g传输数据为基础，获取深度信息，对数据信息进行学习、分类和预测解决儿童的危险，并确保儿童的安全。这可以解决父母无法监督的问题，实时保护孩子的人身安全，减少儿童发生危险的概率。由于孩子在家接触危险区域，做危险行为时间极短，在孩子靠近设定的危险区域或者有危险行为动作趋势时，系统会通过摄像头传输实时画面，并且画面需要与孩子危险行为数据库对比分析有哪些危险行为，系统再对家长进行安全措施提醒，在此过程中产生的数据量是极其庞大的，5g的高宽带，低延迟和大容量等特点非常契合。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术不能对儿童的安全信息进行实时监测，在没有应用5g的时候，4g传输速率，带宽以及容量太小，无法快速处理人工智能的深度学习产生的数据量以及摄像头拍摄的实时画面，延迟较高，让安全系统存在的意义不大。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种家庭环境儿童安全系统及其控制方法。

2、本发明是这样实现的，一种家庭环境儿童安全系统，该系统集成了多种数据收集模块，包括足底压力传感器、rfid、红外传感器、体温传感器和摄像头，收集多种数据，包括位置信息、体温变化、人数和图像；

3、该系统采用深度学习技术，对收集的数据进行分析和分类，将数据存储到安全库和危险库中，并根据库中数据的特征，对事件进行判断和预警；

4、该系统可以识别危险事件，还能根据事件的特点，提供个性化的预警策略；该系统采用5g技术进行数据传输，实现高带宽、低延迟的数据传输，保障了系统的实时性和稳定性，为用户提供更好的使用体验。

5、进一步，包括：

6、app模块，与家庭安全系统连接，可以对家庭安全系统进行修改以及控制，并且接收家庭安全系统产生的数据；同时app分为1类用户和2类用户，1类用户具有最高权限，包括对家庭安全系统进行修改以及对2类用户进行权限控制，限制他们对系统的修改权限以及数据库查询，同时可以选择接收2类用户的安全信息以及系统发送给他们的数据；2类用户为孩子端以及老人端，默认对系统没有操作权限，需要1类用户对其进行开放，2类用户接收到信息之后系统自动发送给1类用户，让1类用户辅助2类用户，并且app与家庭摄像头连接，可以依据权限向用户提供画面；

7、目标跟踪模块，包括足底压力传感器和rfid，压力发电板；足底压力传感器用来传输被监测者的位置信息，辅助系统后续对其的操作；rfid在跟踪模块作为备用，当压力传感器失效时，及时充当压力传感器的作用，提供位置信息，并且同时向系统发出提醒检查压力传感器。压力发电板为他们供电。

8、信息收集模块，包括红外传感器，体温传感器和摄像头；红外传感器负责检测有多少个人，如果有两个孩子在打架，系统可以依据红外传感器进行判断并向系统发出提醒；体温传感器佩戴在被监测者身上，实时监控体温变化，app端设置阈值，当体温超出阈值发生异常向系统发出提醒并上传体温数据；系统接收到提醒之后，依据位置信息启动相应摄像头实时上传被检测者的数据，发送给1类用户app端并做出提醒，同时对2类用户被监测者当事人端发出提醒，采取补救措施；

9、信息收集模块，用于对各种不同类型的数据进行收集；

10、数据存储模块，存在于系统内部，存储系统产生的数据；每个人设立有2个库，一个安全库以及一个危险库。危险库和安全库都依据深度学习产生数据，危险库是依据深度学习，摄像头，传感器对被监测者发生危险提醒时产生的数据进行学习，得到其危险特征并存入危险库；安全库是依据深度学习，摄像头，传感器对被监测者安全时产生的数据进行学习，得到其危险特征并存入安全库；

11、信息分析模块，系统依据位置传感器的数据，当接近危险区域的时候，摄像头启动；被监测者的实时数据包括传感器的数据被上传，系统对这些数据进行分析判断，如果属于安全库，则不做提醒，数据计入安全库；否则对app进行提醒，如果属于危险库则计入危险库，否则，提醒app端对此次数据进行分类，并计入相应数据库；分析模块会按周期对每个人的安全库和危险库进行深度学习，进行定时按周期更新；

12、安全判断和预警模块，系统收到提醒时，会首先对数据进行分析，判断发生了哪些危险事件，同时依据事件的特点进行定制化处理，比如如果检测判断成员晕倒并且体温较高，则会在通知app端的同时为其提供对应事件的策略，比如拨打120，将毛巾打湿敷在被检测者的额头，减少决策时间，保障安全；

13、数据传输模块，采用5g技术，利用5g的高带宽，低延迟来及时传输过程中产生的庞大数据。

14、进一步，所述信息收集模块包括：

15、体温传感器，用于对儿童的体温信息进行收集；

16、足底压力传感器，用于监控孩子是否由于压力变化而下降，监测儿童是否跌倒；

17、红外传感器，用于对儿童附近的人体进行检测；

18、摄像头，用于监控室外数据。

19、进一步，所述位置传感器设置有压力电源板。

20、本发明的另一目的在于提供一种家庭环境儿童安全系统的控制方法，所述家庭环境儿童安全系统的控制方法包括：

21、步骤一，利用信息收集模块对各种不同类型的数据进行收集，利用位置传感器、体温传感器以及红外传感器的数据上传后判断被检测者是否危险或者有危险的趋势，如果有，则依据位置传感器的位置信息启动相应摄像头采集实时画面信息，判断他的危险行为，并且依据危险行为产生对应的措施上传到app，让1类做出举措；

22、步骤二，利用信息分析模块对收集数据进行处理分析，安全判断和预警模块根据数据的处理结果对儿童的安全进行判断和预警，通过对应的2类app进行提醒，停止行为；

23、步骤三，数据传输模块利用rfid方式进行数据传输，利用app显示儿童的各种身体数据，上传的数据计入到对应的检测者的危险库。当位置传感器出现异常时，利用rfid进行位置信息的替补，同时提醒1类用户app以及2类用户app进行位置传感器的检查。

24、进一步，首先利用位置传感器、体温传感器以及红外传感器的数据上传后判断被检测者是否危险或者有危险的趋势，如果有，则依据位置传感器的位置信息启动相应摄像头采集实时画面信息，判断他的危险行为，并且依据危险行为产生对应的措施上传到app，让1类做出举措，同时通过对应的2类app进行提醒，停止行为。上传的数据计入到对应的检测者的危险库。当位置传感器出现异常时，利用rfid进行位置信息的替补，同时提醒1类app以及2类app进行位置传感器的检查。

25、进一步，所述步骤一中的位置传感器每隔一个周期收集孩子的位置信息并将其发送到app模块，位置传感器发送位置信息的频率与安全中心点呈负相关，位置传感器远离安全中心点，信号变弱，信号强度下降到预设阈值以下将触发监控设备并发出预警发给app模块，用于提醒家长注意孩子的位置。

26、进一步，所述用数据存储模块使用rfid存储孩子的身份信息、，家庭地址和父母的电话号码。

27、进一步，所述安全判断和预警模块为孩子设置危险区域，将自动生成预警根据危险区域划分区域，通过app模块完成安全区域的添加，自动完成警告区域。

28、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

29、第一、本发明可以与“监控”个人的监控系统兼容。它具有高度的可扩展性，可以添加多个服务对象基于rfid。服务质量高，根据rfid技术，服务质量得到保证。可以依靠5g传输儿童的实时信息，实现对儿童的实时监控，可以有效帮助家长监控在家的孩子，也可以依赖神经网络和深度学习学习提高系统的智能性，从而降低儿童发生危险的可能性。

30、本发明可以有效解决家长上班或者做其他事情时候对孩子或者老人安全监管发生的矛盾问题，减轻家长负担。可以依据发生危险的特点，针对性提出定制化弥补举措。家长可以实时掌握孩子以及老人的身体各项指标，避免出现“假健康”的情况出现。可以减少或者避免孩子间发生摩擦的可能。可以及时纠正孩子或者老人的一些不正确行为，避免发生意外。

31、第二，目前市场上的家庭安全系统对陌生人接近已经做出了相应的举措，监控系统可以针对是否属于安全库决定是否上传陌生人画面信息。但是忽略了孩子或者老人本身原因是否会做出一些危险行为，在这一方面的研究目前存在缺陷，家长平时上班或者不上班的时候，如果家里孩子或者老人安全存在不稳定因素，会困扰家长，为他们增加负担和精神压力，本发明解决了这一问题。

32、第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

33、1)提供全面保障

34、系统涵盖了家庭成员的行为监控、位置跟踪、身体健康状况等多个方面，为家庭提供全方位的安全保障。这有助于减少意外事故的发生，保障家庭成员的生命安全和健康。

35、2)实时监控与快速响应

36、通过实时收集和分析数据，系统能够及时发现潜在的危险事件并向家长发送预警通知。这有助于家长在第一时间采取措施，防止意外事故的发生或减轻其影响。

37、3)智能化决策支持

38、系统利用深度学习技术对安全和危险情况的数据进行分析，不断优化对危险事件的识别和处理。这有助于提高系统的智能化水平，为家长提供更有效的决策支持。

39、4)个性化服务

40、系统根据家庭成员的生活习惯和需求，提供个性化的安全保障服务。这有助于提高家长对孩子和老人的关爱质量，促进家庭成员的身心健康。

41、5)环保节能

42、系统采用压力发电板为足底压力传感器提供环保、持续的电力来源，降低了系统的能耗。此外，通过室内环境监测与调节功能，系统可以实现室内设备的智能调控，节省能源。

43、6)提高生活便利性

44、家庭环境儿童安全系统将多个功能集成在一个平台上，方便家长通过app端进行统一管理。这有助于提高家庭成员的生活便利性，减轻家长的照顾负担。

45、综上所述，家庭环境儿童安全系统的技术优势和积极效果主要体现在全面的安全保障、实时监控与快速响应、智能化决策支持、个性化服务、环保节能以及提高生活便利性等方面。这些优势和效果共同为家庭提供一个安全、智能、便利的生活环境，有助于促进家庭成员的身心健康和幸福感。