睡覺防踢被監控系統和方法與流程

2023-09-22 04:07:55

本發明涉及智能家居電子技術領域，尤其涉及一種用於防止夜間踢被提醒的監控系統以及監控方法。

背景技術：

兒童和老人由於體質弱，抵抗力差，很容易感冒，特別是在夜間的時候，溫度通常較低，一般當室溫低於30度的時候，是需要蓋被子的，而對於嬰幼兒來說，夜間睡覺的時候容易踢被子，由於本身嬰幼兒體質就弱，固很容易因著涼引發疾病，不利於嬰幼兒的健康，而為了防止嬰幼兒夜間踢被，家長需要每夜醒來幾次查看嬰幼兒的睡眠情況，大大打攪了家長自身的休息時間和睡眠質量。

現有技術中，存在一些防踢被的被子，這種被子只是適用於嬰幼兒，且被子的長度有限，被子的結構類似於睡袋，睡起來不舒服，有局限性，通用性不強，也不適用於夜間愛踢被的大人使用。而現有技術也有一些防止踢被的監控裝置，但是這些裝置一般是通過圖像採集來識別，比如申請公布號為cn101937606a，專利名稱為《踢被報警的睡眠監控系統及方法》，通過紅外或近紅外攝像頭拍攝人體睡眠的圖像，對人體部分進行分析，確定是否踢被子，這樣的裝置，設計複雜，而且成本也貴，不適合推廣運用，且這種裝置，需要用到攝像頭，需要不停供電，對電量的需求大，且需要通過人工進行開機、關機，當開機了，還不能自動待機，大大消耗了電池或電源的用量，需要長期進行充電以及經常性地更換電池，不利於環保。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種防止夜間踢被提醒的監控系統以及監控方法，結構簡單，裝置成本低，工作原理簡單，低功耗，節能環保，且適合推廣和普通家庭使用。

為了達到上述目的，本發明一種睡覺防踢被監控系統，包括：

監控單元：用於監控外部環境信息，包括觸控模塊、振動監測模塊、環境檢測模塊、信息處理模塊和第一無線通訊模塊，觸控模塊識別外界觸控信息，振動監測模塊識別外界接觸或振動信息，當監測到有外界觸控振動信息時，激活環境檢測模塊對外部環境進行監控，環境監控模塊將檢測到外部信息傳送到信息處理模塊中進行數據分析處理，並通過第一無線通訊模塊與第二無線通訊模塊無線通訊；報警單元：包括報警處理模塊和第二無線通訊模塊，第二無線通訊模塊接收到第一無線通訊模塊傳送的信息控制報警處理模塊報警；

電源控制單元：分別給監控單元和報警單元進行供電，電源控制單元與觸控模塊和振動監測模塊電源連接，當觸控模塊和振動監測模塊監測到有外界觸控或振動信息時，發送喚醒信號給電源控制單元，電源控制單元同時給信息處理模塊、環境檢測模塊以及第一無線通訊模塊供電。

其中，所述觸控模塊採用了電容觸控處理晶片，所述電容觸控處理晶片與自動觸控監測裝置或者觸控按鈕電連接，通過自動觸控監測裝置自動識別觸控信號，或者通過按壓觸控按鈕觸發該觸控模塊，觸控模塊觸發後喚醒電源控制單元供電。

所述振動監測模塊採用了加速度傳感器處理晶片，所述加速度傳感器處理晶片，通過自動振動觸發監測裝置自動識別人體觸碰或行動裝置的信號，或者通過按壓觸控按鈕觸發該振動模塊，振動模塊觸發後喚醒電源控制單元供電；所述觸控模塊和振動監測模塊通過設置獨立使用或配合使用。

其中，所述環境檢測模塊包括溫度傳感模塊、溼度傳感模塊和人體探測接觸傳感模塊，所述溫度傳感模塊、溼度傳感模塊和人體探測接觸傳感模塊分別與信息處理模塊電連接，所述信息處理模塊上內置有溫度、溼度或人體探測信號中的一種或多種參考值，當信息處理模塊經過對比判斷出溫度傳感模塊、溼度傳感模塊和人體探測接觸傳感模塊監測到的溫度、溼度或人體探測信號值任意一項異常於對應的參考值時，發送報警信號給第一無線通訊模塊，所述第一無線通訊模塊與第二無線通訊模塊通訊，報警處理模塊接收到報警信號從而報警。

其中，所述第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊採用了低功耗無線晶片。

其中，所述報警單元也設置有觸控模塊或振動監測模塊，所述觸控模塊和振動監測模塊與第二無線通訊模塊電連接，觸控模塊或振動監測模塊控制第二無線通訊模塊的啟動和待機。

本發明公開一種睡覺防踢被監控方法，包括：

監控單元安裝在被子上或者人體穿戴的衣服褲子或特殊腰帶上，報警單元與監控單元分離，且監控單元與報警單元之間的間隔不超過100米；

監控單元上的觸控模塊或振動監測模塊檢測到監控單元被人體穿戴上或於人體接近時，發送喚醒信號給發送喚醒信號給電源控制單元，電源控制單元同時給信息處理模塊、環境檢測模塊以及第一無線通訊模塊供電；

環境檢測模塊對外部環境進行自動檢測，並將檢測到的數據信息實時發送給信息處理模塊中進行處理；

第一無線通訊模塊工作後自動搜索以及自動匹配可搜索區域範圍內的第二無線通訊模塊，並與之通訊；

信息處理模塊處理接收到的外界環境信息，進行分析判斷，並控制第一無線通訊模塊發送報警信號給第二無線通訊模塊；

當第二無線通訊模塊接收到報警信號時，控制報警處理模塊進行報警。

其中，觸控模塊自動檢測到有人體接近或者與被子接觸固定時，觸控模塊或振動監測模塊發送喚醒信號給電源控制模塊，或者通過振動監測模塊監測到振動信息時，觸控模塊或者振動檢測模塊發送喚醒信號給電源控制單元，電源控制模塊給信息處理模塊、環境檢測模塊及第一無線通訊模塊供電。

其中，環境檢測模塊對外部環境進行自動檢測的參數，環境檢測模塊檢測外部溫度信息、溼度信息以及人體探測信號信息，所述信息處理模塊上內置有溫度、溼度和人體探測信號中的一種或者多種參考值，信息處理模塊接收到溫度信息、溼度信息以及人體探測信號信息後，會將這些數據一一與對應的參考值進行對比，當人體探測信號值小於參考人體探測信號值時，或者各個信息的變化符合相應規律的算法特徵值時，信息處理模塊發送報警信號給第一無線通訊模塊，第一無線通訊模塊將報警信號傳遞給第二無線通訊模塊。

其中，第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊都採用了低能耗高傳輸率晶片。

其中，報警單元做為低成本方案，可以為支持低功耗無線數據的手機，如藍牙手機，藍牙部分可以一直處於低功耗工作狀態，實時監測監控設備的狀態和數據。報警單元還可以為獨立的設備，當報警單元為獨立的設備時，在報警單元上也安裝一個觸控模塊，只有當觸控模塊或振動監測模塊檢測到報警單元被人佩戴後發送喚醒信號給報警單元的電源控制模塊，使電源控制單元給第二無線通訊模塊和報警處理模塊供電，當觸控模塊或振動監測模塊檢測不到觸控振動信息時，則不發送喚醒信號給報警單元的電源控制模塊，整個報警單元被關閉或深度休眠。

本發明的有益效果是：

與現有技術相比，本發明公開的睡眠防踢被監控系統和方法，在監控單元設置有觸控模塊或振動監測模塊，通過觸控模塊或振動監測模塊控制與監控單元連接的電源控制單元，從而激活環境檢測模塊對外部環境的實時監測，當觸控模塊沒有檢測到觸控信息的時候，監控單元上的其他部分都是關閉的，而觸控模塊採用了電容觸控處理晶片，當人體觸碰到該元件的時候，自動發生電信號的變化，這樣的結構，使整個監控單元在沒有被激發的時候處於不供電狀態，大大節省了電量，且本發明的無線通訊模塊採用了低能耗高傳輸率晶片，比如藍牙ble晶片或者zigbee通信晶片，由於其本身就是低功耗產品，從而進一步減少了使用電量，使電池的使用壽命更長。環境檢測模塊檢測溫度、溼度和外部人體探測信號，從而全方位進行判斷，有效提高了整個監控單元的監控準確度，從而防止個人在睡覺的時候，由於踢被導致著涼感冒。

附圖說明

圖1為本發明實施例整體結構的示意圖；

圖2為本發明實施例第一種電池供電方式；

圖3為本發明實施例藍牙ble晶片外圍電路；

圖4為本發明實施例觸控晶片外圍電路；

圖5為本發明實施例第二種電池供電方式；

圖6為本發明實施例監控方法流程圖。

主要元件說明：

1、監控單元2、報警單元

3、電源控制單元4、電池

11、信息處理模塊12、第一觸控模塊

13、環境檢測模塊14、第一無線通訊模塊

21、報警處理模塊22、第二觸控模塊

23、第二無線通訊模塊31、第一電源模塊

32、第二電源模塊。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。

請參閱圖1-圖2，本發明公開一種睡覺防踢被監控系統和方法，在本實施例中，包括的監控單元1以及報警單元2和電源控制單元3，在本實施例中，監控單元1可以做成形狀類似於電子扣的結構，報警單元2也可以為電子扣的結構或者智能手環或指環等類似產品，電源控制單元3包括給監控單元1供電的第一電源控制模塊31和第二電源控制模塊32，監控單元1用於監控外部環境信息，包括第一觸控模塊12、環境檢測模塊13、信息處理模塊11和第一無線通訊模塊14，第一觸控模塊12或第一振動監測模塊15識別外界觸控振動信息，當監測到有外部觸控信息或者振動信息時，激活環境檢測模塊13對外部環境進行監控，環境監控模塊13將檢測到外部信息傳送到信息處理模塊11中進行數據分析處理，並通過第一無線通訊模塊14與第二無線通訊模塊23無線通訊；

報警單元2；包括報警處理模塊21和第二無線通訊模塊23，第二無線通訊模塊23接收到第一無線通訊模塊14傳送的信息後控制報警處理模塊21報警；

電源控制單元3：包括給檢測單元1進行供電的第一電源控制模塊31和給報警單元進行供電的第二電源控制模塊32，第一電源控制模塊31與信息處理模塊11電連接，第二電源控制模塊32與第二無線通訊模塊23和報警處理模塊21電連接，並分別給二者供電。

在本實施例中，報警單元2可以為手機也可以為獨立的設備，當報警單元2為手機時，第二電源控制模塊32為手機自帶的電池，而報警處理模塊21即調用手機的鈴聲或屏幕的背投光等，此種方案，只需要在手機上打開藍牙，與監控單元1進行匹配，即可實現。而當報警單元2為獨立的設備時，在報警單元2上也可以安裝一個第二觸控模塊22，只有當第二觸控模塊22或第二振動監測模塊24檢測到報警單元2被人佩戴後發送喚醒信號給報警單元2的第二電源控制模塊32，使第二電源控制模塊32控制電池給第二無線通訊模塊23和報警處理模塊21供電，當第二觸控模塊22或第二振動監測模塊24檢測不到觸控信息時，則不發送喚醒信號給報警單元2的第二電源控制模塊32，整個報警單元2被關閉，在本實施例中，第一無線通訊模塊14和第二無線通訊模塊23採用了藍牙ble(低功耗)晶片或者是zigbee(低功耗區域網協議)晶片。在本實施例中，第一觸控模塊12和第二觸控模塊22均採用了電容觸控處理晶片，第一振動監測模塊15以及第二振動監測模塊24均採用加速度傳感器處理晶片，電容觸控處理晶片與自動觸控監測裝置或者觸控按鈕電連接，通過自動觸控監測裝置或振動監測裝置自動識別觸控或振動信號，或者通過按壓觸控按鈕觸發對應的觸控模塊或振動模塊，觸控模塊或振動模塊觸發後喚醒電源控制單元3給各自的模塊供電。

與現有技術相比，本發明的監控單元1通過第一觸控模塊12或第一振動監測模塊15控制第一電源控制模塊31的通與斷，從而激活環境檢測模塊13對外部環境的實時監測，當第一觸控模塊12或第一振動監測模塊15沒有檢測到觸控振動信息的時候，監控單元1上的其他部分都是關閉的，而第一觸控模塊12採用了電容觸控處理晶片和第一振動監測模塊15採用加速度傳感器處理晶片，當人體觸碰到該元件的時候，自動發生電信號的變化，當第一觸控振動模塊12沒有被人體佩帶時，即電容觸控處理晶片沒有接觸人體，沒有電容電量的變化或者第一振動監測模塊15沒有振動信息時，長時間處於靜止狀態，此時，監控單元1處於待機狀態，等待喚醒信號的接入，這樣的結構，使整個監控單元1在沒有被激活的時候處於待機狀態，大大節省了電量，在本實施例中，第一無線通訊模塊14和第二無線通訊模塊23採用型號為da14580的藍牙ble晶片，其外圍電路參閱圖3，其休眠時的電流可以低於3.5ua。假如設置智能電子扣工作時間為8小時，工作電流假設10ua，則8小時後進入休眠狀態，總的待機電流3.5ua,此時第一觸控模塊12是在工作的。在本實施例中，電容觸控處理晶片採用jr9801b型號的觸控晶片，其外圍電路如圖4所示，該觸控晶片的工作電流為1.5ua/3v；藍牙ble晶片的待機電流小於2ua。下次使用時，在穿睡衣睡褲過程中，觸碰或接近電子扣形狀表面，觸發電子扣重新喚醒工作，包括廣播重新連接藍牙ble晶片設備。加速度傳感器晶片採用bma250型號，該晶片低功耗監測狀態，工作電流可以為0.7ua～0.9ua/3v，如果採用加速度傳感器adxl362,則低功耗工作電流更低，工作電流低至0.27ua/3v。

如果監控單元1在正常處於工作狀態，第一觸控模塊12和第一振動模塊15觸發第一無線通訊模塊14上的藍牙ble晶片中斷，則可判斷當前是否已經處於連接狀態，如果已經連接則忽略中斷信息；如果不是連接狀態，則重新連接配對。

如果長時間不用監控單元1，產品的電池壽命可以提高2倍左右。

比如50mah電池，監控單元1一直處於工作狀態，假設平均工作電流為10ua左右，電池的理論使用時間為：

t1＝50mah*1000ua/10ua/24h＝208天，即約7個月

如果長期不用，採用電容觸控方法，待機電流4.5ua左右,則電池理論使用時間為

t2＝50mah*1000ua/4.5ua/24h＝462天，即約15個月，一年以上的時間。

如果優化監測算法，觸控模塊和振動監測模塊，獨立使用，按此計算方法，則理論待機使用可以延長到一年半以上。

報警單元2若為單獨的設備，且也採用了第二觸控模塊22的結構，其電量的使用情況為：報警單元2不在佩戴模式，所有功能都禁止，因為報警單元2進入休眠狀態。這樣可以大大延長報警單元2上的電池壽命。一般這種情況下，藍牙ble晶片待機功耗小於1ua,兩個電控觸控電路工作功耗小於3ua.故基本報警單元2的總的待機功耗在4ua左右，待機電流非常低。當不使用的時候，可以非常好的省電。

在報警單元2工作的時候，藍牙ble晶片功耗一般在10ua左右，總的報警器功耗可以控制在15ua左右，一般不會超過20ua。故一般50mah的電池，可以一直使用，理論使用時間為：

t3＝50*1000/15/24h＝139天，即四個月以上。

如果4ua低功耗時間佔1/2比例，則如果每天使用，理論可以使用最長時間為：

t4＝50*1000/((15+4)/2)/24＝219天，即7個月以上。

綜上所述，踢被的數據處理可以放在監控單元1，也可以放在報警單元2上。將監控單元1做成電子扣結構，體積小，都採用紐扣電池供電，而報警單元2端可以充電或更換電池，所以也可以將信息處理模塊放在報警單元2上進行。

在本實施例中，無論監控單元1還是報警單元2，其在電量達到低位值時，對於監控單元1，會通過信息處理模塊11發送低電量信號給第一無線通訊模塊14，第一無線通訊模塊14將信號發送給第二無線通訊模塊23，第二無線通訊模塊23控制報警處理模塊21報警，提醒進行充電或者更換電池。

在本實施例中，環境檢測模塊13包括溫度傳感模塊131、溼度傳感模塊132和人體探測接觸傳感模塊133，溫度傳感模塊131、溼度傳感模塊132和人體探測接觸傳感模塊133分別與信息處理模塊11電連接，信息處理模塊11上內置有溫度、溼度和人體探測信號的參考值，當信息處理模塊11經過對比判斷出溫度傳感模塊131、溼度傳感模塊132和人體探測接觸傳感模塊133監測到的溫度、溼度或人體探測信號值任意一項異常於對應的參考值時，發送報警信號給第一無線通訊模塊14，第一無線通訊模塊14與第二無線通訊模塊23通訊，報警處理模塊21接收到報警信號從而報警。

在本實施例中，第一觸控模塊12和第二觸控模塊22上的電容觸控處理晶片，以及第二觸控模塊22和第二振動監測模塊24的加速度傳感器晶片與自動觸控監測裝置或者觸控按鈕電連接，通過自動觸控監測裝置或自動振動監測裝置自動識別觸控振動信號，或者通過按壓觸控按鈕觸發該觸控模塊和振動模塊，觸控模塊和振動模塊觸發後喚醒電源控制單元供電。

在本實施例中，請參閱圖5，在監控單元1上，第一觸控模塊12或第一振動監測模塊15以及第一無線通訊模塊14可以直接與第一電源控制模塊31連接，並得到電能，也可以是電池直接給環境檢測模塊13和第一無線通訊模塊14供電，如圖2所示，二者通過gpio(generalpurposeinputoutput通用輸入/輸出)口對第一觸控模塊12和第一振動監測模塊15進行供電，此種方法最為省電，在第一無線通訊模塊14工作的時候，可以將gpio供電關閉，在第一無線通訊模塊14待機的時候，將gpio拉高，對第一觸控模塊12供電，如果第一無線通訊模塊14待機的時候不提供某些管腳的輸出，則採用電池直接分別給第一無線通訊模塊和第一電源控制模塊31電連接。

請參閱圖6，基於上述接收的各個裝置，本發明還公開一種睡覺防踢被監控方法，包括：

啟動總開關，監控單元1安裝在人體上或者人體穿戴的衣服上，報警單元2與監控單元1分離，且監控單元1與報警單元2之間的間隔不超過100米；

監控單元1上的第一觸控模塊12或第一振動監測模塊15檢測到監控單元1被人體穿戴上時，發送喚醒信號給發送喚醒信號給第一電源控制模塊31，第一電源控制模塊31同時給信息處理模塊11、環境檢測模塊13以及第一無線通訊模塊14供電；

環境檢測模塊13對外部環境進行自動檢測，並將檢測到的數據信息實時發送給信息處理模塊中進行處理；

第一無線通訊模塊14工作後自動搜索以及自動匹配可搜索區域範圍內的第二無線通訊模塊23，並與之通訊；

信息處理模塊11處理接收到的外界環境信息，進行分析判斷，並控制第一無線通訊模塊發送報警信號給第二無線通訊模塊；

當第二無線通訊模塊23接收到報警信號時，控制報警處理模塊21進行報警。

在本實施例中，觸控模塊或振動模塊為自動觸控監測裝置自動檢測到有監控單元1被佩戴在人體或者被子上時，或者振動監測模塊檢測到有振動信息後，發送喚醒信號給電源控制模塊，或者是通過按壓安裝在監控單元1上的觸控按鈕(圖未示)來觸發該觸控模塊或者振動模塊，從而發送喚醒信號給第一電源控制模塊31或者第二電源控制模塊32，第一電源控制模塊31給信息處理模塊11、環境檢測模塊13、第一無線通訊模塊14和第一觸控模塊12以及第一振動監測模塊15供電，第二電源控制模塊32給第二無線通訊模塊23、報警光模塊21和第二觸控模塊22供電。

在本實施例中，環境檢測模塊13對外部環境進行自動檢測的參數，主要包括外部溫度信息、溼度信息或者人體探測信號信息的一種或者多種的組合，信息處理模塊11上內置有溫度、溼度或者人體探測信號的一種或者多種的參考值，信息處理模塊11接收到溫度信息、溼度信息或者人體探測信號信息後，會將這些數據一一處理後與對應的參考值進行對比，參考值嵌入在信息處理模塊11上，當檢測的信息如下：當溫度低於參考溫度值，比如30℃時，或者人體探測信號值小於參考人體探測信號值；亦或者溼度高於參考溫度值，且人體探測信號值小於參考人體探測信號值時，信息處理模塊11發送報警信號給第一無線通訊模塊14，第一無線通訊模塊14將報警信號傳遞給第二無線通訊模塊23。

本發明的優勢在於：

1)本發明公開的睡眠防踢被監控系統和方法，在監控單元設置有觸控模塊或振動模塊，通過觸控模塊或者振動模塊控制與監控單元連接的電源控制單元，從而激活環境檢測模塊對外部環境的實時監測，當觸控模塊或者振動模塊沒有檢測到觸控信息的時候，監控單元上的其他部分都是關閉的，而觸控模塊採用了電容觸控處理晶片，振動模塊採用加速度傳感器處理晶片，當人體觸碰到該元件的時候，自動發生電信號的變化，這樣的結構，使整個監控單元在沒有被激發的時候處於不供電狀態，大大節省了電量；超低功耗，每天都使用，可以幾月才進行一次充電或更換電池；

2)且本發明的無線通訊模塊採用了藍牙ble晶片，本身就是低功耗產品，從而進一步減少了使用電量，使電池的使用壽命更長；

3)環境檢測模塊檢測溫度、溼度和外部人體探測信號，從而全方位進行判斷，有效提高了整個監控單元的監控準確度，從而防止個人在睡覺的時候，由於踢被導致著涼感冒；同時實現經濟效果和健康效果。減少人體，特別是0-14歲兒童因睡覺踢被引起的感冒等疾病概率；

4)體積超小，重量超輕，成本低，且使用時不幹擾正常的睡覺習慣；

5)智能監控分析，自動識別複雜環境，實用性強，準確率高；

6)監控單元可以作為睡覺用衣服產品，睡衣睡褲產品的一部分，推廣給消費者，也可以單獨作為電子產品，如電子紐扣等進行銷售，靈活性大；

7)在衣服或褲子以及被子的不同部位多增加一個或者多個監控器，將會提高產品實際使用的不同情況下的準確性。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護範圍。