[发明专利]一种适用于婴儿看护的智能母子套装及看护方法

权利要求书

1.一种适用于婴儿看护的智能母子套装，其特征在于，包括：采集母体信息的第一套装和模拟母体信息的第二套装；

所述第一套装包括用于采集母体信息的母体信息采集模块、用于对采集到母体信息进行预处理的第一微控制器、用于为第一套装内部设备供电的第一电源模块和用于将处理后的母体信息发送至第二套装的第一通讯模块，所述母体信息采集模块通过串口与第一微控制器连接；

所述第二套装包括用于接收第一通讯模块传递的母体信息的第二通讯模块、用于模拟采集到的母体信息的母体信息再生模块、用于根据第二通讯模块接收到的母体信息调整母体信息再生模块再生数据的第二微控制器和用于为第二套装内部设备供电的第二电源模块，所述母体信息再生模块通过串口与第二微控制器连接；

所述第一通讯模块与第二通讯模块通讯连接；

所述母体信息采集模块包括：用于采集母体心音的心音传感器、用于采集母体呼吸幅度的呼吸幅度传感器和用于采集母体声音音色的声音传感器，所述母体信息再生模块包括：用于仿真母体心音的母体心音再生模块，用于仿真母体呼吸幅度的母体呼吸幅度仿真模块，用于仿真母体声音音色的母体声音再生模块；

所述第一套装还包括用于储存母体信息采集模块采集到的数据信息的第一数据存储模块，其中，所述心音传感器在安静的环境下采集不同状态下的母体的心音，心音传感器将采集到的心音数据通过模拟量输入口传输到第一微控制器中，在第一数据存储模块中建立心音模式库文件，所述呼吸幅度传感器在安静的环境下采集母体呼吸的幅度，呼吸幅度传感器将采集到的呼吸幅度数据通过模拟量输入口传输到第一微控制器中，在第一数据存储模块中建立呼吸模式库文件，所述声音传感器在安静的环境下采集母体声音音色，声音传感器将采集到的声音音色数据通过模拟量输入口传输到第一微控制器中，在第一数据存储模块中建立声音模式库文件；

所述第二套装设置在设有图像采集装置的房间内，所述第二套装还包括用于存储预设婴儿表情的第二数据存储模块，所述图像采集装置用于采集第二套装中婴儿的表情，所述图像采集装置实时将数据传输至所述第二微控制器中，所述第二微控制器将图像采集装置采集到的婴儿表情与其第二数据存储模块中存储的预设婴儿表情分析对比，通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的心音模式，控制音频播放器将处理过的心音播放和/或通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的呼吸幅度模式，控制呼吸幅度仿真模块再生和/或通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的声音模式，控制音频播放器将处理过的声音播放；

所述母体心音再生模块和母体声音再生模块均包括：音频解码器电路以及扬声器；

所述呼吸幅度仿真模块包括：微型气泵，若干气囊和连接所述微型气泵和气囊的气体管路，每个气囊均包括：连接在气囊内气体管路上的电磁阀和置于气囊内的气压压力传感器；所述呼吸幅度仿真模块受第二微处理器发出的信号所控制，控制不同气囊使其处于不同状态，模拟母亲怀抱婴儿时的呼吸状态；

所述第二套装还与移动终端通讯连接，实时将获取的婴儿表情结果发送到移动端软件，所述第二套装内还设有温度传感器，温度传感器将实时采集的婴儿体温数据通过模拟量输入口传输到所述第二微控制器中，所述第二微控制器将数据发送到移动端软件；

所述第一微控制器的预处理为：采用小波去噪算法对信号进行滤波，采用Hilbert-Huang算法对信号进行包络提取，采用自适应阈值算法对信号进行周期提取，使得信号的播放按照周期的形式流畅完整，其中，针对于心音信号的小波阈值去噪算法具体为：

将现有的小波阈值改为：

阈值函数为

其中：j表示当前分解的尺度；T_j表示当前分解尺度的阈值；当j＝1时，T_j为原固定阈值，当j＞1时，阈值随尺度j的增加而减小；β表示调节因子，β＝j/N；N表示小波系数的长度；σ²表示估计的噪声方差；m、n表示参数；

所述第二微控制器通过卷积神经网络的智能算法对图像采集装置采集的婴儿表情进行识别，通过建立前期的表情库训练样本，将测试集提取到表情特征作为输入，用来训练分类器，将提取到的人脸表情特征数据按照预设评判规则划分到相应的类别，判断和归类人脸表情，实现针对对婴儿不同情绪的不同安抚方式；

具体看护方法，包括如下步骤：

在设置图像采集装置的室内，穿着第一套装的母亲怀抱婴儿，在安静的环境下采集不同婴儿状态下的母体呼吸的幅度、心音数据及音色数据，将各数据分类储存在第一数据存储模块内；

第一微控制器对第一数据存储模块内的数据进行滤波的预处理操作，第二微控制器根据采集到的婴儿图像构建表情库，基于此进行卷积神经网络训练，训练母体不同情况下的婴儿表情分类器；

在设置图像采集装置的室内，婴儿单独穿着第二套装，第二微处理器根据采集到的婴儿图像与第二数据存储模块中存储的预设婴儿表情分析对比，判断婴儿情绪，实时调整母体信息再生模块中各机构的再生值，具体为：通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的心音模式，控制音频播放器将处理过的心音播放和/或通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的呼吸幅度模式，控制呼吸幅度仿真模块再生和/或通过分析获得的婴儿表情结果，判断再生的声音模式，控制音频播放器将处理过的声音播放，

其中，用户还通过移动端软件实时监控图像采集装置传输的图像信息和第二微处理器反馈的婴儿数据。