多功能嬰兒監(jiān)護、教學機制造技術

本實用新型專利技術為多功能嬰兒監(jiān)護、教學機。它由中央處理器、麥克風、語音輸入電路、語音輸出電路、揚聲器、鍵盤、樣本庫、液晶顯示器、無線發(fā)射電路、無線接收電路、定時器等經(jīng)電路連接組成。這些模塊的不同組合可分別構成嬰兒哭聲解讀、嬰兒睡眠監(jiān)控、嬰兒定時學習的裝置。利用語音識別技術，識別出嬰兒的情緒，利用無線收發(fā)功能，實現(xiàn)遠程嬰兒睡眠監(jiān)控，利用定時器，實現(xiàn)定時語音教學和音樂教育。本實用新型專利技術將嬰兒監(jiān)護和教學的多種功能集合于一體，使用十分方便，是父母科學、合理地對嬰兒進行照料、護理和教學的好幫手。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術屬電子產(chǎn)品
，具體涉及一種嬰兒監(jiān)護、學習用的多功能儀器。
技術介紹
嬰兒一出生，就會發(fā)出哇哇的哭聲，啼哭是嬰兒表達的惟一方式，這是一種特殊的“語言”，不同的哭聲能表達嬰兒不同的情緒狀態(tài)意向要求。可成人并不能每次都準確地解釋嬰兒哭的原因，這樣難免造成對嬰兒護理、照料不周，有時還可能造成誤解。尤其，當嬰兒睡眠時，大人可能離開嬰兒，去干別的事情，而當嬰兒醒來啼哭時，大人往往不知道。這樣會延誤照料和護理時間，嚴重者可能導致意外事故的發(fā)生。此外，嬰兒具有一定的本能，如果能予以科學、合理的開發(fā)，有可能獲得快速健康的發(fā)展。而且，嬰兒的認識有一定的規(guī)律，嬰兒的教學也應該符合嬰兒的認知規(guī)律。目前，市場上有單純的哭聲判別器，有嬰兒學習用的VCD和多種智能教學玩具等。人們希望有能對嬰兒護理、教學等多種功能綜合的儀器問世。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于設計一種具有多種功能的嬰兒監(jiān)護、教學機。本技術設計的多功能嬰兒監(jiān)護教學機，由中央處理、麥克風、語音輸入電路、語音輸出電路、揚聲器、鍵盤、樣本庫、液晶顯示器、無線發(fā)射電路、無線接收電路、定時器經(jīng)電路連接組成，其結構如圖1所示。麥克風2與語音輸入電路3連接后再與中央處理器1連接，中央處理器1與語音輸出電路4連接后再與揚聲器5連接，鍵盤6、樣本庫7、定時器10分別與中央處理器1連接，中央處理器1與液晶顯示器8、無線發(fā)射電路9相連。其中，麥克風2、語音輸入電路3、中央處理器1、語音輸出電路4、揚聲器、鍵盤6、樣本庫7和液晶顯示屏8的連接關系構成嬰兒哭聲解讀裝置，見圖2所示；麥克風2、語音輸入電路3、中央處理器1和無線發(fā)射電路9的連接關系構成嬰兒哭聲發(fā)送器，與哭聲接收器配合，組成嬰兒哭聲監(jiān)控裝置，這里哭聲接收器由無線接收電路11和揚聲器12組成，見圖3所示；中央處理器1、定時器10、語音輸出電路4和揚聲器5的連接關系構成嬰兒定時學習裝置，見圖4所示。本技術中，鍵盤6設有6個功能鍵，即確認鍵(enter)、取消鍵(cancel)和上(up)、下(down)、左(right)、右(left)4個導航鍵，用于控制中央處理的狀態(tài)，見圖10所示。本技術中，中央處理器1為裝置的核心部分，其電路原理圖見圖6所示。是32位CPU，采用S1C33209芯片，它有2個晶振電路、4個輸入輸出口、2個輸入口、24根地址線、16根數(shù)據(jù)線。本技術中，語音輸入電路3由交流耦合電路、麥克風信號放大單元、低通濾波器、交流信號放大單元組成，見圖5所示。其中電阻R25、R26、R27、R28和電容C32、C33組成交流耦合電路；電阻R29、R30和電容C34、C35以及運放U6A組成麥克風信號放大單元；電阻R31、R32、R33、R34、R35和電容C37、C38、C39、C40以及U6B組成4級低通濾波器；電阻R36、R37、R38、R39和電容C41、C42、C43以及U713組成交流信號放大單元。本技術中，語音輸出電路4由低通濾波器和功率放大電路組成，見圖7所示。其中由電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和電容C23、C24、C25、C26、C27組成低通濾波器，由電阻R22、R23、R24和電容C28、C29、C30、C31以及U5組成功率放大電路，R24/R22為功率放大倍數(shù)。本技術中，無線發(fā)射電路9由編碼器、電源、三級放大器組成，見圖8所示。其中，編碼器采用PT2262芯片，由P25和電阻R55、R56和三極管Q6組成編碼器的電源，編碼通過PT2262的P19管腳DOUT輸出，經(jīng)過3級放大電路，由天線發(fā)射出去。本技術中，無線接收電路11由接收天線、濾波電路、譯碼器組成，見圖9所示。其中，譯碼器采用PT2272芯片。而接收天線與濾波電路均為通常電路。本技術中，定時器10電路也為通常電路，具體可采用Dallas公司的時鐘芯片。本技術中，嬰兒哭聲解讀部分的工作原理如下哭聲從麥克風2輸入，在語音輸入電路3中經(jīng)過濾波和放大處理，哭聲信號進入中央處理器1；樣本庫存儲嬰兒哭聲特征值文件；中央處理器1將接收到的哭聲信號進行AD轉換，獲得聲音的數(shù)字信號，并提取哭聲的特征值，將該特征值與樣本庫中的特征值進行比較，得到識別結果。該結果可以文字方式在液晶顯示器8上顯示出來，或者通過語音輸出電路4，經(jīng)濾波、放大后，以語音方式由揚聲器5播出。上述樣本庫中存儲的哭聲特征值文件，將嬰兒哭聲所反應的情緒狀態(tài)分為6種，即饑餓、不舒服、疲勞、驚嚇、煩躁不安、生病疼痛。中央處理器1將當前輸入的哭聲信號與樣本庫中的特征值文件所包含的6種狀態(tài)進行比對，從而判別哭聲所反映的情緒狀態(tài)。本技術中，嬰兒哭聲監(jiān)控部分的工作原理如下使用時，把發(fā)射裝置放置于嬰兒旁邊，接收裝置攜帶于成人身上。當嬰兒在睡眠時，大人可以在其他地方安心做事。嬰兒醒來啼哭時，哭聲立即通過麥克風2進入中央處理器1處理，然后由無線發(fā)射電路9將哭聲信號發(fā)射出去；在遠處的接收裝置接收信號后，驅動揚聲器發(fā)出提示音，提醒成人，孩子醒了。從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控嬰兒睡眠狀態(tài)。監(jiān)控的距離可以根據(jù)需要設置，例如，可以是30米、50米或者100米等。本技術中，嬰兒定時學習部分的工作原理如下按照嬰兒認知規(guī)律選擇一定教學內(nèi)容，將其存儲于中央處理器中。教學內(nèi)容按照難易程度分成若干個知識塊(例如拼音為一個塊)，并編寫相應的控制程序，每天定時播放。還可在嬰兒起床、活動、睡眠等時間定時播放音樂。由定時器10設定需要啟動學習程序的時間，中央處理器1根據(jù)設定的時間定時啟動學習程序，通過PWM MAIN和PWMSUT管腳輸出語音信號，并進入語音輸出電路，經(jīng)濾波和放大，由揚聲器播放學習內(nèi)容。本技術可以幫助成人對嬰兒哭聲所反應的情緒狀態(tài)和需求進行判別，可以對嬰兒睡眠進行監(jiān)控，并對嬰兒定時進行語言學習和音樂教學，實現(xiàn)更加科學、合理地對嬰兒進行照料和護理，更加科學、合理安排嬰兒的教學和活動，從而促進嬰兒健康地成長。附圖說明圖1為本技術結構的原理框圖。圖2為嬰兒哭聲解讀部分的結構原理框圖。圖3為嬰兒哭聲監(jiān)控部分的結構原理框圖。圖4為嬰兒定時學習部分的結構原理框圖。圖5為語音輸入電路原理圖。圖6為中央處理器電路原理圖。圖7為語音輸出電路原理圖。圖8為無線發(fā)射電路原理圖。圖9為無線接收電路原理圖。圖10為鍵盤電路原理圖。圖11為本多功能機的外形結構圖。具體實施方式如圖10所示，本技術的鍵盤6設有6個鍵，具體為enter、cancel、up、down、right、left鍵。enter為確認鍵，cancel為取消鍵，其它幾個鍵分別為上下左右導航鍵。如圖5所示，為本技術的語音輸入電路3，采用麥克風輸入。哭聲通過麥克風JP1輸入，R26、C32、R25、C33、R27、R28組成交流耦合電路。R26、C33組成的一級低通濾波器，對電源電壓產(chǎn)生的噪音濾除。R25的阻值(5.6K)跟麥克風自己的內(nèi)阻(1.5K)之比，有了3.7倍的增益，一是減小電流功耗，再者是減輕下一級放大電路的負擔。C33、R27、R28則組成了高通濾波器，截至頻率為70Hz。C34、C35、R29、R30、U6A組成麥克風信號放大單元。R30/R29＝1倍的增益。R30的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種多功能嬰兒監(jiān)護教學機，其特征在于由中央處理、麥克風、語音輸入電路、語音輸出電路、揚聲器、鍵盤、樣本庫、液晶顯示器、無線發(fā)射電路、無線接收電路、定時器經(jīng)電路連接組成，麥克風（２）與語音輸入電路（３）連接后再與中央處理器（１）連接，中央處理器（１）與語音輸出電路（４）連接后再與揚聲器（５）連接，鍵盤（６）、樣本庫（７）、定時器（１０）分別與中央處理器（１）連接，中央處理器（１）與液晶顯示器（８）、無線發(fā)射電路（９）相連，其中，麥克風（２）、語音輸入電路（３）、中央處理器（１）、語音輸出電路（４）、揚聲器、鍵盤（６）、樣本庫（７）和液晶顯示屏（８）的連接關系構成嬰兒哭聲解讀裝置；麥克風（２）、語音輸入電路（３）、中央處理器（１）和無線發(fā)射電路的連接關系構成嬰兒哭聲發(fā)送器，與哭聲接收器配合，組成嬰兒哭聲監(jiān)控裝置，這里哭聲接收器由無線接收電路（１１）和揚聲器（１２）組成；中央處理器（１）、定時器（１０）、語音輸出電路（４）和揚聲器（５）的連接關系構成嬰兒定時學習裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫萍，
申請(專利權)人：上海上悅通訊技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]