幼兒安全床墊及其管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及嬰幼兒護理設備領(lǐng)域，具體涉及一種幼兒安全床墊及其管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，嬰幼兒睡覺醒來時，由于家長太疲勞睡得太熟，或者在做家務不在身邊，無人看管，嬰幼兒自己爬行掉到了床下，而造成傷害。
[0003]現(xiàn)有的防摔嬰幼兒床墊通常利用重力原理或者圍墻式的結(jié)構(gòu)設計出發(fā)，利用嬰幼兒離開床體時的壓力傳感器和語音報警器發(fā)出報警信號，然而電路結(jié)構(gòu)涉及線路連接復雜，不能實現(xiàn)分離式結(jié)構(gòu)，在一定程度上存在安全隱患。例如申請?zhí)?01120188606.4的文件提供一種具有監(jiān)控功能的嬰幼兒護理床墊，在床周圍安裝紅外監(jiān)控設備，監(jiān)控幼兒睡眠情況；申請?zhí)?01220023424.6的文件提供一種自動報警兒童床，在床邊沿安裝重力檢測設備，當幼兒移動到床邊沿時，床邊沿重力增加，輸出報警信號；申請?zhí)?01320858180.8的文件提供一種嬰幼兒防摔床，在床邊沿安裝自動升降圍墻，當幼兒移動到床邊沿時，其圍墻自動上升，擋住幼兒不落到地下。上述公開文件雖然解決了一些安全問題，但還是存在一些缺陷:
1)結(jié)構(gòu)較復雜:有的需要安裝探測設備，有的需要安裝重力測量設備，有的需要安裝圍墻自動升降裝置，對安裝的技術(shù)要求較高；
2)檢測不準確:紅外監(jiān)控裝置易受被褥影響，利用重力設備監(jiān)測報警時，如果家長將懷中睡熟的幼兒從懷中移放到床上時，可能由于大人的胳膊壓到床邊沿而增加重力從而引發(fā)報警；
3)預警時間短:無論是在床邊沿安裝重力檢測設備，還是在床邊沿安裝自動升降圍墻，都是在幼兒移動到床邊沿時才報警，也就是說到家長收到報警信號時，幼兒移動到床邊沿，沒有給家長留下足夠的處理時間；
4)報警器太近:將報警器安裝在幼兒床附近。事實上，有的幼兒移動到床邊時，還處在睡眠狀態(tài)，這樣，報警器發(fā)出報警音響時，會將幼兒吵醒，不利于幼兒繼續(xù)睡眠；
5)成本比較高:無論是在床邊沿安裝重力檢測設備，還是在床邊沿安裝自動升降圍墻，都對床體有特殊要求，必須有單獨的幼兒床，這樣對家長與幼兒同床睡床覺的家庭來講，特別是對住房不太寬余的家庭來講，既要增加空間，又要要增加設備的費用，不是太適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有嬰兒床墊存在的上述各種不足，提供一種幼兒安全床墊及其管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)科學、安全性好、預警期長、使用便捷。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
幼兒安全床墊，包括床墊本體、電容探頭、分辨電路、無線發(fā)射電路、無線接收電路、語音報警器以及電源模塊，所述電容探頭固定埋織在床墊本體上，電容探頭的信號輸出線與分辨電路的輸入端連接，分辨電路的輸出端與無線發(fā)射電路連接，所述無線發(fā)射電路與無線接收電路通過無線通訊連接，無線接收電路內(nèi)置可充式干電池與所述語音報警器相連接，所述電源模塊與分辨電路、無線發(fā)射電路連接。
[0006]按上述方案，所述電容探頭采用環(huán)型金屬線，電容探頭的信號輸出線固定在床墊本體的一端部。
[0007]按上述方案，所述分辨電路做成鐵夾形狀，使用時將鐵夾形狀的分辨電路夾在床墊本體端部電容探頭的信號輸出線上。
[0008]按上述方案，所述無線發(fā)射電路由無線發(fā)射模塊ZF2與無線發(fā)射天線El連接構(gòu)成，無線接收電路由無線接收天線E2與無線接收模塊ZW20-J連接構(gòu)成。
[0009]按上述方案，所述分辨電路由振蕩電路、整流電路、放大電路、比較電路、驅(qū)動開關(guān)電路依次連接組成，所述放大電路采用UlB運算放大器，比較電路采用UlA運算放大器，驅(qū)動開關(guān)電路采用繼電器J1，振蕩電路的輸入端與電容探頭的信號輸出線連接，驅(qū)動開關(guān)電路的輸出端經(jīng)驅(qū)動無線發(fā)射模塊ZF2連接至無線發(fā)射天線El。
[0010]按上述方案，所述語音報警器由揚聲器LS1、開關(guān)K1、三極管Ql和電池BI共同構(gòu)成，無線接收模塊ZW20-J的輸出端經(jīng)三極管Ql連接至揚聲器LSI。
[0011 ] 按上述方案，所述電源模塊至少包括電源變壓器、整流器以及集成穩(wěn)壓器，電源變壓器的輸出端與整流器連接后再與兩路集成穩(wěn)壓器連接后分別連接至無線發(fā)射電路和分辨電路。
[0012]本發(fā)明還提供了一種幼兒安全床墊管理系統(tǒng)，包括多個上述幼兒安全床墊，在各個上述幼兒安全床墊的分辨電路的輸出端(分辨電路的驅(qū)動開關(guān)電路的輸出端)還依次連接設置信號數(shù)據(jù)集中處理集中顯示電路及移動終端，各個幼兒安全床墊的實時狀態(tài)信號通過信號數(shù)據(jù)集中處理集中顯示電路顯示至移動終端。
[0013]按上述方案，所述信號數(shù)據(jù)集中處理集中顯示電路由若干輸入集成塊74ALS45、單片機74LS373和數(shù)碼顯示管TOSSOIIBH依次連接組成。
[0014]本發(fā)明的工作原理:電容探頭用于采集有關(guān)電容介質(zhì)數(shù)據(jù)，傳給分辨電路；分辨電路用于將電容探頭采集的電容介質(zhì)數(shù)據(jù)進行分析，得出嬰幼兒是否離開床墊的結(jié)論、并將該結(jié)論轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給無線發(fā)射電路；無線發(fā)射電路用于將分辨電路傳來的數(shù)字信號以無線信號方式發(fā)射給無線接收電路；無線接收電路用于將接收的無線信號放大并傳輸給語音報警器；語音報警器用于將無線接收電路傳來的信號轉(zhuǎn)換成語音提醒；電源模塊由電源變壓器、整流器組成，也可使用可充蓄電池，用于為分辨電路、無線發(fā)射電路提供電源。
[0015]根據(jù)電容接近開關(guān)原理，利用人體介電系數(shù)對電容的感應特點實現(xiàn)判斷功能，從而達到幼兒離開安全床墊時提醒家長，以保護嬰幼兒安全。相對電容介電系數(shù)而言，水的介電系數(shù)為80，空氣、針織品的介電系數(shù)為I左右，而人體的主要成份是水，其介電系數(shù)應在80左右。有了幼兒安全床墊，嬰幼兒睡覺時，家長將床墊本體放在床的中央，再將嬰幼兒安睡在床墊本體上，然后將語音報警器帶在身邊(戴在手腕上或者掛在脖子上)，就可以自己休息或者做家務了。正常狀態(tài)下，嬰幼兒身體貼近床墊本體上的電容探頭，此時電容介電系數(shù)在80左右，分辨電路界定為“正?！睜顟B(tài)。當嬰幼兒翻身一旦離開床墊本體范圍(超出電容探頭的檢測范圍)時，電容探頭感應到的是空氣和被子等針織品，其電容介電系數(shù)為I左右，這時分辨電路界定為“非正?！睜顟B(tài)，立即發(fā)出無線信號，家長隨身攜帶的語音報警器接收到無線信號就會馬上報警，提示家長采取嬰幼兒保護措施，從而確保嬰幼兒安全。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
1、實物采取安全方式連接，簡單可靠、床墊本體更換方便:幼兒安全床墊其實就是在床墊本體中植入電容探頭和加一個微型的分辨電路，電容探頭就是一根很細的環(huán)型金屬線，無電源通過，環(huán)型金屬線織入床墊本體中，從外觀上很難發(fā)現(xiàn)金屬線；電容探頭的信號輸出線固定在床墊本體端部；分辨電路硬件外觀做成鐵夾形狀，使用時將鐵夾夾在床墊本體端部的信號輸出線上，既將分辨電路與針織布料床墊連成一體，又可將電容探頭的信號輸出線與分辨電路接通；使用幼兒安全床墊時，只需要將帶有電容探頭的床墊本體放置在普通成人床的正中間，再將熟睡的幼兒放在幼兒安全床墊上面就行，不需要安裝任何設備；同時，考慮到嬰幼兒容易尿床，一旦嬰幼兒尿床打濕了床墊本體，只要按下分辨電路的鐵夾，取下?lián)Q床墊本體，換上干凈的備用床墊本體即可；
2、結(jié)構(gòu)科學，安全性好:電源模塊的電源變壓器和無線發(fā)射電路都置于床外遠距離的電源插座處，只有分辨電路在床墊本體附近，而從電源變壓器到床墊本體上分辨電路之間的電源線輸出的是5V的安全電壓；即使幼兒接觸到時電源線時，對幼兒人體也沒有傷害；同時，電容探頭沒有任何電源，電壓為0，對人體無任何影響，可謂絕對安全，萬無一失；進一步，使用安全的微型無線發(fā)射模塊、信號很小，再加上將無線發(fā)射電路與電源變壓器合成一體，并且置于離床較遠的電源插座處，這樣，微弱的無線信號發(fā)射源和電源模塊實現(xiàn)物理空間隔離，更加遠離幼兒床墊，更加安全可靠；
3、預警期長，使用便捷:幼兒安全床墊配備了無線接收語音報警器，當家庭(個體)使用時，語音報警器由家長帶在身邊(戴在手腕上或者掛在脖子上)，床墊本體放在床的正中央，幼兒一離開床墊，語音報警器就開始報警，但是幼兒從離開床墊本體(床中央)到移動到床邊沿還要一段時間，家長有足夠的時間回到床前并采取處理措施；同時，語音報警器可做成手表式或者是胸掛式，家長隨身攜帶，與幼兒不在一處，報警音響時，不會吵醒幼兒，從面保證幼兒繼續(xù)睡眠；
4、成本低廉，經(jīng)濟適用:使用幼兒安全床墊不需要在床上加裝任何設備，更不要單獨置辦幼兒專用床，只需要將該床墊往普通床上一鋪就行；同時，幼兒安全床墊使用的電子元器件如揚聲器、分辨電路、無線發(fā)射電路、無線接收電路、電源模塊等大部分都是市場上的成熟產(chǎn)品，制造簡單，成本不高，一般家庭都有能力購買，適用于千家萬戶普通家庭消費；無線接收電路內(nèi)置可充式干電池，不使用時，可放置在電源變壓器盒的預留空間內(nèi)充電；
5、功能齊全，使用面廣。幼兒安全床墊管理系統(tǒng)同時還配備了信號數(shù)據(jù)集中處理集中顯示電路及微型移動終端:當幼兒安全床墊用于幼兒園、托兒所等群體使用時，接收系統(tǒng)可以將每個幼兒安全床墊的信號集中處理在顯示屏集中顯示，還可以配備微型移動終端設備，由信號集中處理系統(tǒng)將信號發(fā)給微型移動終端設備，供值班人員(老師)觀察每個幼兒睡眠情況，綜合進行安全管理；特別是在產(chǎn)科病房，有了嬰兒安全床墊，還可以在一定的程度上防止嬰兒被盜。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明幼兒安全床墊的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明幼兒安全床墊的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明電容探頭、分辨電路、無線發(fā)射電路的線路連接示意圖；
圖4是本發(fā)明無線接收電路與語音報警器的線路連接示意圖；
圖5是本發(fā)明電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；