幼儿保健玩具

幼儿保健玩具第一页，共十四页，编辑于2023年，星期二设计背景理论依据系统结构原理系统工作原理存在的问题分析必要的参考文献第二页，共十四页，编辑于2023年，星期二设计背景根据我们的生活经验，幼儿的情绪变化较大，对新鲜事物的好奇心强。但是，面对同一件事物较长时间后，会显现出厌烦的情绪，会变得没有耐心，甚至哭闹。我的创意就是围绕其特点展开，用一款可以和儿童互动的简易智能玩具来安抚幼儿，并且能简单预测儿童的健康状况。第三页，共十四页，编辑于2023年，星期二目前国外一家公司推出一种名为Exmobaby的新式智能婴儿服，该衣服的特别之处在于其装有内置“生物传感器”，能够实时监控婴儿的不同情绪。据悉，在Exmobaby婴儿服纤维层内安装有一个温度计，一个心律监控器以及动作传感器，不仅可以通过电子邮件或者短信的方式让父母随时知晓婴儿的实时动态，并且还能够绘出一张可显示婴儿情绪的图片。缺点：不易于洗涤，不宜保护。第四页，共十四页，编辑于2023年，星期二理论依据当人们受到情绪刺激时，人的大脑首先会对刺激进行处理和反应，进而影响自主神经系统的活动情况，自主神经系统活动的变化则会在许多生理反应信号中有所体现，例如脉搏，皮肤电反应，体温，呼吸等。随着情绪识别和教育评估研究的发展，我们需要对儿童生理信息，身体消耗和情绪状态进行实时的跟踪和监测。本设计就是在这一背景下通过使用灵敏的传感器对幼儿的外在的生理反应进行实时测量，然后根据人体医学的某些理论做出判断。第五页，共十四页，编辑于2023年，星期二系统结构原理本设计中采用压电陶瓷传感器的正压电效应来测量由皮肤电反应产生的电信号和利用压电元件对振动敏感的特性来测量幼儿的脉搏。利用热敏电阻，湿敏电阻来测量幼儿的体温和皮肤湿度。压电陶瓷和热敏电阻都集成在较小芯片上然后放于腕环内，微小控制器也放于芯片内。毛绒玩具中有一个芯片上面集成了接收器，和发声器。带芯片的毛绒玩具带芯片的腕环第六页，共十四页，编辑于2023年，星期二结构原理

压电传感器是基于压电效应测量信号，当材料受力作用而变形时,其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小,重量轻,工作频带宽等特点,因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量,以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。热敏电阻和温敏电阻都是由温度和湿度的改变而导致电阻值的变化，来测量信号。第七页，共十四页，编辑于2023年，星期二压电陶瓷

压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。材料内部的晶粒有许多自发极化的电畴,它有一定的极化方向,从而存在电场。在无外电场作用时,电畴在晶体中杂乱分布,它们的极化效应被相互抵消,压电陶瓷内极化强度为零。因此原始的压电陶瓷呈中性,不具有压电性质。在陶瓷上施加外电场时,电畴的极化方向发生转动,趋向于按外电场方向的排列,从而使材料得到极化。外电场愈强,就有更多的电畴更完全地转向外电场方向。让外电场强度大到使材料的极化达到饱和的程度,即所有电畴极化方向都整齐地与外电场方向一致时,外电场去掉后,电畴的极化方向基本不变,即剩余极化强度很大,这时的材料才具有压电特性。压电陶瓷的压电系数比石英晶体的大得多,所以采用压电陶瓷制作的压电式传感器的灵敏度较高。第八页，共十四页，编辑于2023年，星期二压电陶瓷的尺寸为φ8×1mm。该传感器的测力范围为0～50N,最小分辨率为0.01,固有频率为50～60kHz,整个传感器重10g。较符合本设计要求。热敏电阻和湿敏电阻的特点是灵敏度高，体积小，符合本设计要求。

第九页，共十四页，编辑于2023年，星期二系统运行框图皮肤电脉搏体温汗液控制器远程发送信息发送信号给毛绒玩具USB输入音乐发出声音，做出动作皮肤电实时发送异常时发送第十页，共十四页，编辑于2023年，星期二系统运行

若幼儿情绪躁动，玩毛绒玩具，施力较大。此时，传感器采集信号后，经控制器处理后，会使发声器发声（比如“不要打我”），使其被吸引，以提醒幼儿保持温柔。若幼儿以适中的力度玩耍一分钟以上时，毛绒玩具会给予（眨眼睛），发生器会给予鼓励（比如“你好棒！”）。第十一页，共十四页，编辑于2023年，星期二专门领域的专家利用其知识挑选出那些对分类最有影响的特征；并且可以用数学的方法进行筛选比较，找出最有分类信息的特征，应用一种算法把采集到的各种信号与幼儿的情感健康状况联系起来。测量的信号都是较弱的信号，故对放大电路的精度要求较高。传感器采集的信号都是弱信号，故要先放大，然后再滤波，再分析。所以对滤波电路的要求也较高。控制器要求做的非常小，所有的材料使用都要考虑儿童的健康为前提。

存在的问题分析第十二页，共十四页，编辑于2023年，星期二参考文献基于热敏电阻的多通道高精度温度测量系统，中国地质大学，仪器技术与传感器儿童情绪检测与情感电生理参数采集系统设计电子器件无线可穿戴生理测量系统及其在儿童情感实验中的应用研究，东南大学表面肌电信号数字