一种低成本的家庭成员身份识别提醒器的制作方法

本实用新型涉及一种利用超声波进行家庭成员身份识别并提供语音提醒的技术领域。主要应用于家庭场景下针对不同家庭成员离家、回家状态的信息提醒及问候服务。

2.

背景技术：

超声波测距技术目前应用非常广泛，本实用新型采用了目前市面最常见的超声波测距模块，为解决单模块灵敏度低、测量角度有限的问题，提出了并联四个超声波测距模块组成超声波监测阵列的思路，大大提高了监测的灵敏度和准确性。

为解决超声波监测误触发、身份误判的问题，本实用新型利用编写的单片机程序，对采集的身高数据进行分组并对组内的数据进行处理分析，大大降低了成员身份误判的概率。

本实用新型利用数控语音播放模块，根据单片机处理分析的结果，针对不同家庭成员身份及回家、离家状态，播放不同的语音提醒及问候内容。

本实用新型采用模块化设计，制造、维修方便，由于采用了最常用的单片机及传感器模块，因此制造成本远低于其它身份识别类设备，具有重要的市场价值。

3.

技术实现要素：

为解决家庭日常生活中老人、小孩比较健忘的问题，并为家庭成员提供有针对性的语音提醒及问候信息，本实用新型利用超声波测距技术及霍尔传感器，通过测量不同家庭成员的身高数据及入户门开关的状态，识别出家庭成员身份及回家、离家状态，发出对应的语音提醒及问候信息。

参见图1，本实用新型提供一种低成本家庭成员身份识别语音提醒技术，由中央处理单元、超声波阵列监测单元、门禁监测单元、信息显示单元、语音提醒单元构成。

中央处理单元采用单片机模块，用于存储人员身高数据，处理分析超声波阵列监测单元、门禁监测单元采集的数据。

当有人回家时入户门打开，门禁监测单元的霍尔传感器模块输出低电平给单片机，人员进入门廊时，安装在门廊顶部的超声波传感器阵列监测单元采集到人员身高数据(人员身高＝无人时超声波回波距离-有人时超声波回波距离)，通过与保存在单片机中的人员身高数据比对，判定人员的身份，播放针对此人回家时的语音信息，如：“XXX您好，欢迎您回家”，并在液晶显示屏上显示提醒信息。

当有人准备出门并经过门廊时，由于此时入户门为关闭状态，门禁监测单元的霍尔传感器模块输出高电平给单片机，安装在门廊顶部的超声波传感器阵列监测单元采集到人员身高数据，通过与保存在单片机中的人员身高数据比对，判定人员的身份，播放针对此人离家时的语音提醒信息，如：“XXX您好，出门请注意交通安全，祝您天天有个好心情”，并在液晶显示屏上显示提醒信息。

超声波阵列单元在单片机的控制下每秒采集10次身高数据，由于高个人的身体其它部位如手臂、肩膀较头部先被超声波监测到，从而被误判为矮个的人，因此编写单片机程序，对3秒内采集到的30组数据进行处理，保留其中最大值，作为身份判断的有效值(图2)，从而较好的解决了人员身份误判、误触发的问题。

数控语音提醒单元内置SD存储卡，各类语音提醒内容分段并以WAV文件格式保存在SD卡上。单片机判定人员身份信息及回家、离家状态后，控制语音提醒单元将分段的语音文件组合并连续播放出来。

本实用新型利用mciroUSB接口供电，供电电压为5V，可方便地通过充电宝或普通手机充电器供电。

4.附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构原理框图。

图2为本实用新型一个实施例的超声波阵列读数示意图。

图3为本实用新型一个实施例的结构示意图。

5.具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图3，本实用新型技术方案提供一种低成本的家庭成员身份识别提醒器，在入户门门框处安装霍尔传感器模块4、门板对应位置安装小磁铁。将霍尔传感器模块连接到主机5，接入单片机8的I/O(输入/输出)口。在门廊顶部水平安装超声波传感器阵列6，安装位置在经过门廊人员的头顶正上方，将超声波传感器阵列连接到主机5，接入单片机I/O口。主机内部包括单片机模块8、数控语音模块7、液晶显示模块2、喇叭3、电源插口，将主机挂装在门廊墙壁上并方便取电的合适位置。

实施例的主要器件选型如下：

单片机模块：Arduino pro mini一个

超声波阵列：HC-SR04超声波测距模块四个

数控语音模块：Wtv020sd一个

语音存储SD卡：容量1GB一个

液晶显示模块：LCD1602A一个

喇叭：8欧姆0.5W一个

超声波阵列圆盘支架一个、主机壳一个

以上器件全部采用最常用器件，采购方便、价格低廉，作为一种低成本的人员身份识别手段，有很大的市场潜力。