基于树莓派的婴儿哭声监测系统设计与实现

现代电子技术Modern Electronics TechniqueAug.2023Vol.46No.162023年8月15日第46卷第16期0引言全面两孩政策实施效果显著，三孩政策配套措施也陆续出台，婴幼儿养育备受重视。

同时，由于生活压力等不可抗力因素，越来越多的家长无法时刻陪伴于孩子左右。

研究表明[1⁃2]，母婴分离会对双方心理健康产生影响，甚至造成幼儿的认知损害。

高质量的互动陪伴与安全的母婴依恋关系对婴幼儿身心成长有益。

婴幼儿早DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2023.16.031引用格式：张翼捷，兰晓红，虞千惠，等.基于树莓派的智能交互婴儿床设计与研究[J].现代电子技术，2023，46（16）：177⁃181.基于树莓派的智能交互婴儿床设计与研究张翼捷，兰晓红，虞千惠，刘燚（重庆师范大学计算机与信息科学学院，重庆401331）摘要：随着社会发展与技术进步，婴儿床的多功能设计与智能化交互逐渐受到关注。

为了满足母婴分离状态下母亲或监护人异地远程监控互动和婴幼儿身心健康发展的需求，文中基于树莓派设计一种婴儿监测端与母亲监护端相结合的智能交互婴儿床。

该婴儿床以树莓派4B 为主控器，在传统婴儿床的基础上添加婴儿温度监控模块、尿湿监测模块、啼哭分析模块、语音播报提醒、音视频互动模块等，并配套智能监护小程序软件实现视频实时监控、远程指令控制、监护消息提醒、采集数据分析等功能，供家长使用。

应用测试结果表明，所设计的婴儿床远程交互和体征状态监测效果良好，哭声监测识别精度高，能及时、有效地完成智能陪伴安抚和消息提醒异常警报任务。

婴儿床的设计重视情感表达和实践应用，有助于促进安全的母婴依恋关系，保障婴幼儿健康成长。

关键词：婴儿床；异地智能交互；树莓派；智能决策安抚；体征实时监测；依恋理论；监护端程序中图分类号：TN931+.3⁃34文献标识码：A文章编号：1004⁃373X （2023）16⁃0177⁃05Design and research of intelligent interactive crib based on Raspberry PiZHANG Yijie,LAN Xiaohong,YU Qianhui,LIU Yi(College of Computer and Information Science,Chongqing Normal University,Chongqing 401331,China)Abstract ：With the development of society and technology progress,the multi⁃function design and intelligent interaction of the crib are gradually receiving attention.In order to meet the needs of remote monitoring interaction of mothers or guardians in different places and the development of infants′physical and mental health under the condition of separation between mothersand infants,an intelligent interactive crib based on Raspberry Pi is designed,which combines the infant monitoring terminal withthe mother monitoring terminal.In this crib,the Raspberry Pi 4B is used as the main controller,and the baby temperature monitoring module,urine moisture monitoring module,crying analysis module,voice broadcast reminder,audio and video interaction module,etc.are added on the basis of the traditional crib.It is also equipped with intelligent monitoring applet software to achieve real ⁃time video monitoring,remote command control,monitoring message reminder,data collection and analysis,and other functions for parents to use.The application test results show that the designed crib has good remoteinteraction and sign status monitoring effects,high accuracy in crying monitoring and recognition,and can timely and effectively complete intelligent companionship,comfort,and message reminder abnormal alarm tasks.The design of crib attaches importance to emotional expression and practical application,which helps to promote safe mother infant attachment relationship and ensure the healthy growth of infants.Keywords ：crib;remote intelligent interaction;Raspberry Pi;intelligent decision ⁃making comfort;physical sign real⁃timemonitoring;attachment theory;monitoring terminal program收稿日期：2022⁃12⁃08修回日期：2023⁃01⁃31基金项目：2020年度重庆市研究生教育教学改革研究重点项目（yjg202020）；2021年度重庆师范大学智慧教育研究院专项（YZH21019）；2022年度重庆师范大学第五届三春湖杯创业计划类项目（202202313）；2022年度国家级大学生创新创业训练计划项目（202210637017）177现代电子技术2023年第46卷期探索是促进其认知发展的重要方式和关键途径，而婴儿约有70%的时间在婴儿床上度过，因此婴儿床成为了婴幼儿认知、情感发育及与外部链接的直接媒介。

• 191•基于树莓派的幼儿陪伴机器人设计与实现南京信息职业技术学院电子信息学院 袁迎春 蔡佳丽 邵万鹏本文设计了一款基于树莓派的幼儿认知陪伴机器人，提供幼儿早教、云端语音服务等实用功能。

基于树莓派构架操控系统；通过叮当语音开源项目快速实现语音识别和控制功能；利用RFID模块及相关配件，通过射频标签录制并自动匹配播放对应语音信息，强化对幼儿的认知和早教功能。

本设计针对幼儿陪伴的诸多个性化功能契合幼儿和父母需求，具有广阔的市场应用前景。

1 引言随着二孩政策的放开，婴幼儿用品市场迎来了巨大的商机。

设计一款幼童的多功能陪伴机器人，具备语音服务功能，解决幼儿早教问题，弥补因工作繁忙无法照料孩子的家长的遗憾，具有广阔的市场应用前景（李济帆，使用Raspberry Pi的人机语音交互系统，计算机产品与流通，2019年第2期118页；刘华,田占生，冯宇飞，基于树莓派的智能家居语音控制系统，制造业自动化，2018年第10期128-131页）。

本设计以树莓派微型计算机为基础硬件平台，使用Python 程序设计语言进行编程、通过叮当语音开源项目快速实现语音识别和控制功能（张常友，基于树莓派和Arduino平台的移动式家庭服务机器人设计，山东工业技术，2017年第9期222页）。

由于婴幼儿对物品和事物的认知需要大量的重复语音讲解和刺激，父母的声音是孩童最熟悉的，也拥有更佳的教育效果。

为了实现个性化早教功能，采用RFID模块和语音模块，可将任意物品和自定义语音绑定，通过RFID技术自动匹配和播放自定义语音，达到强化认知和教育的目的。

2 系统设计图1 系统组成框图本设计采用树莓派3 model B V1.2做中央处理器，Linux 系统为其提供基础的开发环境。

系统包括RFID射频模块、按键操作模块、语音采集和输出模块、液晶显示模块、wifi通信模块等。

RFID射频读写模块，按键操作模块、语音模块实现核心早教认知功能；麦克风和音箱实现语音输入和输出，转换器模块用来转接3.5mm插口输出音频数据，wifi模块远程传输数据，是实现云端控制的基础。

婴儿哭声分析器(Baby Cry Analyzer)新产品开发伴随着新生儿降生的喜悦，接踵而来的就是照看婴儿时产生的一些烦恼，最使父母头疼的就是不能与婴儿的沟通，无法理解婴儿的哭声到底是何,这款“婴儿哭声分析器(Baby Cry Analyzer)”可以根据婴儿哭声的频率、强度、节奏及能量的使用过滤组成音波进行分析，及时判断婴儿哭泣的原因(饿了、寂寞、不适、困倦或是害怕)，让父母根据分析的结果及时满足婴儿的不同需求，给婴儿无微不至的呵护和照顾，是婴儿与家长沟通的桥梁。

(1)2)品牌标志: (寓意:一个可爱的哭脸品牌名称:why cry (问号，加上产品名称，形象的让消费者知道它的用途――哭的理由是什么，为什么哭。

品牌策略:采用合作品牌策略)(3)包装设计情况: 寓意:丰富的色彩加上一个个可爱的娃娃哭脸下附注着词语解释，强烈的讯息就是想要告诉消费者，没错我就是了解宝宝为什么会哭。

包装策略:年龄式包装策略) 一、制定基本价格(1)定价目标:以销售为目标，扩大市场占有率(2)确定需求:了解市场需求对价格变动的反应，做一系列的市场调研工作(3)估计成本:固定成本，在短期内不随企业产量和销售收入的变化而变化的生产费用。

如:厂房设备的折旧费、租金、利息、行政人员薪金等(4)选择定价方法:顾客导向定价法，根据市场需求状况和消费者对产品的感觉差异来确定价格，符合现代市场营销观念要求，企业的一切生产经营以消费者需求为中心(5)选定最终价格:,299二、竞争性调价三、具体方法(1)新产品出生期:渗透稳定策略依靠产品的新鲜与豪华，品质较佳，差异化，以中等价位进行市场渗透，获取市场占有率(2)新产品发展期:组合产品的价格策略随着竞争的加剧，采取产品组合扩大需求，通过扩展大量的需求，降低成本，通过价格的优惠争取业绩。

也可采用异业联盟的方式推出套装行程，如让妈妈免费spa护理等，让消费者觉得物超所值。

(3)新产品衰退期:差别价格策略对不同顾客群，不同的时段采取不同价格，用不同的价格，以获取更多的销售量，如团体价、六一、十一活动价等。

^m m m m 2021年第04期(总第220期）基于树莓派的实时入侵检测系统的设计与实现顾山翔，孟小艳，蔡欲扬，蔡亚平，康政辉，魏诗燄(新疆农业大学计算机与信息工程学院,新疆乌鲁木齐830052)摘要：随着物联网技术的普及,智能安防越来越为人所重视。

本设计是基于树莓派的实时入侵检测系统。

实时入侵检测 系统由树莓派开发板为基础，摄像头、舵机等组成，可以根据不同场景不同状况在场景有人入侵时触发入侵检测。

通过 人脸识别判断是否存在异常，向指定邮箱发送图片和时间数据，实现告警。

最终实现入侵检测和远程监控功能。

本系统 的研究开发对保护家庭成员的生命，财产安全具有重要的实现意义。

关键词:树莓派;入侵检测;人脸识别；安防中图分类号:TP393.08 文献标识码:B文章编号:2096-9759(2021 )04-0134-03Real-tim e Intrusion Detection System Based on Raspberry PiGu Shanxiang, Meng Xiaoyan , Cai Yiyang, Cai Yaping, Kang Zhenghui, Wei Shiyi (College o f Com puter and Inform ation Engineering,X in jia n g A g ricu ltu ra l U niversity,U rum qi,X injiang830052) Abstract: w ith the popularity o f the Internet o f things technology,in te llig e n t security is more and more attention.This design is a real-tim e intrusion detection system based on Raspbeny P i.Real-tim e intrusion detection system developed by raspberries pie plate,camera,steering gear and so on,can according to different situation different scenarios in the scene when someone in­vasion trigger intrusion detection.Through face recognition to judge whether there is abnorm al,send pictures and tim e data to the specified m ailbox,to realize the alarm.U ltim ately achieve intrusion detection and remote m onitoring function.The research and development o f this system is o f great significance to protect the life and property o f fa m ily members.Keywords: Raspberry P i;intrusion detection;Face recognition;S ecurity〇引言随着生活水平的提高，人们在衣食住行得到充分满足的 基础上，对自身安全有了更高要求，一个安全管理的环境十分 必要。

基于“树莓派”三代的农业智慧监测系统研究周毅飞1，吕晓菡1，李庆海1，姚永红2※（1. 杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024；2. 重庆市农业科学院，重庆 401329）摘要为了更实时有效地监测作物生长环境参数，设计并实现了一套基于树莓派（Raspberry Pi）农业智慧监测系统。

该系统以树莓派3代B型为核心，连接土壤湿度、空气温湿度、叶面温湿度、光照强度和pH值等传感器，可用于监测作物整个生长周期的土壤湿度、空气温湿度、叶面温湿度、光照强度和pH值等参数。

本研究基于树莓派3代成功搭建了农业智慧监测系统，开发了适于电脑端的Web版和移动手机端的App（iOS版和Android版），并已监测获取作物生长相关参数和环境因子的数据。

该系统运行可靠，操作简单实用，可扩展性强，为下一步开展作物长期数据监测，进行作物生产参数研究和智能控制奠定了基础。

关键词树莓派；农业智慧监测；生长参数；传感器中图分类号：F407.67；TP274 文献标志码：A DOI：10.19415/ki.1673-890x.2019.10.018我国农业自动化水平偏低，传统农业基本是基于感性经验的农业生产方式和管理方式，然而，近年来，水资源匮乏、土地盐碱重、气候条件恶劣易变等情况日趋严重，严重制约了我国农业的飞速发展。

这就迫切需要通过发展物联网技术来提高生产效率和节约资源。

作物生长环境中的空气温湿度、土壤温湿度及光照强度等参数对作物生长有十分重要的影响，需要在适宜的综合环境因素下，才能实现最大化的作物产值。

因此，作物生长的环境数据变化的实时采集监测尤为重要，以便及时做出应变措施，让农作物在适宜的环境中生长和生产。

传统农业气象环境监测方式主要是人工依据生产经验使用测量工具实地获取数据进行相关测量。

人工经验型监测方式存在时效性低、工作量大、生产成本高、随机取点误差大等问题，根本无法满足对作物生长环境参数实时监测的需求。

Raspberry Pi(中文名为“树莓派”）是一个开放收稿日期：2018-12-26基金项目：杭州市农业科研自主申报项目（20160432B18）；重庆市科委科技服务平台专项（cstc2015ptfw-ggfw80001）。

技术与应用基于树莓派3B+Movidius NCS的智能监护安防系统Intelligent Monitoring Security System Based onRaspberry Pi3B+Movidius NCS魏晓曦WEI Xiao-xi(恒锋信息科技股份有限公司)(Hengfeng Information Technology Co.,Ltd.)【摘要】根据当前居家安全的应用需求，基于树莓派和Intel Movidius神经计算棒设计了一款智能监护安防系统。

该系统包括服务端和手机APP客户端。

服务端除了能够检测室内温湿度、煤气、火焰、盗窃等环境外，还基于深度学习实现对不能自理的老人和儿童的安全监护。

根据具体应用的需求，设计多个监护摄像头。

各摄像头能检测并实时跟踪监护区内监护对象。

服务端将检测和监护的异常情况发送给手机APP客户端。

客户端除了能够实时接收、显示服务端的监测数据和监控视频外，也可以远程调节监护摄像头的监控角度。

[Abstract]An intelligent monitoring and security system based on Raspberry Pi and Intel Movidius neural computing stick is designed to meet the needs of current home security applications.The system includes a server and a mobile APP client.The server can not only detect the indoor temperature and humidity,gas,flame,theft and other environment,but also realize the safety monitoring of the elderly and children who can not take care of themselves based on deep learning.According to the requirements of specific applications,multiple monitoring cameras are designed which can detect and track the monitored objects in the monitoring area in real time.The server will send the abnormal situation of detection and monitoring to the mobile APP client.In addition to receiving and displaying the detection data and monitoring video of the server,the client can also remotely adjust the monitoring angle of the monitoring camera.【关键词】居家安全；智能安防系统；树莓派；神经计算棒[Keywords]home safety;intelligent security system;raspberry pi;neural compute stick1引言当今社会，由于生活节奏的加快，工作压力的增大，青壮年往往在外上班，无暇照顾没有完全自理能力的老人和儿童。

基于树莓派的系统的设计与实现王怀泽【摘要】当今网络视频监控的使用率越来越高,而家庭安全的视频监控还未得到人们的重视,因此设计一个家庭的网络视频监控是有必要的.本文采用树莓派作为平台、选用开源的Mjpg-Streamer,运用HTML语言编辑网页,并结合CSS美化网页、用JavaScript开发脚本,连接USB摄像头,开发了一个实时查看视频和静态图像的视频监控系统,该系统能够保存并查看历史图像.【期刊名称】《智能计算机与应用》【年(卷),期】2018(008)003【总页数】4页(P158-160,165)【关键词】树莓派;视频监控;MJpg-Streamer;HTML;CSS;JavaScript【作者】王怀泽【作者单位】集贤县气象局,黑龙江集贤155900【正文语种】中文【中图分类】TP391.41引言随着科技领域的快速发展，科技成果层出不穷，与此同时，在网络的飞速发展和迅速普及的情况下，两者结合带给人们越来越多的便利。

同时，网络视频监控应该到各个方面，人们利用监控来管理交通秩序、商场经营、工业生产以及进行医疗观察，公共场所的监控覆盖率越来越高，安全方面有了很大保证。

然而一般家庭很少会安装视频监控，这导致罪犯趁虚而入，案发后又很难追查，不仅家中财产损失，还让罪犯逍遥法外。

本项目选用树莓派作为平台，运用HTML、CSS、JavaScript语言并基于Mjpg-Stremaer开源软件开发出一个家用的、便捷的视频监控系统。

1 国内外研究现状近几年，视频监控不仅在安防方面得到广泛的应用，还在向生产经营方面扩展。

随着“平安城市”的提出，对视频监控的发展起到了很大的促进作用。

网络的普及促使视频监控中网络视频监控逐渐占据市场上重要位置，除了显示设备外，视频监控系统中的其他设备全部都网络化[1-2]。

这一要求使得嵌入式视频监控系统得到发展，其具有成本低、稳定性好、集成度高等特点。

虽然国外产品性能较好，但价格昂贵难以接受[1]。

基于树莓派系统的声源定位跟踪技术研究与实现摘要：在当今复杂战场环境中，针对低慢小目标的定位跟踪以及隐藏狙击手的位置确定问题，本文提出采用声阵列的声源定位检测技术研究，该技术基于树莓派系统，依托声阵列云台，通过传感器采集声音信号，采用广义互相关时延估计法进行声源定位与PID算法进行目标跟踪，集采集、处理与控制于一体，成功实现对目标的定位与跟踪，定位角度误差在0.3以内。

关键词：低慢小目标声阵列声源定位目标跟踪引言在现代战场环境当中，对空中低慢小目标以及狙击手的的定位检测仍然是一个难点问题。

首先，雷达在进行搜索时，地面物体会产生杂波，对雷达信号造成干扰；其次，采用摄像头进行目标捕捉时，会被建筑和树林遮挡视线，并且背景与目标颜色的相近性会导致目标辨别十分困难。

但是目标在行动时会产生较大的声响，针对此特点，论文提出了基于声阵列的目标定位跟踪技术。

1 硬件平台组成1.1树莓派及扩展版该平台树莓派使用的是4代B型，搭载64位1.5G Hz四核处理器、具备4G 内存、2个USB2.0接口、2个USB3.0接口、2个HDMI接口、2.4G Hz和5G Hz 的双频Wifi、千兆以太网接口，采用linux操作系统，可以用于AI系统大数据的开发处理。

BST-AI扩展板焊有PCA9685芯片，可以通过I2C协议控制输出16路PWM信号，并且可以任意设置频率与占空比，便于对舵机进行控制。

1.2舵机使用MG995金属齿轮，13公斤大扭力舵机，5V电压供电。

舵机控制需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲高电平部分的0.5ms-2.5ms范围内对应180度的角度控制，具体对应关系是这样：0.5ms——0度，1.5ms——90度，2.5ms——180度。

1.3麦克风设备可以同时录取4路麦克风数据，采用标准的UAC协议（USB麦克风设备），支持windows，linux，android，树莓派操作系统，可扩展性强。

麦克风采样率为16 K，转换数据为16 bits，间隔20cm排列。