[發明專利]一種老幼監護系統

在審

• 申請號: 202110490766.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113081493A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 張琦;李佳朋;倪琦;張柯涵;李曉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: A61F13/42
• 分類號: A61F13/42;A61F13/496;G01K13/00;G06F17/18;G06N3/00;G16H80/00
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 白洪

1.一種老幼監護系統，所述老幼監護系統包括能夠檢測尿床和體溫的智能紙尿褲，智能紙尿褲設置有控制單元，控制單元通過無線通信模塊連接到移動通信裝置，移動通信裝置輸出監護結果或告警信號；控制單元用于接收判斷尿床檢測結果和體溫檢測結果，其特征在于：

所述智能紙尿褲的吸收區設置有用于監測尿床情形的第一尿床監測單元，智能紙尿褲貼近人體的一面設置有用于檢測人體體溫的第一溫度檢測器；

所述第一尿床監測單元包括間隔設置在吸收區中層的用于檢測尿液的第二溫度檢測器，第二溫度檢測器連接控制單元。

2.根據權利要求1所述的老幼監護系統，其特征在于：所述第一溫度檢測器包括多個分布設置的溫度傳感器。

3.根據權利要求1所述的老幼監護系統，其特征在于：所述第二溫度檢測器包括多個分布設置的溫度傳感器。

4.根據權利要求2或3所述的老幼監護系統，其特征在于：所述溫度傳感器采用sht20傳感器。

5.根據權利要求1所述的老幼監護系統，其特征在于：吸收區還設置有用于監測尿床情形的第二尿床監測單元，所述第二尿床監測單元包括間隔設置在吸收區中層的多個電極，電極在尿床情形下相互導通輸出導通信號給控制單元實現尿液檢測，第一尿床監測單元和第二尿床監測單元通過與門單元連接到控制單元。

6.根據權利要求1所述的老幼監護系統，其特征在于：所述無線通信模塊為HC05藍牙通信模塊。

7.根據權利要求2所述的老幼監護系統，其特征在于：所述控制單元中異常狀態預測方法包括以下步驟：

步驟一，提取尿液-時間樣本數據，產生訓練集和測試集；

步驟二，建立傳統高斯回歸預測模型，傳統高斯回歸預測模型采用均值函數為m(x)＝E[f(x)]，平均指數協方差函數為

其中，是信號方差，M＝diag(l²)，l為方差尺度，x，x′是隨機任意的變量；定義超參數為

步驟三，初始化蜜蜂，隨機初始化蜜蜂的位置H、步長ΔH、鄰域半徑R，慣性權重ω，同類避碰權重s，同類同速權重a，同類靠攏權重c，食欲權重f，天敵排斥權重e；

步驟四，將蜜蜂個體位置H的信息依次賦值給l，σ_f，σn；其中，位置H矩陣的第一行存放參數l的值，第二行存放參數σf的值，第三行存放參數σn的值，每個蜜蜂個體對應一組參數值；

步驟五，使用蜜蜂算法計算適應度函數值，判斷當前的適應度函數值是否為最佳適應度值，若是則將對應的超參數保存為最優超參數值，否則仍保存原適應度值及其所對應的超參數值；蜜蜂算法的適應度函數計算：

ΔX_t+1＝(sS_i+aA_i+cC_i+fF_i+eE_i)+ωΔX_t；S_i為第i個個體的A_i為第i個個體的C_i為第i個個體的F_i為第i個個體的食欲值＝X⁺-X，E_i為第i個個體的天敵排斥值＝X^-+X；X為當前個體的位置，X_j為相鄰個體j的位置，N為相鄰個體的數量，V_j為第j個相鄰個體的速度，X⁺為目標花朵的所在位置，X^-為天地所在位置；

有相鄰蜜蜂時，下一代蜜蜂的位置X_t+1＝X_t+ΔX_t+1；無鄰近蜜蜂時，設置為隨機游走行為的函數為適應度函數，即Le′vy函數，下一代蜜蜂的個體位置為:X_t+1＝X_t+Le′xy(d)×X_t；

其中，t為當前迭代次數，i為第i個蜜蜂個體，X_i為當前第t代種群個體位置；ΔX_t+1為下一代種群位置更新步長；X_t+1為下一代種群個體位置，d為個體位置向量的維數；

蜜蜂算法的適應度函數Le′vy為：

r₁，r₂為[0,1]的隨機數；函數Γ為Γ(x)＝(x-1)！，β為常數；

步驟六，判斷是否達到最大迭代次數，如果達到則輸出最優超參數并創建最優高斯回歸預測模型；否則，依次更新蜜蜂最優個體和最差個體、更新鄰域半徑R、更新個體位置，然后返回步驟四，繼續迭代；

步驟七，將測試集輸入根據步驟六和步驟二確定的最優高斯回歸預測模型，輸出預測值的均值和方差；

步驟八，預測計算出尿量實時區間預測結果。

8.根據權利要求7所述的老幼監護系統，其特征在于：步驟一中的尿液-時間樣本數據為體溫-時間樣本數據，步驟八中計算的是體溫實時區間預測結果。