CN104398343A - 高灵敏度尿湿监测无线传感器及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高灵敏度尿湿监测无线传感器，包括控制盒、湿度传感器、温度传感器、自粘部件、微控制器、蓝牙模块、微型天线、电源管理模块、电池、LED指示灯及音乐片；本发明还设计了一种高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法，将传感器放置在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，通过微控制器对湿度传感器的湿度值及温度传感器的温度值的跳动进行监测来检测是否产生尿湿现象，通过LED指示灯及音乐片发出尿湿提示，同时通过蓝牙模块将尿湿信息发送到与蓝牙模块绑定的支持蓝牙的设备上以提醒用户及时更换尿垫或尿裤；本发明将湿度传感器和温度传感器相结合同时运用进行检测，有效提高尿湿检测的准确率，检测实时强，体积小，使用方便舒适。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器及其监测方法，具体的说是一种高灵敏度尿湿监测无线传感器及其监测方法，属于健康监护设备技术领域。
背景技术
随着人们生活节奏的加快，以及生活水平的不断提高，解决尿湿问题普遍采用一次性纸尿裤、纸尿片。它既不是纸也不是棉布，是一种合成化学纤维，外层撕开“纸”后则是塑料薄膜，使用过程中，往往是方便了家长，舒适性、透气性、干爽性都很难保证，约30%以上的宝宝会出现红臀和尿湿疹现象，长时间使用会产生依赖性，特别对宝宝生理和心理健康不利。
目前，有些品牌的纸尿裤在上端增加了显色功能，尿液多了就能观察到，但不能及时发现尿湿情况，还有在里层嵌入导线或导电薄膜感知湿度，再通过导线连接报警器，国外也研发了湿度感应芯片置于尿不湿里面，但使用过程中会让宝宝产生异物感，产品价格也昂贵，市场很难推广使用。
本发明内容及方法，克服现有技术的不足，提供一种高灵敏度尿湿监测无线传感器及监测方法，通过尿湿后湿度和温度的变化，运用超低功耗无线传感器智能感应，可通过无线通信传输实现监测尿湿情况，特殊材料和工艺，可配合尿不湿产品使用，更可在传统的尿裤和裤垫上增加智能尿湿感应功能，简单、可靠、安全、实用，这样老百姓就可大胆使用舒适、透气、经济的传统棉尿布了，这或能引导大家养成“返璞归真”的健康消费理念。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高灵敏度尿湿监测无线传感器及其监测方法，该高灵敏度尿湿监测无线传感器将湿度传感器和温度传感器相结合同时运用进行检测，有效提高尿湿检测的准确率，并该高灵敏度尿湿监测无线传感器结构简单，体积小超薄易于放置和使用，舒适度好，温度感应灵敏，具有很好的耐水性、抗褶皱、可弯曲；该高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法为一种动态监测，对不同的个体和环境具有自适应性，对被监测者无约束性，监测数据准确，误报率和漏报率低。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高灵敏度尿湿监测无线传感器，包括控制盒及与控制盒电连接的传感器，传感器包括湿度传感器及并列设置在湿度传感器一侧的温度传感器，湿度传感器及温度传感器的周边压接有自粘部件，传感器通过连接部件与控制盒固定连接，控制盒内设有微控制器、蓝牙模块、微型天线、电源管理模块及电池，控制盒表面设有LED指示灯及音乐片，其中：
微控制器和蓝牙模块组成一体化的MCU+BLE集成电路，传感器的输出端连接MCU+BLE集成电路的输入端，由微控制器获取湿度传感器的电阻值及温度传感器的电阻值，MCU+BLE集成电路的输出端分别连接LED指示灯及音乐片，MCU+BLE集成电路上设有与蓝牙模块相适配的微型天线，电源管理模块将MCU+BLE集成电路与控制盒内的电池相连为整个高灵敏度尿湿监测无线传感器供电并对电池进行低能耗管理。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器中，湿度传感器采用聚苯乙烯、聚酰亚胺或酪酸醋酸薄膜材料设计，并湿度传感器的面积为80*10mm2，温度传感器的面积为80*5mm2。
湿度传感器通过特殊薄膜导电材料如用导电油墨印刷在防水布上，具有耐水性、抗褶皱、可弯曲，可绘制足够大的感应区域，通过阻值的变化监测尿湿事件；温度传感器采用高灵敏度薄膜感温元件和材料设计如用铂浆料印刷在陶瓷底板上，温度感应灵敏，具有耐水性、抗褶皱、可弯曲。
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器中，微控制器和蓝牙模块组成一体化的MCU+BLE集成电路采用一体化nRF51822，nRF51822体积小有效地减少了MCU+BLE集成电路的体积和厚度，不影响被检测者的正常活动和舒适度。
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器中，自粘部件为无纺布，无纺布是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，用在尿布或尿裤中不会给检测者带来不适，安全卫生。
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器中，连接部件为弹性夹钩。
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器中，控制盒采用ABS树脂制作，并控制盒的外形采用流线型夹式超薄设计，以便于将本高灵敏度尿湿监测无线传感器的控制盒部分夹在尿垫、尿裤等的外侧或边缘等，易于放置和使用并不影响被检测者的正常活动和舒适度，ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一种综合性能十分良好的树脂，无毒，在比较广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%-0.8%，其还具有良好的成型加工性，控制盒采用ABS树脂成型性更好，无毒安全性更高。
本发明还设计了一种高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法，包括以下步骤：
（1）通过自粘部件将高灵敏度尿湿监测无线传感器中的传感器固定在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，同时打开MCU+BLE集成电路中的蓝牙模块与用户的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备绑定；
（2）初始状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器的湿度值及温度传感器的温度值是一个相对稳定的值；
（3）出现尿湿状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器监测到的湿度值及温度传感器监测到的温度值会产生明显的变化并由MCU+BLE集成电路中的微控制器获取再输出尿湿信号，尿湿信号通过LED指示灯和音乐片发出尿湿提示；
（4）在LED指示灯和音乐片发出尿湿提示的同时MCU+BLE集成电路调用蓝牙模块将尿湿信息发送到与蓝牙模块绑定的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备上，以提醒用户及时更换尿垫或尿裤。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法中，步骤（1）中在布置高灵敏度尿湿监测无线传感器时传感器固定在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，将控制盒夹在尿垫、尿裤的外侧或边缘不影响舒适度和正常活动的部位。
本发明的有益效果是：
本发明中高灵敏度尿湿监测无线传感器将湿度传感器和温度传感器相结合同时运用，降低尿湿漏检率，减少尿湿误报率，有效提高尿湿检测的准确率，结构简单，安装方便，体积小超薄，易于放置和使用，使用时只需将该传感器附着在尿垫、尿裤等的指定部位即可实时检测出尿湿事件；
使用时不影响被检测者的正常活动和舒适度，且温度感应灵敏，具有很好的耐水性、抗褶皱、可弯曲，能耗小；
监测时能对不同的个体和环境具有良好的自适应性，对被监测者无约束性，监测数据准确，误报率和漏报率低。
附图说明
图1为本发明的电路结构框图。
图2为本发明实施例的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图中：1-传感器，11-湿度传感器，12-温度传感器，2-自粘部件，3-控制盒，4-LED指示灯，5-音乐片，6-连接部件。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种高灵敏度尿湿监测无线传感器，结合图1、图2及图3所示，包括控制盒3及与控制盒3电连接的传感1器，控制盒3采用ABS树脂制作，并控制盒3的外形采用流线型夹式超薄设计，传感器1包括湿度传感器11及并列设置在湿度传感器11一侧的温度传感器12，湿度传感器采用聚苯乙烯、聚酰亚胺或酪酸醋酸薄膜材料设计，并湿度传感器的面积为80*10mm2，温度传感器的面积为80*5mm2，湿度传感器11及温度传感器12的周边压接有无纺布，传感器1通过弹性夹钩与控制盒1固定连接，控制盒1内设有微控制器、蓝牙模块、微型天线、电源管理模块及电池，控制盒1表面设有LED指示灯4及音乐片5，其中：
微控制器和蓝牙模块组成一体化的MCU+BLE集成电路采用化集成电路nRF51822，传感器1的输出端连接MCU+BLE集成电路的输入端，由微控制器获取湿度传感器11的电阻值及温度传感器12的电阻值，MCU+BLE集成电路的输出端分别连接LED指示灯4及音乐片5，MCU+BLE集成电路上设有与蓝牙模块相适配的微型天线，电源管理模块将MCU+BLE集成电路与控制盒1内的电池相连为整个高灵敏度尿湿监测无线传感器供电并对电池进行低能耗管理。
实施例2
本实施例提供实施例中高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法，包括以下步骤：
（1）通过自粘部件将高灵敏度尿湿监测无线传感器中的传感器1固定在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，将控制盒1夹在尿垫、尿裤的外侧或边缘，同时打开MCU+BLE集成电路中的蓝牙模块与用户的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备绑定；
（2）初始状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器11的湿度值及温度传感器12的温度值是一个相对稳定的值；
（3）出现尿湿状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器11监测到的湿度值及温度传感器12监测到的温度值会产生明显的变化并由MCU+BLE集成电路中的微控制器获取再输出尿湿信号，尿湿信号通过LED指示灯4和音乐片5发出尿湿提示；
（4）在LED指示灯4和音乐片5发出尿湿提示的同时MCU+BLE集成电路调用蓝牙模块将尿湿信息发送到与蓝牙模块绑定的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备上，以提醒用户及时更换尿垫或尿裤。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种高灵敏度尿湿监测无线传感器，包括控制盒及与控制盒电连接的传感器，其特征在于：所述的传感器包括湿度传感器及并列设置在湿度传感器一侧的温度传感器，所述湿度传感器及温度传感器的周边压接有自粘部件，所述传感器通过连接部件与控制盒固定连接，所述的控制盒内设有微控制器、蓝牙模块、微型天线、电源管理模块及电池，所述控制盒表面设有LED指示灯及音乐片，其中：
所述的微控制器和蓝牙模块组成一体化的MCU+BLE集成电路，所述传感器的输出端连接所述MCU+BLE集成电路的输入端，由微控制器获取湿度传感器的电阻值及温度传感器的电阻值，MCU+BLE集成电路的输出端分别连接所述的LED指示灯及音乐片，所述MCU+BLE集成电路上设有与蓝牙模块相适配的所述微型天线，所述电源管理模块将MCU+BLE集成电路与控制盒内的电池相连为整个高灵敏度尿湿监测无线传感器供电并对电池进行低能耗管理。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度尿湿监测无线传感器，其特征在于：所述湿度传感器和温度传感器采用聚苯乙烯、聚酰亚胺或酪酸醋酸薄膜材料设计，并湿度传感器的面积为80*10mm2，所述温度传感器的面积为80*5mm2。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度尿湿监测无线传感器，其特征在于：所述的微控制器和蓝牙模块组成一体化的MCU+BLE集成电路采用一体化集成电路nRF51822。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度尿湿监测无线传感器，其特征在于：所述的自粘部件为无纺布；所述的连接部件为弹性夹钩。
5.根据权利要求1所述的高灵敏度尿湿监测无线传感器，其特征在于：所述的控制盒采用ABS树脂制作，并控制盒的外形采用流线型夹式超薄设计。
6.如权利要求1所述高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过自粘部件将高灵敏度尿湿监测无线传感器中的传感器固定在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，同时打开MCU+BLE集成电路中的蓝牙模块与用户的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备绑定；
（2）初始状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器的湿度值及温度传感器的温度值是一个相对稳定的值；
（3）出现尿湿状态下，高灵敏度尿湿监测无线传感器中湿度传感器监测到的湿度值及温度传感器监测到的温度值会产生明显的变化并由MCU+BLE集成电路中的微控制器获取再输出尿湿信号，尿湿信号通过LED指示灯和音乐片发出尿湿提示；
（4）在LED指示灯和音乐片发出尿湿提示的同时MCU+BLE集成电路调用蓝牙模块将尿湿信息发送到与蓝牙模块绑定的手机、平板电脑或支持蓝牙的设备上，以提醒用户及时更换尿垫或尿裤。
7.如权利要求6所述高灵敏度尿湿监测无线传感器的监测方法，其特征在于；步骤（1）中在布置高灵敏度尿湿监测无线传感器时，传感器固定在尿垫或尿裤需要监测尿湿的部位，将控制盒夹在尿垫、尿裤的外侧或边缘。
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