CN102324171A - 无线尿湿报警器及纸尿产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线尿湿报警器以及包括该报警器的纸尿产品，报警器包括感应部分、RFID阅读器、报警终端，所述感应部分为无源RFID标签或湿度传感器，所述感应部分无需单独电源装置供电，通过接收RFID阅读器无线发射的能量转换成电能，或从使用者身上获得人体能源、温度或摆动来进行供电，所述RFID阅读器通过无线模式发送信号到报警终端进行报警。本发明采用无源技术，无须使用电池。设计方便用家、即弃，不会对人造成危害，并且是个便宜的方案。

Description

无线尿湿报警器及纸尿产品
技术领域
本发明涉及尿湿报警器，尤其涉及无线信号传输的尿湿报警器。
背景技术
目前市面上的尿湿报警器种类比较多，其主要工作原理大概有两种：
第一种是通过信号线把湿度传感器和报警器连接到一起。当湿度传感器检测到有尿湿时，就发送一个信号给报警器通知其已经尿湿了，此时报警器发出报警声并震动提示监护人。
第二种是在第一种的基础上把有线信号传输改成无线传输。传感器检测端由几部分构成：传感器，控制IC，电源以及无线发射模块，它们主要负责把检测到的尿湿信号转化为电信号以一定的编码通过无线发射模块发送到接收端；接收端也有几部分组成：控制IC，电源，报警器以及无线接收模块。
第一种采用的是有线传输,报警器与监护人之间有距离限制,报警器与使用者之间的距离比较近,这样会使报警声会惊醒使用者（一般为小孩或老人）。
第二种采用的是无线传输距离限制稍有改进，但传感器检测端采用的是单独电池供电这样在使用上带来不便。因为一旦电池没电了，传感器便无法使用，而且电池都有一定的重量， 价格也比无电池的贵。
以上两种都不是即弃的。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种无线尿湿报警器，利用无源RFID标签或湿度传感器感应尿湿，然后通过无线方法（RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX）把尿湿信号传送至监护人手持终端报警器。
本发明提供了一种无线尿湿报警器，包括感应部分、RFID阅读器、报警终端，所述感应部分为无源RFID标签或湿度传感器，所述感应部分无需单独电源装置供电，通过接收RFID阅读器无线发射的能量转换成电能，或从使用者身上获得人体能源、温度或摆动来进行供电，所述RFID阅读器通过无线模式发送信号到报警终端进行报警。
作为本发明的进一步改进，所述RFID阅读器和所述无源RFID标签进行耦合，通过RFID阅读器发出讯号的磁场变化被无源RFID标签的天线感应和整流，产生电压和驱动无源RFID标签的集成电路，并向RFID阅读器发出反馈讯号。
作为本发明的进一步改进，所述无源RFID标签或湿度传感器是人体能量收集器，收集人体能量。无源RFID标签或湿度传感器装有一种特殊装置（例如热能回收系统），可以有效吸收人体散发出的热量，再将热量转换成电能。此外，人体能源如体温，尿液，汗水, 唾液，分泌物，步行及其它可以从人体取得的能源也都能转换成电能。
作为本发明的进一步改进，所述感应部分利用人体温差发电。利用“塞贝克效应”原理发电， 温差发电可以将热能转换成电能。人体与环境温度存在温差，利用温差电技术可转换成电能。 将两种半导体结合，并使其一端处于高温状态（热源），而另一端开路并且处于低温状态（冷源），则在冷端会产生开路电压，称为温差电动势，也称为塞贝克电动势。
作为本发明的进一步改进，所述感应部分利用镁棒，碳棒与尿液反应发电。
作为本发明的进一步改进，所述无源RFID标签内里包含IC，储存及处理资料、组成要发的讯号及分析阅读器传来的RF讯号，另外所述无源RFID标签还包括能接收及发送讯号的天线。
一种纸尿产品，所述纸尿产品包括权利要求1至6任意一项所述的无线尿湿报警器。所述纸尿产品为纸尿片或纸尿裤。
本发明的有益效果是：本发明采用无源技术，无须使用电池。设计方便用家、即弃，不会对人造成危害，并且是个便宜的方案。整个系统采用无线方式沟通，没有电线距离限制。采用的是用无源RFID标签来检测信号，RFID阅读器用做中间站向手持报警终端器发送信号并提醒监护人，从而让监护人和使用者无距离限制随时随地接收尿湿情况，也不影响用户人。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明原理框图；
图3是本发明硬件结构框图；
图4是RFID标签原理线路图；
图5是带有RFID标签的纸尿片结构示意图；
图6是阅读器内部结构框图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
图1中，11为用户，12为无源RFID标签讯号，13为阅读器提供的讯号电源，14为阅读器，15为报警终端，16为尿湿点和无源RFID标签。
图2中，RFID 系统是由RFID标签， RFID 阅读器， 及应用软件组成。其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给RFID标签，用以驱动RFID标签电路将内部的数据送出， 此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。
图3中，RFID阅读器是RFID系统信息控制和处理中心。 阅读器通常由微控制器，时钟，收发模块如：RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX 单元组成。模式1与无源RFID标签进行通讯模式，模式2与RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX 模块通讯模式，发送讯号到监护人手上的报警终端。
图4中的RFID标签是系统的信息载本，由耦合原件（线圈，天线等）和IC组成无源单元。
图5中，1为纸尿片，2为无源RFID标签。
图6中，21为RFID模块，22为控制核芯，23为显示界面，24为其他接口，25为RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX模块，26为天线。
RF --radio frequency 射频
Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。
GSM：全球移动通讯系统Global System of Mobile communication
CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。
本发明的技术方案是这样实现的：
1）  方案组成部分：
a)       感应部分：无源RFID标签或湿度传感器，此标签或传感器是无需单独电源装置供电的: -可通过接收RFID阅读器无线发射的能量转换成电能。阅读器和标签存在着类似变压器的耦合作用，通过阅读器发出讯号的磁场变化被标签的天线感应和整流，能产生电压和驱动标签的集成电路，并向阅读器发出反馈讯号。 - 或从使用者身上获得人体能源、温度或摆动等。人体能源如体温，尿液，汗水, 唾液，分泌物，步行及其它可以从人体取得的能源；使用不受水气影响的超高频 RFID标签。此标签或传感器像是人体能量收集器，比如人体温差发电，人体与自然界的平均温度存在着一定的温差，利用“塞贝克效应”原理便可发电。另外还有液体如尿液，利用镁棒，碳棒与液体中水或其它化学品的反应生电。又比如它相当于机械式钟表的发条，发条拧紧后，就会通过棘轮稳定恒速地释放能量，成了电能发电。- RFID标签内里包含IC，能储存及处理资料、组成要发的讯号及分析阅读器传来的RF讯号，另外所述RFID标签还包括能接收及发送讯号的天线。
b)       RFID阅读器，具有两种工作模式：模式1与无源RFID标签进行通讯模式，模式2与RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX 模块通讯模式，发送讯号到报警终端（比如监护人手上的报警终端），监护人手持报警终端，如手机，自身已搭载无线模块（如蓝牙/WiFi），本发明利用这点，只需在阅读器建立对应无线模块及在通讯协议上传送数据，可达到两个仪器间的通讯，这些都能通过现有的无线IC处理。
c)       监护人手持报警终端（例如报警器，手机或手提装置），载有警报程式，当接收到讯号便发出警报。
2）  方案工作原理：
具体说明：
将感应线路（请见附图5）放置于用户处即尿布中，或使用印刷技术把线路印到尿片/底裤上,或使用印刷技术把线路印到薄膜片然后缝纫到尿片/底裤上。RFID阅读器放置于离用户1米左右（感应线路与RFID阅读器二者间没有任何物质连接所以使用方便）。
 
尿湿判断方式一：与RFID阅读器通讯中断
A
二者在正常情况下即没有尿湿，将会处于正常通信，无源RFID标签通过RFID阅读器提供的讯号电源，周期性的反射有效信号给RFID阅读器。
在使用中一旦有尿湿情况，利用无源RFID标签在液体中失效这一特点，此时无法向RFID阅读器发送有效信号，也就是说二者通讯中断。RFID阅读器在长时间接收不到信号则确认有尿湿。在这个时候RFID阅读器起用模式2即通过RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX模块向监护人手持报警终端发送信号提醒有尿湿发生。
B
二者在正常情况下即没有尿湿，将会处于正常通信，无源RFID标签利用人体能源（例如体温，尿液，汗水, 唾液，分泌物，步行及其它可以从人体取得的能源）或不需要任何能源下，周期性的发送或反馈有效信号给RFID阅读器。
在使用中一旦有尿湿情况，利用无源RFID标签在液体中失效这一特点，此时无法向RFID阅读器发送有效信号，也就是说二者通讯中断。RFID阅读器在长时间接收不到信号则确认有尿湿。在这个时候RFID阅读器起用模式2即通过RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX模块向监护人手持报警终端发送信号提醒有尿湿发生。
尿湿判断方式二：超高频RFID标签与阅读器通讯
当尿湿发生，不受水气影响的超高频 RFID标签利用从尿液获得的能源，向阅读器发送信号，确认有尿湿发生。在这个时候RFID阅读器起用模式2即通过RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX模块向监护人手持报警终端发送信号提醒有尿湿发生。
尿湿判断方式三：无源湿度传感器
无源湿度传感器可以从人体获得能源，判断尿湿发生，通知RF模块。RF模块向阅读器发送信号，确认有尿湿发生。在这个时候RFID阅读器起用模式2即通过RF/蓝牙/Z-wave/GSM/CDMA/WiFi/WiMAX模块向监护人手持报警终端发送信号提醒有尿湿发生。
报警终端可以是监护人的手机或手提装置，阅读器可向监护人手机号发送短信/致电；或只要手机载有尿湿警报的应用程式，当收到无线模块传来的信号，便可通知监护人。
若是载有RFID模块的智能手机，安装尿湿警报的应用程式，则可直接从标签读得尿湿信号。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线尿湿报警器，其特征在于：包括感应部分、RFID阅读器、报警终端，所述感应部分为无源RFID标签或湿度传感器，所述感应部分无需单独电源装置供电，通过接收RFID阅读器无线发射的能量转换成电能，或从使用者身上获得人体能源、温度或摆动来进行供电，所述RFID阅读器通过无线模式发送信号到报警终端进行报警。
2.根据权利要求1所述的无线尿湿报警器，其特征在于：所述RFID阅读器和所述无源RFID标签进行耦合，通过RFID阅读器发出讯号的磁场变化被无源RFID标签的天线感应和整流，产生电压和驱动无源RFID标签的集成电路，并向RFID阅读器发出反馈讯号。
3.根据权利要求1所述的无线尿湿报警器，其特征在于：所述无源RFID标签或湿度传感器是是人体能量收集器，收集人体能量。
4.根据权利要求1所述的无线尿湿报警器，其特征在于：所述感应部分利用人体温差发电。
5.根据权利要求1所述的无线尿湿报警器，其特征在于：所述感应部分利用镁棒，碳棒与尿液反应发电。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的无线尿湿报警器，其特征在于：所述无源RFID标签内里包含IC，储存及处理资料、组成要发的讯号及分析阅读器传来的RF讯号，另外所述无源RFID标签还包括能接收及发送讯号的天线。
7.一种纸尿产品，其特征在于，所述纸尿产品包括权利要求1至6任意一项所述的无线尿湿报警器。
8.根据权利要求7所述的纸尿产品，其特征在于：所述纸尿产品为纸尿片或纸尿裤。
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