CN102727344A - 一种智能失禁报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能失禁报警装置，包括红外传感器、处理控制模块、报警模块和电源模块。红外传感器对着人体排泄部位以接收来自人体排泄部位处的红外辐射，纤外传感器与处理控制模块相连接，处理控制模块与报警模块相连接，电源模块与红外传感器、处理控制模块及报警模块相连接并为它们供电。人体排泄部位处出现排泄物时，红外传感器产生的电信号进入处理控制模块并使处理控制模块发出报警指令，报警模块接受报警指令并发出远程和/或本地报警信息。本发明通过使用非接触式的纤外探测方法，不需要接触人体或人体排泄物，即可轻松侦测大、小便失禁的发生并进行远程和/或本地报警。本发明功耗低，并可以充电重复使用，稳定性好。

Description

一种智能失禁报警装置

技术领域

本发明涉及失禁报警装置，尤其涉及一种基于红外探测的智能失禁报警装置。

背景技术

随着老龄化时代的到来，目前中国的老龄化人口已接近两亿，其中失能(即生活不能自理必须依靠他人照顾)、失智(即因疾病或脑部伤害所导致的渐进性认知功能退化)的人群约占4000万，而且随着老龄化趋势的加快，失能、失智老人的数量有快速增长趋势。因此老人尤其是失能、失智老人的看护已成为一个重要的社会需求，而在各种看护工作中，对患有大、小便失禁的老人的方面的看护尤为重要。由于大、小便失禁患者长期漏尿漏便，其下身总是处于潮湿状态，因此这些患者易于并发会阴部位的湿疹、皮炎而痒痛难耐，或者并发反复的泌尿系统感染，最终可能影响到肾功能。此外，大、小便失禁不仅会给患者造成身体的痛苦和生活的不便，还会使患者产生心理问题。患者往往会感到自己很脏、有异味、被人歧视，由此产生自我身体形象的心理损害，甚至还会产生罪恶感。

传统的失禁报警装置多采用湿度传感器，通过探测尿片或者尿不湿的内部湿度的变化来判断患者是否发生了大、小便失禁，当探测到该内部湿度值发生明显增大时即判断为患者发生排泄(即发生了大、小便失禁)，并同时发出警报。因此，这些传统的失禁报警装置往往需要将湿度传感器(或者是湿度传感器的探头)埋在尿片或者尿不湿的内层，这样就给更换该失禁报警装置带来了不便，另外也不便于清洁再利用该失禁报警装置。所以，这类采用湿度传感器进行探测的失禁报警装置大多是供一次性使用的，这就带来了极大的浪费。

在室温下，人体体表温度一般为32℃，人体排泄物刚离开人体体内时接近于人体体内的温度，约为37℃；人体排泄物离开人体体内后，其温度会慢慢发生回落，直至室温。可见这些温度值之间具有较明显的差异，人体排泄物的温度起先高于人体体表温度，而后低于人体体表温度，即人体排泄物的温度相对于人体体表温度表现出一个“平台”的形状。由于物体(包括人体)发出的红外辐射与该物体的温度相关，温度越高则红外辐射越大，因此可以通过测量红外辐射来表征温度。而红外辐射的测量是非接触式的，即不需要探测元件(或探头)接触人体皮肤或排泄物。

热释电纤外传感器是一种常用的纤外传感器，它通过使用由高热电系数的材料(如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等)制成的探测元件，将探测并接收到的红外辐射转变成电压信号。该电压信号较微弱，所以还需要经过放大，然后向外界输出。人体的红外辐射的中心波长为9-10μm，人体排泄物的红外辐射的中心波长与此接近(尤其是在排泄物离开人体的一段时间内)，而探测元件的波长灵敏度在0.2-20μm的范围内几乎稳定不变，因此热释电红外传感器很适合于测量人体及其排泄物的红外辐射。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种智能失禁报警装置，通过非接触式地探测人体排泄部位处的红外辐射来判断患者是否发生大、小便失禁，并在发生失禁时发出警报。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是通过使用红外传感器，尤其是热释电红外传感器，探测患者的人体排泄部位处的纤外辐射，并在该人体排泄部位释放出排泄物时，发出报警信息。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能失禁报警装置，其特征在于，包括红外传感器、处理控制模块、报警模块和电源模块；所述红外传感器对着人体排泄部位以接收来自所述人体排泄部位处的红外辐射，所述纤外传感器与所述处理控制模块相连接，所述处理控制模块与所述报警模块相连接，所述电源模块与所述红外传感器、所述处理控制模块及所述报警模块相连接并为所述纤外传感器、所述处理控制模块及所述报警模块供电；所述人体排泄部位处出现排泄物时，所述红外传感器产生的电信号进入所述处理控制模块并使所述处理控制模块发出报警指令，所述报警模块接受所述报警指令并发出报警信息。

进一步地，所述报警模块包括无线通信单元，所述报警信息包括所述无线通信单元通过无线网络发出的远程报警信息，所述无线通信单元是射频芯片。

进一步地，所述报警模块包括声音报警单元和/或光报警单元，所述报警信息包括所述声音报警单元和/或光报警单元发出的本地报警信息。

进一步地，所述声音报警单元是蜂鸣器，所述光报警单元是LED；所述声音报警单元发出的所述本地报警信息的载体是声音，所述光报警单元发出的所述本地报警信息的载体是光。

进一步地，所述红外传感器是热释电红外传感器，所述电信号是电压信号。

进一步地，所述处理控制模块是微控制器。

进一步地，所述红外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块和所述电源模块布置在柔性电路板上以实现所述红外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块和所述电源模块之间的所述连接，所述红外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块、所述电源模块和所述柔性电路板被容纳在柔性外壳内；使用所述智能失禁报警装置时，所述柔性外壳固定在包覆所述人体排泄部位以接受所述排泄物的载体的外表面上。

进一步地，所述电源模块包括电源、充电单元和稳压单元，所述电源通过所述稳压单元连接到所述红外传感器、所述处理控制模块和所述报警模块，所述充电模块与所述电源相连以实现对所述电源的充电。

进一步地，本发明提供了一种智能失禁报警系统，包括一个或多个所述的智能失禁报警装置、基站、服务器和一个或多个终端显示设备；所述一个或多个智能失禁报警装置的所述无线通信单元向所述基站发出所述一个或多个远程报警信息，所述基站把所述一个或多个远程报警信息传送到所述服务器，所述服务器把所述一个或多个远程报警信息发送到所述一个或多个终端显示设备。

进一步地，所述终端显示设备是显示器、信息板、手机或掌上电脑。

在本发明的较佳实施方式中，本发明的智能失禁报警装置具有柔性外壳，固定在纸尿裤或尿不湿(或者其它包覆人体排泄部位以接受排泄物的载体)的外表面上。本发明的智能失禁报警装置包括红外传感器、处理控制模块、报警模块和电源模块。其中，红外传感器是一个热释电红外传感器，对着人体排泄部位用于接受来自人体排泄部位处的纤外辐射。该热释电红外传感器与处理控制模块相连接，处理控制模块与报警模块相连接，电源模块与热释电红外传感器、处理控制模块及报警模块相连接并为热释电红外传感器、处理控制模块及报警模块供电。报警模块包括无线通信单元、声音报警单元和光报警单元，其中，声音报警单元是蜂鸣器，光报警单元是LED。当人体排泄部位释放出排泄物时，由于排泄物的温度相对于人体的体表温度表现出一个突然的升高，因此热释电红外传感器产生一个变大的电压信号。该信号通过放大电路和比较电路后进入处理控制模块，处理控制模块对该进入信号进行有效性验证。在确认该信号为有效信号后，处理控制模块向报警模块发出报警指令，使报警模块向外界发出报警信息。其中，报警模块中的无线通信单元通过无线网络发出的远程报警信息，进行远程报警；声音报警单元发出声音的报警信息，光报警单元发出光的报警信息，进行本地报警。对于远程报警，本发明提供了智能失禁报警系统，包括一个或多个智能失禁报警装置、基站、服务器和一个或多个终端显示设备。基站具有无线通信单元，能通过无线网络接收智能失禁报警系统中的智能失禁报警装置的无线通信单元发出的远程报警信息。服务器通过无线网络、有线网络或者有线/无线混合网络与基站相连，接收来自基站的远程报警信息，并继而通过无线网络、有线网络或者有线/无线混合网络把该远程报警信息传送到一个或多个终端显示设备。终端显示设备可以是护理患者的工作人员和/或患者家属的显示器、信息板、手机或掌上电脑等。这样，接收到该远程报警信息的工作人员和/或患者家属可以去对患者进行必要的护理。

由此可见，本发明的智能失禁报警装置通过使用非接触式的红外探测方法，不需要接触人体或人体排泄物。使用时，只需将本发明的智能失禁报警装置固定在诸如纸尿裤或尿不湿等包覆人体排泄部位以接受排泄物的载体的外表面上，即可轻松侦测大、小便失禁的发生并进行远程报警和/或本地报警，以提醒护理患者的工作人员和/或患者家属及时为患者进行清理。本发明的智能失禁报警装置不仅杜绝了失禁患者因排泄物堆积末得到及时护理而造成的感染，提升了患者的生活质量，同时也减少了护理人员的劳动强度，降低了不必要的检查更换，还使得关心患者的亲朋好友及时获取到警示信息，真正让中国提倡的孝道落到实处，解决了诸多因失禁造成的社会及家庭问题，对创建真正的和谐社会起到实质性的推进作用。另外，本发明的智能失禁报警装置具有柔性外壳和柔性电路板，固定后能够很好地贴合，舒适性好，且不会因为佩戴该装置的患者的姿势而影响侦测；本发明的智能失禁报警装置具有超低功耗可以长时间使用并可以充电，可以重复使用，稳定性好。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的智能失禁报警装置的结构示意图。

图2是本发明的智能失禁报警装置固定在载体上的示意图。

图3是图2所示的本发明的智能失禁报警装置固定在载体上的截面示意图。

图4是本发明的智能失禁报警系统的架构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的智能失禁报警装置1包括红外传感器10、处理控制模块20、报警模块30和电源模块40。其中，纤外传感器10对着人体排泄部位以接收、探测人体排泄部位处的红外辐射，红外传感器10与处理控制模块20相连接，处理控制模块20与报警模块30相连接，电源模块40与红外传感器10、处理控制模块20及报警模块30相连接并为红外传感器10、处理控制模块20及报警模块30供电。

在本实施例中，红外传感器10是一个热释电红外传感器，它接收来自人体排泄部位处的纤外辐射101，并产生电压信号。当人体排泄部位释放出排泄物时，即人体排泄部位处出现排泄物，如前所述，排泄物的温度相对于人体排泄部位处(即热释电红外传感器的侦测区域)出现排泄物之前的温度表现出一个突然的升高，由此，热释电纤外传感器10产生一个变大的电压信号，该信号通过放大电路和比较电路后传送到处理控制模块20。在本实施例中，采用一组放大器和比较器，放大器的前端与热释电红外传感器10相连，放大器的输出端与比较器相连，比较器的输出端连接到处理控制模块20。需要说明的是，该放大电路和比较电路可以集成在热释电红外传感器10中，或者集成在处理控制模块20中，或者作为热释电纤外传感器10和处理控制模块20之间的独立电路。

处理控制模块20接收该电压信号后，对此信号进行有效性验证。在确认该信号为有效信号后，处理控制模块20向报警模块30发出报警指令，使报警模块30向外界发出报警信息。在本实施例中，处理控制模块20采用的是微控制器(MCU)，处理控制模块20对接收的电压信号采用的验证方法是：当接收到电压信号后，MCU延时一段时间(约2秒)后进行检测，如果连续3次都检测到该电压信号，则认为该电压信号有效。

报警模块30包括无线通信单元31、声音报警单元32和光报警单元33。在接收到处理控制模块20发出的报警指令后，报警模块30中的无线通信单元31通过无线网络(包括无线互联网、微波射频网等)发出的远程报警信息201，进行远程报警；声音报警单元32发出声音的报警信息，光报警单元33发出光的报警信息，进行本地报警，即声音报警单元32发出的本地报警信息的载体是声音，光报警单元33发出的本地报警信息的载体是光。在本实施例中，无线通信单元31采用的是射频芯片，声音报警单元32采用的是蜂鸣器，光报警单元33采用的是一个LED或者一组不同颜色的LED。在其它的实施例中，无线通信单元31还可以采用集成于微控制器的射频芯片。

电源模块40包括电源42、充电单元41和稳压单元43，电源42通过稳压单元43连接到热释电红外传感器10、处理控制模块20和报警模块30以分别为它们供电。充电模块41与电源42相连，充电模块41具有接口，在需要时外界电源可以通过该接口与充电模块41相连，来对电源42进行充电。

在本实施例中，本发明的智能失禁报警装置1具有柔性材料制备的柔性外壳(55mm×40mm×12mm)，热释电红外传感器10、处理控制模块20、报警模块30和电源模块40皆被容纳在该柔性外壳之中。另外，柔性外壳内具有柔性电路板，热释电红外传感器10、处理控制模块20、报警模块30和电源模块40被设置在该柔性电路板上，它们之间的连接皆通过该柔性电路板完成。

在使用本发明的智能失禁报警装置1时，将智能失禁报警装置1的柔性外壳固定在患者所穿戴的纸尿裤或尿不湿(或者其它包覆人体排泄部位以接受排泄物的载体110)的外表面上，热释电红外传感器10对着人体排泄部位，如图2和3所示。由图3可见，本发明的智能失禁报警装置1的柔性外壳是通过双面胶210固定在该载体110的外表面上的，但是在本发明的其它实施例中，也可以使用其它的固定方式，例如绑定等。当患者发生大、小便失禁时，本发明的智能失禁报警装置1的报警模块30发出远程及本地报警信息。其中，本地报警信息用于提醒在患者附近的工作人员或患者家属，使他们能及时为患者进行必要的清洁。声音报警单元32发出声音来表示本地报警信息，例如采用蜂鸣器作为声音报警单元32时，蜂鸣器接受处理控制模块20发出的报警指令后即发出蜂鸣声。在本实施例中，发声延续时间约1-2分钟，发声间隔约1-2秒，每次发声时长约0.5秒。光报警单元33发出光来表示本地报警信息，例如采用LED作为光报警单元33时，LED接受处理控制模块20发出的报警指令后即发光。在本实施例中，发光颜色为红色，发光延续时间约1-2分钟，发光间隔约1-2秒，每次发光时长约0.5秒。

另外本发明的智能失禁报警装置1中的声音报警单元32和/或光报警单元33还可用于指示电源电量不足的信息。例如，当电源42内的电量不足时，处理控制模块20向声音报警单元32发出电量不足指令，使声音报警单元32发出声音来表示电量不足报警信息，即该电量不足报警信息的载体是声音，处理控制模块20也可以向光报警单元33发出电量不足指令，使光报警单元33发出光来表示电量不足报警信息，即该电量不足报警信息的载体是光。该电量不足报警信息的声音或光和上述的本地报警信息的声音或光应该有所区别，如电量不足报警信息的声音应该与本地报警信息的声音具有不同的鸣叫频率和/或鸣叫间隔；电量不足报警信息的光应该与本地报警信息的光具有不同的颜色和/或闪烁频率。例如，采用蜂鸣器作为声音报警单元32时，蜂鸣器接受处理控制模块20发出的电量不足报警指令后即发出蜂鸣声，蜂鸣器鸣叫延续时间约240分钟，鸣叫间隔约5分钟，每次鸣叫时长0.2秒；采用LED作为光报警单元33时，LED接受处理控制模块20发出的电量不足报警指令后即发光，在本实施例中，发光颜色为红色，发光延续时间约240分钟，发光间隔约5分钟，每次发光时长约0.2秒。使用者看到该电量不足报警信息后，即可以把外界电源连接到充电模块41的接口，来对电源42充电。

远程报警信息用于提醒在不在患者附近的工作人员或患者家属，使他们能及时赶来为患者进行必要的清洁，对此本发明提供了一种智能失禁报警系统，如图4所示，本发明的智能失禁报警系统，包括一个或多个如前所述的具有无线通信单元的智能失禁报警装置1、2、…、N，还包括基站300、服务器400和一个或多个终端显示设备501、502、…、50N。和前面描述的一样，N个智能失禁报警装置1、2、…、N分别固定在N个患者所穿戴的纸尿裤或尿不湿(或者其它包覆人体排泄部位以接受排泄物的载体)的外表面上。以第一个患者所使用的智能失禁报警装置1为例，如前所述，当智能失禁报警装置1所探测的第一个患者的人体排泄部位处出现排泄物时，智能失禁报警装置1的热释电红外传感器10产生一个脉冲电压信号，处理控制模块20使报警模块30的无线通信单元31通过无线网络向外界发出远程报警信息201。基站300具有能接受无线信号的无线通信单元(例如，与智能失禁报警装置1的无线通信单元31的射频芯片对应的射频芯片，并且两个射频芯片工作在相同的频率)，因此能通过该无线网络接收远程报警信息201。服务器400是web服务器，通过无线网络、有线网络或者有线/无线混合网络与基站300相连，对于使用无线网络或者有线/无线混合网络连接的情况，基站300具有3G模块或GPRS模块。服务器400接收来自基站300的远程报警信息201并继而通过无线网络、有线网络或者有线/无线混合网络把远程报警信息201传送到一个或多个终端显示设备501、502、…、50N。终端显示设备501、502、…、50N可以是显示器、信息板、手机或掌上电脑等，例如，护理第一个患者的工作人员的工作电脑的显示屏、护理患者的工作场所内的信息板，开通了远程报警服务功能的工作人员或第一个患者的家属的手机或掌上电脑等。对于第二个患者所使用的智能失禁报警装置2、第三个患者所使用的智能失禁报警装置3、…、第N个患者所使用的智能失禁报警装置N，其工作情况都与上述的第一个患者所使用的智能失禁报警装置1的工作情况相似，在此不赘述。

这样，本发明的智能失禁报警系统可以对多个患者同时进行工作。例如上述的N个患者是同一个病房内的，N个患者分别佩戴智能失禁报警装置1、2、…、N，病房内设置基站300。当一个或多个患者发生大、小便失禁时，这一个或多个患者所佩戴的智能失禁报警装置1、2、…、N将发出远程报警信息201、202、…、20N，这些远程报警信息先被传送到基站300，然后被传送到服务器400，最后被传送到终端显示设备501、502、…、50N，提醒护理该患者的工作人员和/或该患者的家属去对患者进行必要的清洁。另外，这N个患者也可以是一个养老院或者社区内的，N个患者分别佩戴智能失禁报警装置，而在养老院或者社区设置基站300。当有患者发生大、小便失禁时，该患者的远程报警信息通过基站300传送到设置有服务器400的养老院或社区的医疗中心，提醒医疗中心的工作人员和/或患者家属。当然，这N个患者也可以分属不同的养老院或者社区，只要通过合适地设置基站300或者设置多个基站，实现远程报警信息的传送。

护理患者的工作人员和/或患者家属获得本地报警信息和/或远程报警信息后，可以及时赶赴到相应的位置给患者做检查清理。如果需要更换诸如纸尿裤或尿不湿等载体，先将该载体从患者身上取下，然后将本发明的智能失禁报警装置剥离，并在对本发明的智能失禁报警装置进行简单清洁后，重新固定到新更换的载体上。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能失禁报警装置，其特征在于，包括红外传感器、处理控制模块、报警模块和电源模块；所述红外传感器对着人体排泄部位以接收来自所述人体排泄部位处的红外辐射，所述红外传感器与所述处理控制模块相连接，所述处理控制模块与所述报警模块相连接，所述电源模块与所述红外传感器、所述处理控制模块及所述报警模块相连接并为所述纤外传感器、所述处理控制模块及所述报警模块供电；所述人体排泄部位处出现排泄物时，所述红外传感器产生的电信号进入所述处理控制模块并使所述处理控制模块发出报警指令，所述报警模块接受所述报警指令并发出报警信息。

2.如权利要求1所述的智能失禁报警装置，其中所述报警模块包括无线通信单元，所述报警信息包括所述无线通信单元通过无线网络发出的远程报警信息，所述无线通信单元是射频芯片。

3.如权利要求1或2所述的智能失禁报警装置，其中所述报警模块包括声音报警单元和/或光报警单元，所述报警信息包括所述声音报警单元和/或光报警单元发出的本地报警信息。

4.如权利要求3所述的智能失禁报警装置，其中所述声音报警单元是蜂鸣器，所述光报警单元是LED；所述声音报警单元发出的所述本地报警信息的载体是声音，所述光报警单元发出的所述本地报警信息的载体是光。

5.如权利要求1、2或4所述的智能失禁报警装置，其山所述红外传感器是热释电红外传感器，所述电信号是电压信号。

6.如权利要求5所述的智能失禁报警装置，其中所述处理控制模块是微控制器。

7.如权利要求6所述的智能失禁报警装置，其中所述纤外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块和所述电源模块布置在柔性电路板上以实现所述红外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块和所述电源模块之间的所述连接，所述红外传感器、所述处理控制模块、所述报警模块、所述电源模块和所述柔性电路板被容纳在柔性外壳内；使用所述智能失禁报警装置时，所述柔性外壳固定在包覆所述人体排泄部位以接受所述排泄物的载体的外表面上。

8.如权利要求1、2、6或7所述的智能失禁报警装置，其中所述电源模块包括电源、充电单元和稳压单元，所述电源通过所述稳压单元连接到所述红外传感器、所述处理控制模块和所述报警模块，所述充电模块与所述电源相连以实现对所述电源的充电。

9.一种智能失禁报警系统，包括一个或多个如权利要求2所述的智能失禁报警装置、基站、服务器和一个或多个终端显示设备；所述一个或多个智能失禁报警装置的所述无线通信单元向所述基站发出所述一个或多个远程报警信息，所述基站把所述一个或多个远程报警信息传送到所述服务器，所述服务器把所述一个或多个远程报警信息发送到所述一个或多个终端显示设备。

10.如权利要求9所述的智能失禁报警装置，其中所述终端显示设备是显示器、信息板、手机或掌上电脑。

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