CN103996066A - 一种电子定位腕带 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子定位腕带，配合基站网络用于活体佩戴，其包括腕带主体部和腕表，所述腕表包括有源标签、分别连接于所述有源标签的无源标签和防拆及体征监测电路，以及电池连接并提供电源给所述有源标签和所述防拆及体征监测电路；其中，所述无源标签用于接收基站发出的激活指令激活所述有源标签，所述防拆及体征监测电路用于监测所述腕带主体部拆卸和活体的体征变化主动激活所述有源标签，所述有源标签被激活后发出带有所述电子定位腕带信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置且将内容上传至管理处做进一步处理，所述电子定位腕带实现记载信息且可以精确定位的同时整合了防拆及生命体征监测等多种功能。

Description

一种电子定位腕带

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种电子定位腕带，配合基站网络用于活体佩戴，实现记载信息且可以精确定位的同时整合了防拆及生命体征监测等多种功能。

背景技术

临床中，医疗腕带被广泛应用，用于识别病人的身份及相关信息，而随着医疗信息化建设的全面开展，医院对医疗腕带的要求也越来越高。目前在医院使用的腕带大概分为以下几种：普通硅胶腕带、电子腕带。

普通硅胶腕带是目前医院最常见的，直接将病人的主要信息手写在腕带上，高级一点的打印上条形码或者二维码。这种腕带优点是价格低廉，一次性使用。但是缺点很多。首先，信息手写或打印在腕带上，时间长了字迹模糊，无法辨认，或者信息会被修改或替换，而且腕带本身也很脆弱，很容易拉断或脱落。其次，功能单一，只起到识别身份的作用，无法提供更多的信息。

而电子腕带现分为有源腕带和无源腕带。无源腕带比较简单，在原有硅胶腕带内嵌入无源RFID芯片，将原来打印在腕带上的信息存到这个芯片里面。如中华人民共和国授权公告号为CN201022406Y的专利，其公开了一种内置芯片式的电子腕带。内置芯片式电子腕带需要采用专用的读写设备读取里面的信息。但是内置的存储空间都比较小，只能写入一些简单的信息。另外一种有源腕带是将原有的无源芯片改成有源芯片，配上电池进行工作，也可以记录病人的信息，如中华人民共和国申请公布号为CN103632188A的专利，其公开了一种有源腕带。但有源腕带的读写距离比较远，配合固定式的有源读头可以实现出入口的控制，需要在病区的所有出入口都安装上有源读头，当有源腕带靠近读头时，才可以发出告警，但是当有源腕带远离读头时，便无法可知详细状况。

以上所述现有的几种腕带均无法实现对佩戴者的实时精确定位以及当佩戴者身体状况出现异常时不能及时的被医护人员所掌控，延误病情，得不到及时的救助，也不能很好的防止腕带被恶意拆除，严重影响管理。

 因此，有必要设计一种新的腕带，以克服上述问题。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种电子定位腕带，配合基站网络用于活体佩戴，实现记载信息且可以精确定位的同时整合了防拆及生命体征监测等多种功能。。

    为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电子定位腕带，配合基站网络用于活体佩戴，包括：腕带主体部和与所述腕带主体部连接的腕表，其中，所述腕表包括有源标签、分别连接于所述有源标签的无源标签和防拆及体征监测电路，以及电池连接并提供电源给所述有源标签和所述防拆及体征监测电路；

    所述无源标签用于接收基站发出的激活指令激活所述有源标签；

    所述防拆及体征监测电路用于监测所述腕带主体部拆卸和所述活体的体征变化，主动激活所述有源标签；

    所述有源标签被所述无源标签或防拆及体征监测电路激活后发出带有所述电子定位腕带信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置且将内容上传至管理处做进一步处理。

    作为上述方案较优的，所述电子定位腕带处于只有一个天线能检测到的位置时，基站将发出休眠命令，所述有源标签收到休眠命令后，进入休眠状态。

    作为上述方案较优的，所述电子定位腕带同时被2个及以上天线检测到时，基站通过天线给所述无源标签发出一个唤醒指令，所述无源标签收到这个唤醒指令后，激活所述有源标签。

    作为上述方案较优的，所述防拆及体征监测电路与所述腕带主体部电性连接形成电子回路，所述腕带未授权正常拆卸时，可主动激活所述有源标签。

     作为上述方案较优的，所述腕带采用软塑胶并内置一设有倒勾的钢片制成，所述腕表对应所述倒勾设有一螺栓固定配合。

    作为上述方案较优的，所述体征监测电路包括体温监测模块，呼吸、脉搏监测模块和血压监测模块，可监测体征的变化主动激活所述有源标签。

作为上述方案较优的，所述体温监测模块采用TMP103数字式温度传感器进行温度采集。    

作为上述方案较优的，所述TMP103数字式温度传感器通过以下步骤进行温度计算：

（1）首先TMP103提供的读暂存寄存器指令BEH读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果,截去其最低有效位,得到所测实际温度T的整数部分,记作T整数；

（2）然后再读取暂存寄存器第6、7字节数据,分别记作M剩余、M每度；

（3）通过所述T整数和所述M剩余以及M每度计算出实际温度，所述实际温度T通过以下计算公式进行计算：

实际温度T=(T整数-0.25℃)+(M每度-M剩余)/M每度。

    作为上述方案较优的，所述血压监测模块采用光电传感器测量每搏的血容积变化量并利用流体静力学原理以及血容积变化量与经皮压力之间的关系来确定平均血压值。

作为上述方案较优的，所述呼吸、脉搏监测模块采用压电薄膜动态应变传感器进行监测。

    本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.实时定位：无源标签连接接收基站发出的激活指令激活所述有源标签，有源标签被激活后发出带有所述定位装置信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置。

2.防拆及体征监测：防拆及体征监测电路用于监测所述腕带主体部拆卸和所述活体的体征变化，主动激活所述有源标签，有源标签被激活后发出带有所述电子定位腕带信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置且将内容上传至管理处做进一步处理，实现对防拆，体温，呼吸、脉搏以及血压体征变化的监管。

3.低功耗：有源标签被所述无源标签或防拆及体征监测电路激活后才开始进行工作发出无线信号至基站，其余均是休眠状态，此设计可达到低功耗的功能。

4.重复利用：所述腕带主体部与所述腕表采用倒勾和螺栓配合， 采用一个特殊工具旋转螺栓就可以将腕带主体部拉出来，无须损坏可重复利用。

5.双重防拆：防拆监测电路可实现暴力拆卸时报警达到电子防拆的功能，同时所述倒勾和螺栓配合，采用特殊工具才能解开的结构实现物理防拆的功效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例电子定位腕带立体图；

图2是图1所示的剖面图；

图3是图1结构框图；

图4是是本发明实施例中防拆及征监测电路结构框图；

图5是是本发明实施例中体温检测模块程序图；

图6是是本发明实施例电子定位腕带工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电子定位腕带100，如图1和图2所示，包括腕带主体部1和与所述腕带主体部1连接的腕表2。

如图3所示，所述腕表2包括有源标签21、分别连接于所述有源标签21的无源标签22和防拆及体征监测电路23，以及电池24连接并提供电源给所述有源标签21和所述防拆及体征监测电路23。

所述腕带主体部1可采用导电硅胶制成，可以让所述腕带100内形成电子回路，当所述腕带主体部1断开时，电子回路断开，腕带100发出报警信号，且所述腕带主体部1与所述腕表2之间采用倒齿结构(未图示)，类似皮带的结构，只能越收越紧。拆除的时候直接剪断所述腕带主体部1。腕表2可重复利用，腕带主体部1不能重复利用，且导电硅胶比较脆，在使用过程中容易断裂，可增加普通硅胶以加强所述腕带主体部1的应力，此种结构可用于普通患者。但用于精神病患者时，一拉就断开了。

基于上述材料所制成的腕带主体部1容易断开，不适于特殊病人，例如精神病患者，故需要加强腕带主体部1的强度，可采用硅胶内包钢片的方式，但因为硅胶太软，被咬开以后，钢片会祼露出来，对于精神病患者是非常危险的。

基于安全考虑，也可采用软塑胶作为腕带的材料，因软塑胶本身无法导电，故采用了内置钢片的方法制作腕带主体部1。采用这种方式制作腕带主体部1，与腕表的固定配合方式无法采用一次性的倒齿结构。一方面软塑胶成本更高，而且无法剪断，不能很好的拆除。这时可采用超市商品防拆扣的方式将所述腕带主体部1进行固定和拆卸。采用环形磁铁解开所述腕带主体部1。但这种方式的问题在于，如果要做到足够的强度，防拆扣的体积偏大，不适合佩戴，如果防拆扣太小，强度不够，还是可以被拉开。

基于上述各种材料和固定配合方式所存在的缺陷，在本实施例中，如图1和图2所示，所述腕带主体部1采用软塑胶并内置一设有倒勾11的钢片10制成，所述腕表2对应所述倒勾11设有一螺栓20配合，安装所述腕带主体部1和所述腕表2时无需工具，只要将所述腕带主体部1插入所述腕表2中就可以固定，简化了操作。当病人出院时，采用一个特殊工具旋转所述螺栓20就可以将所述腕带主体部1拉出来，此种结构腕带主体部1无需剪断损坏，和所述腕表2均可重复利用。

在本实施例中，如图4所述体防拆及征监测电路23包括防拆监测电路和体征监测电路，所述体征监测电路包括，体温监测模块231，血压监测模块232和呼吸、脉搏监测模块233。 

一般采用温度传感技术用于监测患者的体温，在本实施例中，所述体温监测模块231采用TMP103数字式温度传感器进行温度采集，TMP103是目前世界上最小的数字式温度传感器，工作模式下才3 uA，便于集成到所述腕带中，也能控制功耗，延长腕带的使用寿命。

所述体温检测模块231的软件主要完成CPU对TMP103的初始化、温度转换、温度数值的读 取及数据处理,相应的程序流程如图5所示，温度测量时先调用TMP103初始化子程序进行初始化,它查找总线上是否存在TMP103,存在便启动 温度转换,读取转换结果并保存,调用计算子程序对结果进行计算得到实际体温值。 

TMP103正常使用时的测温分辨率为0.5℃，人体体温监测要求分辨率为0.1℃。在对TMP103测温原理详细分析的基础上,设计采取直接读取TMP103内部暂存寄存器,通过计算的方法,将TMP103的测温分辨率提高到0.1～0.01℃,使其满足体温测量的精度要求。TMP103内部暂存寄存器有9个字节,其内容及地址分配如表1所述。在表1中,第6字节存放的是当温度寄存器停止增值时计数器的计数剩余值,第7字节存放的是每摄氏度所对应的计数值。 

表1 TMP103 暂存寄存器分布

寄存器内容	字节地址
		温度最低数字位	0
温度最高数字位	1
		高温限值1	2
低温限值	3
		保留	4
保留	5
		计数剩余值班	6
每度计数值班	7
		CRC校验	8

进行温度计算时,首先用TMP103提供的读暂存寄存器指令BEH读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果,截去其最低有效位,得到所测实际温度T的整数部分,记作T整数。然后再读取第6、7字节数据,分别记作M剩余、M每度。考虑到TMP103测量温度的整数部分0.25℃、0.75℃为进位界限的关系,实际温度可用下式计算得到: 

 实际温度T=(T整数-0.25℃)+(M每度-M剩余)/M每度。 

    举例说明如下：如测量时直接读出的测温结果为34.00℃,则T整数为34℃,读取M剩余为42、M每度为82,利用式(1)计算得实际温度T为34.238℃。

    比较可见,上述计算的方法在TMP103测温中可以显著地提高其测温分辨率。设计时对TMP103的读写操作要保证严格的读写时序,否则将无法正确地读取测量结果。

    目前血压的无创连续监测有三种技术可以采用，如下：

    第一种技术根据获取的挠动脉脉搏波的幅值来确定动脉血压值。采用该方法每分钟才给出一个血压读数, 此证方法不能实现每搏的连续测量, 而且使用时还需要专业人员来精确确定传感器的位置。这种技术虽然不需要使用充放气的袖带, 但是仍然要在手腕处施加一定的外界压力。

 第二种技术利用生物电极和光电传感器来测量脉搏波传输时间(速度), 并利用血压测量标准对传输时间与动脉血压之间的关系进行校准,来确定血压值。

 第三种技术利用光电传感器测量每搏的血容积变化量并利用流体静力学原理以及血容积变化量与经皮压力之间的关系来确定平均血压值。

在本实施例中，所述血压监测模块232采用上述第三种技术，即采用光电传感器测量每搏的血容积变化量并利用流体静力学原理以及血容积变化量与经皮压力之间的关系来确定平均血压值。

在本实施例中，所述呼吸、脉搏监测模块233采用压电薄膜动态应变传感器进行监测，压电薄膜拥有独一无二的特性，作为一种动态应变传感器，非常适合应用于人体皮肤表面的生命信号监测。薄膜元件灵敏到足以隔着外套探测出人体脉搏。

在本实施例中，如图6所述电子无线定位腕带100的工作程序包含如下：

1.当所述电子定位腕带100同时被2个及以上天线检测到时，基站会通过天线给所述定位腕带100的无源标签22发出一个唤醒指令，所述无源标签22收到这个唤醒指令后，激活所述有源标签21；

2.所述有源标签21开始发出带有电子定位腕带100信息的无线信号，不同的天线收到这个信号强度不同，然后定位基站通过不同天线回传的不同强度的信号强度进行定位运算，计算出定位腕带所处的位置。

3.当所述电子定位腕带100处于只有一个天线能检测到的位置时，基站将发出休眠命令，所述定位腕带100的有源标签21收到休眠命令后，进入休眠状态。等待再次被所述无源标签激活22。

采用该技术后，所述电子定位腕带100在正常情况下可以不换电池工作一年。

4.当生命体征不正常，摔倒或所述腕带主体部1被暴力被拆除等情况，所述电子定位腕带100会主动激活所述有源标签21，并将信号发出，基站收到这信号后，计算所述电子定位腕带100的位置，并且将内容一并上传至管理平台，由管理平台进行统一处理。

综上所述，本发明实施与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.实时定位：无源标签连接接收基站发出的激活指令激活所述有源标签，有源标签被激活后发出带有所述定位装置信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置。

2.防拆及体征监测：防拆及体征监测电路用于监测所述腕带主体部拆卸和所述活体的体征变化，主动激活所述有源标签，有源标签被激活后发出带有所述电子定位腕带信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置且将内容上传至管理处做进一步处理，实现对防拆，体温，呼吸、脉搏以及血压体征变化的监管。

3.低功耗：有源标签被所述无源标签或防拆及体征监测电路激活后才开始进行工作发出无线信号至基站，其余均是休眠状态，此设计可达到低功耗的功能。

4.重复利用：所述腕带主体部与所述腕表采用倒勾和螺栓配合， 采用一个特殊工具旋转螺栓就可以将腕带主体部拉出来，无须损坏可重复利用。

5.双重防拆：防拆监测电路可实现暴力拆卸时报警达到电子防拆的功能，同时所述倒勾和螺栓配合，采用特殊工具才能解开的结构实现物理防拆的功效。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明之权利范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。  

Claims (10)

1.一种电子定位腕带，配合基站网络用于活体佩戴，其特征在于，包括：腕带主体部和与所述腕带主体部连接的腕表，其中，所述腕表包括：

   有源标签、分别连接于所述有源标签的无源标签和防拆及体征监测电路，以及电池连接并提供电源给所述有源标签和所述防拆及体征监测电路；

   所述无源标签用于接收基站发出的激活指令激活所述有源标签，

   所述防拆及体征监测电路用于监测所述腕带主体部拆卸和所述活体的体征变化，主动激活所述有源标签，

   所述有源标签被所述无源标签或防拆及体征监测电路激活后发出带有所述电子定位腕带信息的无线信号至基站，基站根据不同信号强度进行定位运算，计算位置且将内容上传至管理处做进一步处理。

2.如权利要求1所述的电子定位腕带，其特征在于，所述电子定位腕带处于只有一个天线能检测到的位置时，基站将发出休眠命令，所述有源标签收到休眠命令后，进入休眠状态。

3.如权利要求2所述的电子定位腕带，其特征在于，所述电子定位腕带同时被2个及以上天线检测到时，基站通过天线给所述无源标签发出一个唤醒指令，所述无源标签收到这个唤醒指令后，激活所述有源标签。

4.如权利要求1所述的电子定位腕带，其特征在于，所述防拆及体征监测电路与所述腕带主体部电性连接形成电子回路，所述腕带未授权正常拆卸时，可主动激活所述有源标签。

5.如权利要求4所述的电子定位腕带，其特征在于，所述腕带采用软塑胶并内置一设有倒勾的钢片制成，所述腕表对应所述倒勾设有一螺栓固定配合。

6.如权利要求1所述的电子定位腕带，其特征在于，所述体征监测电路包括体温监测模块，血压监测模块和呼吸、脉搏监测模块，可监测体征的变化主动激活所述有源标签。

7.如权利要求6所述的电子定位腕带，其特征在于，所述体温监测模块采用TMP103数字式温度传感器进行温度采集。

8.如权利要求7所述的电子定位腕带，其特征在于，所述TMP103数字式温度传感器通过以下步骤进行温度计算：

（1）首先TMP103提供的读暂存寄存器指令BEH读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果,截去其最低有效位,得到所测实际温度T的整数部分,记作T整数；

（2）然后再读取暂存寄存器第6、7字节数据,分别记作M剩余、M每度；

（3）通过所述T整数和所述M剩余以及M每度计算出实际温度，所述实际温度T通过以下计算公式进行计算：

实际温度T=(T整数-0.25℃)+(M每度-M剩余)/M每度 。

9.如权利要求6所述的电子定位腕带，其特征在于，所述血压监测模块采用光电传感器测量每搏的血容积变化量并利用流体静力学原理以及血容积变化量与经皮压力之间的关系来确定平均血压值。

10.如权利要求6所述的电子定位腕带，其特征在于，所述呼吸、脉搏监测模块采用压电薄膜动态应变传感器进行监测。