CN104570875B - 一种用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，包括多个智能水杯和智能腕表、嵌入式管理平台；嵌入式管理平台记录多个使用智能水杯的被照顾人群的每次饮水量，并将科学计算所得的每个佩戴者的饮水设定值信息发送到智能水杯。当被照顾者饮水量不足时通过智能腕表进行语音或者振动提醒，适用于家庭、疗养院及医院使用。嵌入式管理平台、多个智能水杯和智能腕表之间的通讯方式为无线传感网络。此外，本发明能够用于被照顾人群的每天药物服用或者康复运动管理及提醒，有利于改善被照顾人群的生活质量，减轻家属和其他监护人员的工作量。

Description

一种用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统

技术领域

本发明涉及用于一种可以用于被照顾人群的日常饮水定量检测和管理的网络系统，具体地，涉及一种用于被照顾人群日常饮水量测量、提醒及管理的网络系统，同时提供服药和运动提醒的附加功能。

背景技术

老年人等生理机能下降人群的体内水分会逐渐减少，常常不能满足生理活动的需要，由于体液不足即会出现血流缓慢、代谢产物堆积、气体交换不足，因而对健康长寿极为不利。科学饮水可以防治心脑血管疾患，消化不良，便秘；有利于止咳排痰，保护肾功能，抗衰老，防癌和防止白内障。

许多被照顾人群不爱喝水，一是怕“尿频”，不敢喝水。二是被照顾人群对口渴的感觉不敏感，逐渐产生了慢性脱水症。值得注意的是老年人等被照顾人群各种脏器及其代谢功能都在不断衰退，长期不爱喝水或者喝水量不足都将加速脏器及其功能的衰退。因为长期脱水，血液循环能力减弱，血流速度减慢，血液粘度增加，血管萎缩，容易造成血栓，增加了心脑血管疾病的患病概率。特别是长期供血量不足，会引起供氧量不足，容易出现脑中风。长期供水、供血不足，会使肌肉萎缩速度加快，关节酸痛，容易引起白内障、肺气肿等疾病。因为这些脏器含水量高，毛细血管丰富，对缺水和缺血极为敏感。另外，血液循环功能降低，长期下去，容易使人产生“酸中毒”、“碱中毒”、“胆结石”等病症。因此，被照顾人群尤其要提高对饮水重要性的认识，更要养成主动饮水的习惯，要喝健康水，饮足够的水。

据专家研究，晚间睡前不饮水，可导致血浆浓缩、血液黏稠度升高和血小板凝聚能力亢进，从而可导致体内血栓形成。对老年人或心脑血管缺血性疾病的患者，晚间睡前饮杯水，可以预防致死性梗死。同样，半夜饮水也很重要。

由此看来，补水不仅可以防治多种老年性疾病，还有利于维护人体各种组织器官功能，有益于健康长寿。所以被照顾人群在注意补充各种营养的同时不要忘记补充水分，老年人每日饮水以1200-1500毫升为宜。多次适量饮水能降低血液粘稠度，被照顾人群如果能在睡前饮一杯水、半夜饮一杯水、起床后再饮一杯水，对身体会有很多益处。但饮水又要适量，通常饮水量控制在每日2.5升左右为宜。喝水应该以平均为原则，不要在单一小时内连续喝太多水。应在两顿饭之间适量饮水，最好隔一个小时喝一杯。不管做什么运动，甚至是打扫房间之后，都应该喝水。发烧感冒的时候，更加要喝水，以补充因体温上升而流失的水分及排除体内毒素。一般而言，人体每天摄入的水量至少要与体内的水分消耗量相平衡。

起床后因为已经有一段时间没有补充水分，身体可能会有些脱水的情况，最好先喝一杯水，让身体开始重新运作。其次每隔一段时间适时地为身体补充流失的水分。而经过一个晚上的睡眠，人体流失的水分约有450毫升，早上起来需要及时补充，因此早上起床后空腹喝杯水有益血液循环，也能促进大脑清醒，使这一天的思维清晰敏捷。起床后饮杯水，可使血液正常循环，有预防高血压、脑血栓、心肌梗死等疾患发生的作用。

喝水太快太急会无形中把很多空气一起吞咽下去，容易引起打嗝或是腹胀，因此最好先将水含在口中，再缓缓喝下，尤其是肠胃虚弱的人，喝水更应该一口一口慢慢喝。饮水后跑跑步更有益处，水分可使胃肠道保持清洁，还有助于肝脏的解毒以及肾功能及内分泌功能的改善，提高免疫功能，预防感冒、咽喉炎、关节炎和某些皮肤病的发生。

定时饮水的习惯是正常健康人体新陈代谢的必要保障，对于被照顾人群等具有固定生活规律和康复需求的人群，科学的定量化饮水管理系统非常必要。

现在越来越多智能水杯作为创意产品出现在市场，更多地面向年轻人。经检索中国专利文献，CN103549840A、CN104068715A等均提出来基于压力传感器的智能水杯，部分具有无线通讯，水温测量，加热等附属功能，但不适合养老院作为管理系统使用。

张维平提出一种行动式的个人饮水管理系统(申请号：201420353508.5)，该系统基于用户手机和无线通讯网络，该实用新型中涉及了操作界面、处理单元、饮水量检测模块、饮水量分析子系统及存储记录模块等，具有针对使用者的饮水量进行科学估算的特点，其管理平台基于手机客户端，并不适合于老年人等需要照顾的人群的应用。

发明内容

为了克服现有检测设备的上述缺点，本发明提出了一种用于被照顾人群的日常饮水管理系统，也可以用于被照顾人群的家庭生活助理或者疗养院等机构的多个用户管理，实现被照顾人群的科学日常饮水管理。

为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：本发明采用智能水杯、智能腕表、嵌入式管理平台和/或外部计算机组成的网络平台，可以记录到使用智能水杯的被照顾人群的每日饮水量，并按照设定值发送命令到智能腕表，进而进行提醒，适用于家庭、养老院及医院临床使用。本系统能极大地减少监护人的工作量，提高被照顾人群的生活质量；基于网络化的管理模式可以实现对多个被照顾人群的监护；基于智能腕表的提醒方式有利于被照顾人群的有效提醒并附服药和运动提醒；结合其他传感器可以现实该被照顾人群更多生理参数的测量和管理；基于无线网络和因特网的数据通讯平台有利于监护人和管理者科学化和系统化的管理。

根据本发明的一方面，提供一种智能水杯，所述底座内嵌有用于水的重量测量的压力传感器、无线通信模块和第一微处理器；压力传感器测得水杯底部传感器输出的压力变化，得到压力值～水重曲线和每天的水量变化；第一微处理器根据压力传感器的结果计算得到该人每天的饮水量，同时第一微处理器保存设定的饮水量及时间点，并通过无线通信模块发送提醒信息；所述底座中设有一个三轴加速度计用于跟踪该智能水杯使用者对水杯的操作，进而启动水量检测，在其它时间第一微处理器处于休眠状态，以便节约充电电池电量。

优选地，所述智能水杯内部水的重量和压力传感器的压力值成线性关系，记录每次压力传感器读数的变化就能得出该智能水杯的使用者的饮水量；分析出水的速度判断水杯是否被倒掉还是被饮用，进而提高测量精度。

优选地，所述底座上设有智能水杯编程及充电接口，用于智能水杯的微处理器编程及可充电电池的充电；可充电电池用于对智能水杯底座的供电。

优选地，所述智能水杯为一体化的设计并具备防水绝缘的特性，也可以通过定制化的杯子将底座和普通水杯结合到一起，更加利于压力传感器的放置。

根据本发明的另一方面，提供一种包含上述智能水杯的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，该系统包括多个智能水杯、智能腕表以及嵌入式管理平台；嵌入式管理平台能管理和配置多个智能水杯和智能腕表，其中：

所述智能水杯，通过测量水杯底部的压力传感器输出来定量检测水杯储水量的变化，通过压力值～水重曲线得到使用者每天的饮水量及时间点，测量结果将发送到嵌入式管理平台；智能水杯和嵌入式管理平台存储饮水量及提醒时间点、管理及提醒信息，并结合设定值发送命令到智能腕表以实现提醒；

所述智能腕表，测量腕表佩戴者的生理参数并发送到嵌入式管理平台和智能水杯，和/或接受嵌入式管理平台和智能水杯发出的饮水提醒信息，或者接受嵌入式管理平台同时或单独提供的附加性服药和运动提醒信息，智能腕表对佩戴者进行提醒，对于多次提醒无效，智能腕表发送信息到嵌入式管理平台,由护理人员处理；

所述嵌入式管理平台作为整个网络系统的管理中心和数据上传到因特网的出口，能接受来自所述智能腕表和智能水杯发送的数据，并发送管理和配置信息到各个智能腕表和智能水杯，或将这些参数发送到网络数据库以供远程管理和查看。

优选地，所述系统包括计算机，所述计算机通过远程访问或者直接连接嵌入式管理平台，进入系统管理界面，可以查看各个被照顾者的历史饮水量和智能腕表测得的若干生理参数，同时配置和管理各个被照顾者的个性化设定，嵌入式管理平台也可以外接显示屏，管理者可以进入系统管理界面直接进行管理。

优选地，所述嵌入式管理平台包括无线通信模块，因特网连接模块，嵌入式微处理器及外围电路。因为需要管理多个被照顾人，为了独立实现与各个智能水杯实时收发信息及计算机的通信，采用双核嵌入式微处理器或者两个主从嵌入式微处理器，可以保证两种通信同时独立进行。嵌入式管理平台具有有线网络接口、USB接口和无线网络接口。嵌入式管理平台可以通过因特网连接模块直接接入因特网或者局域网，实现数据共享和远程管理。比如嵌入式管理平台通过USB(通用串行总线)接线和计算机连接，也可以通过网线或者WIFI(Wireless-Fidelity)直接接入因特网或者局域网，实现远程管理。

当嵌入式管理平台和计算机直接连接或者远程连接时，各个被照顾者的饮水量及其它信息均存入数据库，管理者可以通过计算机上面的管理平台进行查看和管理，包括饮水量和提醒的个性化设定。

优选地，所述智能腕表包括显示屏，第二微处理器，实时时钟芯片，蜂鸣器，振动马达和无线通信模块。蜂鸣器和振动马达用于提醒该腕表佩戴者饮水，提醒方式可以多样，如类似手机来电提醒等，具体可以由系统管理者设置。实时时钟芯片为整个部件提供时间；显示屏用于提醒及其它信息显示；无线通信模块用于传送和接收相应的信息；第二微处理器处理智能腕表信息并控制智能腕表其它部件。

进一步的，智能腕表还设有各种传感器，例如惯性运动传感器，红外温度传感器，环境光传感器等，可以测量更多腕表佩戴者的生理参数发送到嵌入式管理平台和智能水杯，作为饮水量参数设定的附加信息。对于多次提醒无效，智能腕表发送信息到嵌入式管理平台，由管理者(监护人或者护工)亲自进行提醒。

优选地，所述智能腕表可进一步接入空气质量传感器、温度传感器、环境光传感器、心电脉搏传感器、运动传感器、麦克风等各种传感器中的一种或多种。

优选地，所述智能腕表、智能水杯和嵌入式管理平台均设有可充电电池。

优选地，所述智能腕表、智能水杯和嵌入式管理平台均设有外壳，用于保护电路板及传感器部分，实现电气绝缘，并且可以放置于家庭、疗养院或者医院。智能腕表可以轻便地佩戴于被照顾者的腕部。

优选地，所述计算机为通用计算机，需要安装带数据库功能的被照顾人群日常饮水管理模块，以实现对系统的查看、管理和配置，并具备因特网和局域网连接功能。

优选地，所述智能腕表还设有各种传感器，所述传感器包括位置和运动传感器、温度传感器、环境光传感器、麦克风、脉搏和心电传感器用于测量更多腕表佩戴者的生理参数发送到嵌入式管理平台和智能水杯，作为饮水量设定附加信息；对于多次提醒无效，智能腕表发送信息到嵌入式管理平台，由管理者亲自进行提醒。

优选地，所述智能腕表可进一步接入空气质量传感器、温度传感器、环境光传感器、心电脉搏传感器、运动传感器、麦克风其中的一种或多种，其信息作为该被照顾者的当日饮水量设定的附加信息和修正因素。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明系统采用网络化和系统化的设计方案，并适用于需要照顾人群家庭和养老院等机构。智能水杯可以量化检测水杯储水量的变化，智能腕表可以更有效地提醒被照顾人群，网络管理平台有利于监护人和护工对该被照顾者更有效的护理并减少工作量。特别是在具有健忘症和老年痴呆综合征的老年人以及其他被照顾者，科学的饮水管理可以极大地提高需要照顾人群的生活质量，减轻监护人的工作量。随着老年社会的到来和护理成本的提高，被照顾人群的监护任务加重，成本提高，相对人工对被照顾人群的饮水观察和提醒，本系统可以方便实现单个或者多个被照顾者的日常饮水科学管理，以及附带的服药和运动提醒。基于智能腕表和智能水杯内部可以扩展的其它传感器可以更好地实现被照顾人群的生理参数和环境等信息的采集，利于监护者掌握更多信息。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中的用于被照顾人群的日常饮水管理系统的结构示意图。

图2为智能水杯原理框图。

图3为智能腕表原理框图。

图4为嵌入式管理平台原理框图。

图5为智能水杯工作流程框图。

图6为智能腕表的工作流程框图。

图7为嵌入式管理平台工作流程框图。

图8为日常饮水管理系统的管理应用模块框图。

附图标记说明：1-智能水杯；11-智能水杯杯体；12-智能水杯电路底座部分；121-压力传感器接触塑料体(上下两部分)；122-压力传感器；123-弹簧片；124-塑料纸(粘接杯体和电路底座)；125-环形LED带；126-微处理器及其附属电路部分；127-智能水杯编程及充电接口；128-射频模块；129-充电电池；21-LCD显示屏；22-环境参数传感器；23-人体生理参数传感器；24-微处理器；25-射频模块；26-振动马达；27-可充电电池；28-智能腕表编程及充电接口；29-蜂鸣器；31-LED指示；32-存储器；33-实时时钟；34-微处理器及其附属电路部分；35-无线以太网络接入模块；36-射频模块；37-可充电电池；38-USB接口；39-有线以太网接口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

科学饮水的习惯是正常健康的人体新陈代谢的必要保障，对于具有固定生活规律和康复需求的人群，科学的定量化饮水管理系统非常必要。本发明提供了一种用于需要照顾人群日常饮水量定量检测和提醒系统。

如图1所示，在本发明的一实施例中，用于被照顾人群的日常饮水管理系统，该系统包括智能水杯1,智能腕表2，嵌入式管理平台3。每个被照顾者使用一个智能水杯1并佩戴一个智能腕表2，嵌入式管理平台可以管理多个智能水杯1和智能腕表2。

所述智能水杯1，通过测量水杯底部的压力传感器122输出来定量化检测水杯11储水量的变化，通过压力值～水重曲线得到使用者每天的饮水量及时间点，测量结果将发送到嵌入式管理平台3；智能水杯1和嵌入式管理平台3存储饮水量及提醒时间点、管理及提醒信息，并结合设定值发送命令到智能腕表2以实现声音或者振动提醒；图2为智能水杯原理框图；

所述智能腕表2，测量腕表佩戴者5的生理参数并发送到嵌入式管理平台3和智能水杯1，并接受嵌入式管理平台3和智能水杯1发出的信息，对于佩戴者5进行声音或者振动提醒，对于多次提醒无效，智能腕表2发送信息到嵌入式管理平台3；图3为智能腕表原理框图；

所述嵌入式管理平台3作为整个日常饮水管理网络系统的管理中心和数据上传到因特网或者局域网的出口，各智能水杯1和智能腕表2测得的数据都会发送到嵌入式管理平台3，嵌入式管理平台3可以将这些参数发送到网络数据库以供远程管理和查看。所述嵌入式管理平台3接入因特网或者局域网的方式可以选择有线或者无线的方式。图4为嵌入式管理平台的原理框图。

嵌入式管理平台3可以外接显示器，也可以通过因特网或者USB线配置管理该日常饮水管理网络系统。因为所述嵌入式管理平台3没有外接显示器，当管理者(监护人或者护工)需要人为改变单个被照顾者5的日常饮水值时，也可以通过通用计算机通过USB线连接所述嵌入式管理平台3，进而向对应的智能水杯1发送配置信息。

作为一个优选实施方式，所述系统包括以计算机，计算机通过远程访问或者直接连接嵌入式管理平台3，进入系统管理界面，可以查看各个被照顾者5的历史饮水量和智能腕表2测得的若干生理参数，同时配置和管理各个被照顾者5信息。

作为一个优选方式，如图2所示，所述智能水杯1包括普通水杯11和底座部分12，这两个部分为一体化的设计并具有电气和水绝缘的功能，可以放置于家庭卧室、客房和厨房等，也可以放置于养老院、疗养院或者医院等内部。

智能水杯1的底座部分12包含压力传感器122、第一微处理器及其附属电路部分126，第一微处理器及其附属电路部分126用于对智能水杯1的各部件的控制及数据的读取；压力传感器122感受水杯11的水量进行量化测量并连接到第一微处理器及其附属电路部分126。

作为一个优选实施方式，还可以进一步包含以下部件中一种或几种：

上下压力传感器接触塑料体121、弹簧片123、塑料纸124、环形LED灯带125、、智能水杯编程及充电接口127、射频模块128、可充电电池129；其中：

上下压力传感器接触塑料体121用于传递水的重量到压力传感器122的有效测量区域；

位于底座并围绕在压力传感器周围的4个弹簧片123用于支撑普通水杯保持稳定状态并在水杯晃荡时起缓冲作用；

塑料纸124用于封装并连接智能水杯杯体11和其底座部分12；此部分在其他实施例中也可以替换为其他部件；

环形LED灯带125围绕其底座部分12上部，用于亮灯指示；

智能水杯编程及充电接口127用于智能水杯1的微处理器编程及可充电电池129的充电；可充电电池129用于对智能水杯电路底座部分12的供电。

所述压力传感器122测量水杯11的水重。所述的第一微处理器及其附属电路部分126读取压力传感器122数值的变化，可以转化为该水杯使用者5的饮水量数据，射频模块128可以和所述的智能腕表2及嵌入式管理平台3通讯，智能腕表2的蜂鸣器29和振动马达26执行提醒服务。

第一微处理器及其附属电路部分126包含三轴加速度传感器及存储器电路、压力传感器运放电路、第一微处理器、水温和充电电池电量检测电路和SD卡(Secure DigitalMemory Card)电路；第一微处理器还读取三轴加速度传感器、压力传感器运放输出、水温和充电电池检测电路输出，发送数据并控制射频模块128，同时数据可以保存在存储器和SD卡。

如图5所示，为智能水杯的工作流程框图：开启智能水杯电源，第一微处理器上电初始化，检查配置参数，然后通过射频模块与智能腕表和嵌入式管理平台联系。首先，检测充电电池电量是否不足，当电量不足时，通过LED环闪烁告知被照顾人群和护理人员；然后，检测智能水杯电路的加速度计输出值是否不变，当加速度值不变时，第一微处理器处于休眠状态；当加速度值变化时，将压力传感器输出量转化为储水量V；如果V增加则判断此时状态为加水并记录加水量J；如果V快速减少则判断此时状态为倒水(即非饮水动作)并记录此次倒水量D；如果V缓慢减少则判断此时状态为喝水并记录喝水量H；接下来判断是否为设定时间点，当为设定时间点时发送饮水量和时间点到智能腕表和嵌入式管理平台，否则返回到充电电池电量检测。此外，当检测到传感器输出加速度值变化时，第一微处理器唤醒进入压力测量；或者当通过射频模块收到嵌入式管理平台信息时，第一微处理器被唤醒，进而更新智能水杯配置信息并再次进入压力测量步骤。

作为一个优选方式，如图3所示，所述智能腕表2佩戴于被照顾人群5的手腕部，由机械外壳和电路部分组成，其中电路部分包括：LED显示屏21用于提醒及状态信息的显示；环境参数传感器22用于测量环境光、温度和环境声音等；人体参数传感器23用于被照顾者5的心率、体温和运动状态(基于加速度传感器)等的测量；第二微处理器24用于智能腕表2各部件的控制和数据处理；无线通讯射频模块25用于嵌入式管理平台3和智能水杯1中射频模块的通讯；微型直流振动马达26和蜂鸣器29用于对被照顾者5饮水或者吃药的提醒；可充电电池27用于智能腕表2各电路部分的供电；智能腕表编程及充电接口28用于智能腕表2第二微处理器24的编程及可充电电池27的充电。

该实施例中所述智能腕表2没有采用液晶显示屏是考虑老年人等视力及注意力的原因，因而采用简洁明了的LED显示屏21和声音/振动提示(振动马达26和蜂鸣器29)，辅助传感器(环境参数传感器22和人体参数传感器23)可以更好地判断该老年人的状态，进而调整饮水补充量。

如图6所示，为智能腕表的流程图：接通电源后，第二微处理器上电初始化，运行配置参数，然后与智能腕表和嵌入式管理平台通过射频模块联系。接下来运行循环程序：首先，检测充电电池电量是否不足，当电量不足时，通过蜂鸣器提示音告知被照顾人群；然后，判断是否为设定时间点，当为设定时间点时第二微处理器进行环境参数及佩戴者生理参数测量，并发送生理参数到智能水杯和嵌入式管理平台，之后返回充电电池电量检测；不为设定时间点时第二微处理器处于等待状态。此外，当通过射频模块接收到嵌入式管理平台或者智能水杯信息时，更新智能腕表配置信息或者响应提醒信号并进入环境参数及佩戴者生理参数测量步骤，然后发送生理参数到智能水杯和嵌入式管理平台。下一步再次进入充电电池电量检测及后续步骤。

作为一个优选方式，嵌入式管理平台3和多个智能水杯1、智能腕表2之间的通讯方式为无线传感网络；嵌入式管理平台3把所有被照顾人群5的数据存入自带存储器32和基于因特网的数据库，管理者通过计算机4由远程或者USB接口直接与嵌入式管理平台3相连，进行被照顾人群5的信息管理和配置。

如图7所示，为嵌入式管理平台的流程图：嵌入式管理平台上电初始化，运行配置参数(网络连接配置等)，与智能水杯和智能腕表联系并读取它们的配置信息(例如用户编号及其他信息)；然后判断是否为每天的设定时间点，当为设定时间点时，读取智能水杯和智能腕表的数据并保存数据在嵌入式管理平台存储器(SD卡等)，否则第二微处理器处于等待状态；此外，当收到有智能水杯或智能腕表信息时，处理智能腕表或者智能水杯配置信息。与此同时，嵌入式管理平台通过网络接口接入网络来实现与因特网或者计算机直接相连，接着接收配置参数、发送智能水杯和智能腕表内部存储器SD卡等存储数据到网络数据库或者已连接的计算机。

作为一个优选方式，如图4所示，所述嵌入式管理平台3由机械外壳和电路部分组成，电路部分包含：LED指示灯31、SD卡电路及外围电路32、实时时钟(RTC)33、嵌入式微处理器34、无线网络接口35、无线通信射频模块36、可充电电池37、USB接口38、因特网连接模块39；其中：嵌入式微处理器34读取实时时钟(RTC)33数据，通过无线通信射频模块36收发各个智能水杯1和智能腕表2的信息，同时通过无线网络接口35、因特网连接模块39或者USB接口38收发消息到网络数据库。LED指示灯31和SD卡电路及外围电路32也由嵌入式微处理器34控制或者读写。

LED指示灯31用于嵌入式管理平台状态指示；

SD卡电路及外围电路32用于数据的保存；

实时时钟(RTC)33用于时间信息(万年历)的获取，时间信息将和记录的数据信息保存在一起；

无线通信射频模块36用于和智能水杯1、智能腕表2的通讯；

可充电电池37用于嵌入式管理平台3的直流供电；USB接口用于给可充电电池37充电，同时可以用于嵌入式微处理器34的再编程；

因特网连接模块39用于嵌入式管理平台3和计算机4的通讯；

因为需要管理多个被照顾者5，为了与各个智能水杯1实时收发信息及和电脑4的通信，两个嵌入式微处理器或者一个双核嵌入式微处理器34可以保证两种通信同时独立进行。

嵌入式管理平台3具有因特网接口39，USB接口38和无线网络接口35，能够直接接入因特网实现数据共享和远程管理，也可以由计算机4通过USB接口38对其进行管理和数据传送，其管理应用模块的图形界面模块框图如图8。嵌入式管理平台3的设置可以通过因特网或者外接电脑实现。

作为一个优选方式，该实施例中所述计算机4为通用计算机，需要安装带数据库功能的老年人日常饮水管理系统的管理应用模块(如图8)，并具备因特网连接功能，所述计算机4与嵌入式管理平台3的直接连接为USB接线38。

如图8所示，为日常饮水管理系统的管理应用模块框图。日常饮水管理系统的管理应用程序界面包括配置接口选择、被照顾者信息管理、智能水杯和智能腕表配置、吃药提醒/运动提醒设置、智能水杯和智能腕表数据收发管理、智能水杯和智能腕表数据统计与分析六个模块。其中，接口选择包括USB端口配置和因特网配置用于连接嵌入式管理平台和外接计算机或者远程计算机；被照顾者信息管理包括被照顾者个人信息查看和修改；智能水杯和智能腕表配置包括它们的配置参数查看和修改；吃药提醒/运动提醒设置包括提醒参数查看和修改；智能水杯和智能腕表数据收发管理包括查看保存数据在本地计算机或者上传到数据库，管理者可以选择各个时间段信息，查看并添加标注信息；智能水杯和智能腕表数据分析模块中可以选择被照顾者及其某一生理参数或者饮水量、数据日期和统计方法来进行长期的统计分析，专家系统分析结果通过图形化界面显示显示或者打印。

在本发明的一实施例中，用于被照顾人群的日常饮水管理系统的智能水杯1,智能腕表2，嵌入式管理平台3三个部分的可充电电池的再充电都基于USB接口；三者之间的无线通讯方式优先地采用ZigBee方式(2.4GHz)，可以实现中短程通信范围(100米以内)，低功耗和低速率数据传输，也可以搭建网络，通过网络间节点相互传输数据，实现较大空间范围内的网络覆盖。

在本发明的一实施例中，用于被照顾人群的日常饮水管理系统的智能水杯1,智能腕表2，嵌入式管理平台3三个部分均包含了LED指示灯和按键，可以提供简洁明了的人机交互界面。在本发明的一实施例中，配置信息和数据保存在各部件SD卡电路32和计算机4。

上述部件构成的系统是一种可以实现家庭或者疗养院等机构的被照顾人群饮水管理的网络系统，解决了现有技术中只针对普通人用水管理问题，尤其是提供了智能腕表及无线通讯网络相结合的完整系统，整个系统可以方便融入生活中，减少监护人和护工的工作量及提高效率。

在本发明的另一实施例中，通过位于底座的一个三轴加速度计来跟踪该智能水杯的使用情况，在水量变化时启动水量检测，在其它时间微处理器处于休眠状态，以便节约充电电池电量。微机电系统(MEMS)三轴加速度计作为智能传感器，当水杯没有动作时也处于休眠状态，当有动作时自动输出一个信号到微处理器唤醒微处理器，进行水量测量；当一定时间该加速度计和所述压力传感器信号均没有变化时，微处理器再次进入休眠状态。

在本发明的另一实施例中，智能水杯内部的水的含量和压力传感器的压力值成线性关系，记录每次压力值的变化就可以得出该智能水杯的使用者的饮水量，分析出水的速度可以判断水杯是否被倒掉还是被饮用，进而提高测量精度。

在本发明的另一实施例中，在计算机或者远程管理系统中实现被照顾人群等智能水杯使用者的提示模式和间隔及补水量等参数的设置，这些设置也可以通过读写SD卡保存的文件进行设置。

上述系统工作流程如下：

a)在计算机4安装好用于管理系统的管理应用模块(如图8)，并配置因特网络和数据库。选定嵌入式管理平台3，通过计算机4进行配置，包括接入的所述智能水杯1和智能腕表2的个数并进行配置，包括参数和模式等。配置参数包括各个智能水杯和智能腕表的编号，通讯间隔和应答字符，饮水量提醒阈值和时间点，环境参数和人体生理参数对饮水量提醒阈值的修正因子，数据保存格式。模式为振动或者蜂鸣器提醒选择等。

b)被照顾者4佩戴好智能腕表2，配备好智能水杯1，并设定好提醒方式等。

c)所述智能水杯1底部的压力传感器数据将实时检测智能水杯水容量的变化，当水重量增加时默认为添加水，当水杯水重量的变化急速减少，默认为倒水，当水重量缓慢减少时为喝水状态。根据设定好的该水杯使用者的用水量标准，在单次过量饮水时可以叫停该次饮水，当设定间隔时间内没有饮水时，会通过所述智能腕表2进行提醒。

d)所述系统为被照顾者4提供日常饮水检测和提醒，同时通过无线网络发送信息到智能腕表2和嵌入式管理平台3。

e)当监护人或者护工需要查看所述被照顾者的饮水数据和状况时，可以通过所述计算机4或者远程网络进行嵌入式管理平台3的访问和控制。所述被照顾者的数目及参数信息可以自由配置。

上述步骤可以实现日常的饮水管理，并且事后监护人或者护工可以调用先前检查时保存的传感器原始数据。

在本发明的另一实施例中，所述智能腕表2和智能水杯1可以配备各种传感器等部件，如位置和运动传感器、温度传感器、麦克风和环境光传感器，可以测量更多腕表佩戴者的生理参数发送到嵌入式管理平台和智能水杯，作为附加信息。

本发明针对需要照顾人群尤其是被照顾者每天的饮水量提供量化检测和准时提醒功能，通过计算机配置提醒信息，也能够用于病人每天药物服用及运动锻炼的管理及提醒，在设定的服药或者运动时间会自动呼唤该被照顾者，有利于提高被照顾人群的生活质量，同时减轻家属和其他监护人员的工作量。通过其他传感器接入该系统中的智能手表，比如温度传感器、环境光传感器、心电脉搏传感器、运动传感器及麦克风等，可以对被照顾者的实时饮水量进行修正并更好地实现对被照顾者的生活管理。

本发明系统采用网络化和系统化的设计方案，智能水杯可以采用一体化的机械设计和最小化的智能传感器选择，能定量化检测水杯储水量的变化。特别是在具有健忘症和老年痴呆综合征的老年人及其他需要照顾的人群，科学的饮水管理可以极大地提高被照顾人群的生活质量，减轻监护人的工作量。随着老年社会的到来和护理成本的提高，相对人工对被照顾人群的饮水观察和提醒，本系统可以方便实现单个或者多个被照顾人群日常饮水科学管理。

本发明适用于被照顾人群的家庭及疗养院和医院等机构健康护理，对于儿童、老年人、残疾人和严重疾病患者等需要饮水管理等需要被照顾者同样适用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，该系统包括多个智能水杯、智能腕表以及嵌入式管理平台；嵌入式管理平台能管理和配置多个智能水杯和智能腕表，其中：

所述智能水杯，包括普通水杯和其底座，所述底座内嵌有用于水的重量测量的压力传感器、无线通信模块和第一微处理器；压力传感器测得水杯底部传感器输出的压力变化，得到压力值～水重曲线和每天的水量变化；第一微处理器根据压力传感器的结果计算得到该人每天的饮水量，同时第一微处理器保存设定的饮水量及时间点，并通过无线通信模块发送提醒信息；所述底座中设有一个三轴加速度计用于跟踪该智能水杯使用者对水杯的操作，进而启动水量检测，在其它时间第一微处理器处于休眠状态；所述底座上设有智能水杯编程及充电接口，用于智能水杯的微处理器编程及可充电电池的充电；可充电电池用于对智能水杯底座的供电；

所述智能水杯，通过测量水杯底部的压力传感器输出来定量检测水杯储水量的变化，通过压力值～水重曲线得到使用者每天的饮水量及时间点，测量结果将发送到嵌入式管理平台；智能水杯和嵌入式管理平台存储饮水量及提醒时间点、管理及提醒信息，并结合设定值发送命令到智能腕表以实现提醒；

所述智能腕表，测量腕表佩戴者的生理参数并发送到嵌入式管理平台和智能水杯，和/或接受嵌入式管理平台和智能水杯发出的饮水提醒信息，或者接受嵌入式管理平台提供的附加性服药和运动提醒信息；智能腕表对佩戴者进行提醒，对于多次提醒无效，智能腕表发送信息到嵌入式管理平台，由监护或者护理人员处理；

所述嵌入式管理平台作为整个网络系统的管理中心和将数据上传到因特网的出口，能接受来自所述智能腕表和智能水杯发送的数据，同时发送管理和配置信息到各个智能腕表和智能水杯，或将这些参数发送到网络数据库以供远程管理和查看；

所述系统进一步包括计算机，该计算机通过远程访问或者直接连接嵌入式管理平台，进入系统管理界面，用于查看各个被照顾者的历史饮水量和智能腕表测得的若干生理参数，同时配置和管理各个被照顾者的个性化设定；

所述嵌入式管理平台和多个智能水杯和智能腕表之间的通讯方式为无线传感网络；嵌入式管理平台把所有被照顾人群的数据存入自带存储器和基于因特网或者局域网的数据库，管理者通过远程计算机或者USB接口直接与嵌入式管理平台相连，进行被照顾人群的信息管理和配置。

2.根据权利要求1所述的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，所述嵌入式管理平台包括无线通信模块、因特网连接模块、嵌入式微处理器及外围电路，为了实现与各个智能水杯实时收发信息及与计算机的通信，采用双核嵌入式微处理器或者两个主从嵌入式微处理器，保证两种通信同时独立进行；嵌入式管理平台具有有线网络接口、USB接口、无线网络接口或外接显示器接口，嵌入式管理平台接入因特网或者局域网，实现数据共享和远程管理；当嵌入式管理平台和计算机直接连接或者远程连接时，各个老年人的饮水量及其它信息均存入数据库，管理者通过计算机上面的管理平台进行查看和管理，包括饮水量和提醒的个性化设定。

3.根据权利要求1-2任一项所述的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，所述智能腕表包括显示屏、第二微处理器、实时时钟芯片、蜂鸣器、振动马达和无线通信模块；无线通信模块同所述的水杯及嵌入式管理平台通讯，蜂鸣器和振动马达执行提醒服务，实时时钟芯片为整个部件提供时间；显示屏用于显示提醒信息及其他信息；无线通信模块用于传送和接收相应的信息；第二微处理器用于智能腕表各部件的控制。

4.根据权利要求3所述的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，所述智能腕表还设有各种传感器，所述传感器包括位置和运动传感器、温度传感器、环境光传感器、麦克风、脉搏和心电传感器，用于测量更多腕表佩戴者的生理参数发送到嵌入式管理平台和智能水杯，作为饮水量设定附加信息；对于多次提醒无效，智能腕表发送信息到嵌入式管理平台。

5.根据权利要求4所述的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，所述智能腕表可进一步接入空气质量传感器、麦克风中的一种或多种，其信息作为该被照顾者的当日饮水量设定的附加信息和修正因素。

6.根据权利要求1-2任一项所述的用于被照顾人群的日常饮水管理网络系统，其特征在于，所述智能水杯内部水的重量和压力传感器的压力值成线性关系，记录每次压力传感器读数的变化就能得出该智能水杯的使用者的饮水量；分析出水的速度判断水杯是否被倒掉还是被饮用，进而提高测量精度。