CN104856687B - 扫描式位置传感器及包括其的体位检测装置 - Google Patents
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Abstract
扫描式位置传感器包括外壳、内壳、重物、扫描电路；重物容纳于内壳，内壳容纳于外壳；外壳与内壳之间设置有弹性支撑物，在没有外力的作用下，支撑外壳与内壳保持预定距离；在外壳的内侧设置有多行第一电极，每行第一电极包括多个第一电极；每行的第一电极通过一条行导线电连接；在内壳的外侧设置有多列第二电极，每列第二电极包括多个第二电极；每列的第二电极通过一条列导线电连接；每个第一电极对应有一个第二电极；在重物的作用下，对应的第一电极与第二电极电接触；扫描电路包括矩阵键盘扫描电路，所述行导线连接至矩阵键盘扫描电路的行线上，所述列导线连接至矩阵键盘扫描电路的列线上；扫描电路通过扫描行导线和列导线，得到位置信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种体位传感器,尤其涉及一种扫描式位置传感器及包括其的体位检测装置。
背景技术
长期卧床的患者需要经常进行翻身护理，否则容易长出压疮。但是，对于集中护理的场合，由于患者的人数较多，对于医护人员来说，很难记住每一个患者在每个时刻的体位，由此造成有的患者翻身被遗漏的情况出现，导致患者长出压疮，给患者带来痛苦。
发明内容
为了能够正确地获得患者的体位信息，本法发明提出一种扫描式位置传感器。
本发明的扫描式位置传感器，其包括外壳、内壳、重物、扫描电路；重物容纳在内壳中，内壳容纳在外壳中；外壳与内壳之间设置有弹性支撑物，在没有外力的作用下，支撑外壳与内壳保持预定距离；在外壳的内侧设置有多行第一电极，每行第一电极包括多个第一电极；每行的第一电极通过一条行导线电连接；在内壳的外侧设置有多列第二电极，每列第二电极包括多个第二电极；每列的第二电极通过一条列导线电连接；每个第一电极对应有一个第二电极；在重物的作用下，对应的第一电极与第二电极电接触；扫描电路包括矩阵键盘扫描电路，所述行导线连接至矩阵键盘扫描电路的行线上，所述列导线连接至矩阵键盘扫描电路的列线上；扫描电路通过扫描行导线和列导线，得到位置信息。
优选地，所述内壳与外壳为同心的。
优选地，所述内壳与外壳为同心圆球壳。
优选地，所述内壳与外壳为同心圆筒壳。
优选地，所述重物为圆球体。
优选地，所述行导线为以外壳的横轴为中心轴的圆。
优选地，所述列导线为以内壳的纵轴为中心轴的圆。
本发明还提出一种体位检测装置，其包括上面所述的扫描式位置传感器、控制单元；扫描式位置传感器将位置信息发送至控制单元。
优选地，进一步包括无线传输单元，控制单元通过无线传输单元将位置信息发送到外部。
优选地，进一步包括警示单元，在预定时间长度内位置信息保持在一定范围内时，控制单元驱动警示单元报警。
通过本发明的扫描式位置传感器，患者翻身的体位信息能够被准确而客观地记录，为医护人员判断患者保持同一体位的时间提供客观依据。此外，本发明的体位检测装置能够将患者的体位信息及时传输至工作站或者护士站的监控设备，及时提醒医护人员为患者翻身。
附图说明
图1为本发明的扫描式位置传感器除去重物部分的截面示意图；
图2为本发明的扫描式位置传感器在重物的重力作用下第一电极与第二电极接触的示意图；
图3为本发明的扫描式位置传感器的行导线与列导线的分布示意图；
图4为行导线、列导线、第一电极、第二电极构成的电路示意图；
图5为图2的情形时被重力按压而接触的第一电极、第二电极的示意图；
图6为本发明的体位检测装置的原理框图；
图7为现有技术的矩阵式键盘扫描电路的原理示意图。
具体实施方式
在说明本发明之前,先说明一下矩阵键盘(行列式键盘)的扫描电路，如图7所示。
a)逐行(或逐列)扫描法的工作原理
首先要先判别整个键盘中是否有按键按下，由单片机连接到列线的PC口输出低电平，然后读取连接到行线的PB口的电平状态。若是没有按键按下，则PB口读进来的数据为0FH；若读进来的数据不是0FH，那就是有按键按下，因为只要有按键按下，该按键连接到的行线电平就会被拉至低电平。
若是有判断到按键按下之后就要进行对按键的识别扫描。扫描的方法是将列线逐列置低电平，并检测行线的电平状态来实现的。依次向PC口的每个列线送低电平，然后检测所有行线PC口的状态，若是全为1，则所按下的按键不在此列，进入下一列的扫描；若是不全为1，则所按下的按键必在此列，并且按键正是此列与读取到为低电平的行线的交点上。
b)线反转法
线反转法的优点是扫描速度比较快，但是程序处理起来却是比较不方便。
线反转法最好是将行、列线按二进制顺序排列。线反转法同样也要先判别整个键盘有无按键按下，有按键按下才对键盘进行扫描。当有某一按键按下时，键盘扫描扫到给该列置低电平时，读到了行状态为非全1，这个时候就可以将行数据和列数据组合成一个键值。如图7的键盘从左到右、从上到下的键值依次是EE，ED，EB，E7；DE，DD，DB，D7；…；7E，7D，7B，77。这是负逻辑的排列，可以通过软件的取反指令把这些数据变成正逻辑：11，12，14，18；21，22，24，28；…；81，82，84，88。不过不管是正逻辑还是负逻辑的数据，可以看出这样的数据是很难使用散转指令的。所以一般都要想办法把这样的键值数据再修正一下成为等距能用于散转指令的键值数据。若是所使用的单片机内部具有上拉电阻的话，还不需要逐列去置低电平，外部无上拉电阻。先使用PB口作为输入口，打开PB口上拉电阻，而PC口作为输出口输出低电平，读PB口得到列数据；再使用PC口作为输入口，打开PC口上拉电阻，而PB口作为输出口输出低电平，读PC口得到行数据。这样就可直接得到行数据和列数据，而得组合的键值。
如图7所示的矩阵键盘扫描电路包括具有I/O口的单片机。PB0、PB1、PB2、PB3、PC0、PC1、PC2、PC3均为单片机的I/O口。由于矩阵键盘扫描电路为本领域的技术人员所熟知的电路，这里不再具体展开叙述。
本发明的基本思想是将键盘制成圆筒形状或者圆球形状，利用重物按压键盘的按键，通过检测被按压的按键来获知患者的体位信息。
如图1-5所示为本发明的扫描式位置传感器，其主要包括外壳10、内壳20、重物30。
重物30容纳在内壳20中，内壳20容纳在外壳10中；外壳10与内壳20之间设置有弹性支撑物40，在没有外力的作用下，弹性支撑物40支撑外壳10与内壳20保持预定距离，如图1所示。
在外壳10的内侧设置有多行第一电极，每行第一电极包括多个第一电极；每行的第一电极通过一条行导线电连接。
在内壳20的外侧设置有多列第二电极，每列第二电极包括多个第二电极；每列的第二电极通过一条列导线电连接。
每个第一电极对应有一个第二电极；在重物的作用下，对应的第一电极与第二电极电接触。
以按键P11为例，P11的与行导线X1连接的电极为第一电极；P11的与列导线Y1连接的电极为第二电极。第一电极与第二电极接触时，按键P11状态为按下。第一电极与第二电极断开时，按键P11状态为抬起。其他行导线X2、X3、X4……X16、其他列导线Y2、Y3、Y4……Y16类似，在其上分别对应地形成按键P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24等，它们的工作原理与P11相同，这里不再赘述。
本发明的扫描式位置传感器还进一步包括扫描电路，扫描电路包括矩阵键盘扫描电路。该键盘扫描电路实际上为包括I/O端口的单片机。外壳10的行导线连接至矩阵键盘扫描电路的行线上，内壳20的列导线连接至矩阵键盘扫描电路的列线上。
与矩阵式键盘的扫描原理相同，本发明中的扫描电路通过扫描行导线和列导线，得到接触的第一电极和第二电极，由该第一电极和第二电极得到与之对应位置信息。
这里，需要指出的是，重物40每次按下的，可以是多个按键，如图5所示的P11、P12、P21、P22。如果是多个按键被按下，可以通过计算P11、P12、P21、P22的几何中心更精确地确定重物40的位置，由此得到更精确的位置信息。
由于是要将具体的按键与位置对应起来，因此，在使用时，需要将扫描式位置传感器与待测物固定在一起。
当待测物是卧床的患者时，扫描式位置传感器可以记录患者的体位信息，为患者翻身提供参考。
如图6所示，为本发明的体位检测装置，其包括上面所述的扫描式位置传感器、控制单元；扫描式位置传感器将位置信息发送至控制单元。
本发明的体位检测装置还可以包括无线传输单元，控制单元通过无线传输单元将位置信息发送到外部，比如位于护士站的服务器或集中监视器。
本发明的体位检测装置还可以警示单元，在预定时间长度内位置信息保持在一定范围内时，控制单元驱动警示单元报警。比如警示灯或者声音提醒装置。警示单元可以及时提醒医护人员为患者翻身。
本发明的扫描式位置检测装置和体位检测装置，能够客观地记录患者的体位信息，为医护人员提供客观参考，及时给患者进行翻身，尤其适于大量卧床患者的病房的情形，能够有效避免医护人员由于工作繁忙而导致的遗漏给患者翻身而致使患者生出压疮的情况发生。
Claims (7)
1.一种扫描式位置传感器，其包括外壳、内壳、重物、扫描电路；
重物容纳在内壳中，内壳容纳在外壳中；所述内壳与外壳为同心圆球壳，或者所述内壳与外壳为同心圆筒壳；
外壳与内壳之间设置有弹性支撑物，在没有外力的作用下，支撑外壳与内壳保持预定距离；
在外壳的内侧设置有多行第一电极，每行第一电极包括多个第一电极；每行的第一电极通过一条行导线电连接；
在内壳的外侧设置有多列第二电极，每列第二电极包括多个第二电极；每列的第二电极通过一条列导线电连接；
每个第一电极对应有一个第二电极；在重物的作用下，对应的第一电极与第二电极电接触；
扫描电路包括矩阵键盘扫描电路，所述行导线连接至矩阵键盘扫描电路的行线上，所述列导线连接至矩阵键盘扫描电路的列线上；
扫描电路通过扫描行导线和列导线，得到位置信息。
2.如权利要求1所述的扫描式位置传感器，其特征在于，所述重物为圆球体。
3.如权利要求1所述的扫描式位置传感器，其特征在于，所述行导线为以外壳的横轴为中心轴的圆。
4.如权利要求1所述的扫描式位置传感器，其特征在于，所述列导线为以内壳的纵轴为中心轴的圆。
5.一种体位检测装置，其包括如权利要求1-4任一所述的扫描式位置传感器、控制单元；扫描式位置传感器将位置信息发送至控制单元。
6.如权利要求5所述的体位检测装置，其特征在于，进一步包括无线传输单元，控制单元通过无线传输单元将位置信息发送到外部。
7.如权利要求5所述的体位检测装置，其特征在于，进一步包括警示单元，在预定时间长度内位置信息保持在一定范围内时，控制单元驱动警示单元报警。
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