CN105326607A - 用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，涉及健康护理与电子检测技术，尤其涉及一种用于尿裤或尿布等衣物内外侧的环境温湿度及尿湿检测的智能设备和方法。其目的在于克服现有尿湿检测方法的缺陷，可靠准确地检测尿湿和发出提醒，同时通过连续监测尿裤内外侧的环境温湿度，为尿裤的透气性评价提供参考。本发明的特征在于：智能设备检测尿裤内外侧的温度和湿度，通过计算一段时间内尿裤内侧和外侧的湿度变化值，当尿裤内侧的湿度增大变化值与外侧的湿度增大变化值的差值大于设定的阈值，则认定尿湿发生，然后发出提醒；另外，还可根据一段时间内的尿裤内外侧的温度或湿度差值的大小，用于评价尿裤的透气性和舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及健康护理与电子检测技术，尤其涉及一种用于尿裤或尿布等环境温湿度及尿湿检测的智能设备和方法。
背景技术
婴幼儿和低龄儿童穿着尿裤或尿布，如果排尿浸湿尿裤或尿布后不能被发现和及时更换，会造成皮肤过敏、红肿、甚至湿疹等症状，严重影响小儿的身体健康。发明背景已研究过市场上现有的各种用于检测和提醒尿湿的方法，主要有：尿显线方法、电极式声响提醒器的方法和单一湿度检测方法。尿显线方法靠尿液与化学材质反应变色来检测尿湿，但此方法不容易被察觉，而且需要家长或看护人不定时地去查看和触摸尿裤，不能实现尿湿事件的主动提醒；电极式声响提醒器的方法是根据电极接触尿液后通电导通的原理实现尿湿检测，但所采用的电极易受尿液的腐蚀导致检测失灵，而且如果电极在尿裤上的放置位置与尿湿部位有偏差，将不能有效检测尿湿；单一湿度检测方法通过检测尿裤内的空气湿度来判断尿湿，但是这种方法可能因为整体环境湿度的变化，导致尿湿检测错误判断，检测准确性低。
综上所述，现有方法提出了尿湿检测的手段，但是存在一些较明显的缺点，无法可靠并准确地提醒尿湿，而且功能单一。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题和难点，提供一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备和方法，检测到尿湿后发出信息，提醒看护人更换尿裤。另外，还可根据一段时间内的尿裤内外侧之间的温度或湿度的大小，用于评价尿裤的透气性和舒适性。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：
一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其包含：
一个主模块，包括电路板，定位于所述电路板的带射频无线通讯功能的微控制器、温湿度传感器芯片、射频天线、供电储能单元，及保护壳体；
一个从模块，包括电路板，定位于所述电路板的温湿度传感器芯片，及保护壳体；
一个连接所述主模块和从模块的部件，其中包含用以连接所述的主模块中电路板和所述的从模块中电路板的柔性电气导线。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块和从模块的壳体上，还有一个带多个小孔的区域。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块和从模块中还包括覆盖在所述带多个小孔的区域内侧的防水透气膜。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块中，还包括一个指示灯。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块的壳体上还有一个能够透过所述指示灯光线的区域。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块中，所述的壳体还包括一个可分离的后盖。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的后盖上有一个防水密封圈。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的主模块中，还有一个定位于所述的后盖的磁铁。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，所述的从模块上，还有一个定位于所述壳体的软磁片或金属片。
还有一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其实现措施为：尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备主模块中的温湿度传感器芯片检测尿裤外侧的环境温度和湿度，从模块中的温湿度传感器芯片检测尿裤内侧的温度和湿度，主模块中的微控制器计算一段时间内尿裤内侧和外侧的湿度变化值，当尿裤内侧的湿度增大变化值与外侧的湿度增大变化值的差值大于设定的阈值，则认定尿湿发生，然后微控制器通过无线信号将尿湿事件发送到一个终端设备，终端设备接收无线信号并显示尿湿事件或发出声响报警。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，所述的温湿度传感器芯片通过数字总线信号将所测得的温度值和湿度值发送给所述的微控制器。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，所述的一段时间和所述的阈值，可由终端设备通过射频无线协议与微控制器通讯来设定。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，所述的尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备可以存储一段历史时间内所检测到的尿裤内外侧的温度值和湿度值。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，可以通过所述的尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备中的指示灯颜色或闪烁来表示当前的尿裤环境温湿度，和发出尿湿报警。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，所述的终端设备还可以读取尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备当前或一段历史时间内所检测到的温湿度信号，然后进行显示、分析和处理。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，还可根据一段时间内的尿裤内外侧的环境温度或湿度的大小，用于评价尿裤的透气性和舒适性。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：可靠准确地检测尿裤内外侧的环境温湿度，发出尿湿提醒，为评价尿裤透气性和舒适性提供参考，而且佩戴使用方便，防水设计便于清洗清洁。
附图说明
图1为用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备立体示意图。
图2为用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备主模块的分解示意图。
图3为用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备从模块的正视图和剖视图。
图4为设备佩戴方式和尿裤环境温湿度测量方法示意图。
图5为设备佩戴方式和温湿度的显示及尿湿提醒方法示意图。
图6为尿裤内外侧的环境湿度测量曲线及变化量计算示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
图1是一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备立体示意图。该设备包括一个主模块101，一个从模块102，及其用于连接主模块101和从模块102的部件103。部件103为可以弯曲变形的材料，比如硅胶，和主模块101和从模块102一起形成一个夹子或卡扣的形状，方便固定佩戴在尿裤上。
图2是用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备主模块101的分解示意图，从中可以看到主模块101的详细组成，包括电路板207，定于电路板207的带射频无线通讯功能的微控制器204、温湿度传感器芯片203、射频天线206、供电储能单元208，及保护壳体201等。供电储能单元208为主模块101中的所有电子元件提供电源，它可为一次性电池，比如纽扣电池，也可为可充电的电池。带射频无线通讯功能的微控制器204与温湿度传感器芯片203通过数字总线通讯，获取温湿度信号，感知环境的温湿度值及其变化。微控制器204还可根据所获取的温湿度信号做进一步的计算与处理，比如尿湿判断，温湿度值存储等。由于微控制器204具备射频无线通讯功能，通过射频天线206可以向外发送和接收外界传来的无线信号。
为了能够使空气可以顺利地进入主模块101内部，使空气的温湿度可被温湿度传感器芯片203检测，壳体201上有一个带多个小孔的区域105。同时为了防水，在小孔区域105的壳体内侧粘贴有一片防水透气膜202，起到防水透气的作用。
主模块101还有一个可与壳体201分离的后盖211，将后盖211取下后，可以方便地将供电储能单元208取出和更换。在后盖211与壳体201之间，采用了一个防水密封圈209，在后盖211与壳体201合闭后，可以有效的防止水等液体渗入。
主模块101的后盖211上还有一个磁铁210，用于吸引从模块102上的软磁片或金属片106，提供用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备佩戴在尿裤上所需的部分紧固力。
主模块101中还有一个指示灯205，其光线可以透过壳体201上的透光区域104。该指示灯205受微控制器204控制，用于温湿度强度显示和尿湿报警。
图3是用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备从模块102的正视图和剖视图。其组成为电路板304，定位于所述电路板的温湿度传感器芯片306，及保护壳体303等。壳体303上有一个带多个小孔的区域301，该区域的壳体内侧粘贴有一片防水透气膜302。空气可以穿透小孔和防水透气膜302，进入到从模块102内部，被温湿度传感器芯片306检测。壳体303上还有一个软磁片或金属片106，它可被主模块101中的磁铁210吸引。
图3中还示意了连接主模块101和从模块102的部件103的一端，其中有柔性电气导线305，连接主模块101的电路板207和从模块102中的电路板304，温湿度传感器芯片306也是通过这个柔性电气导线305与主模块101中的微控制器204通讯，传输温湿度信号。
图4是设备佩戴方式和尿裤环境温湿度测量方法示意图。用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备固定佩戴在尿裤或尿布402上，其主模块101中的温湿度传感器芯片检测尿裤外侧的温度T外和湿度RH外，从模块102中的温湿度传感器芯片检测尿裤内侧的T内和湿度RH内，然后通过数字总线发送给微控制器204做计算和处理。连接主模块101和从模块102的部件103弯曲卡扣在尿裤402上，主模块101中的磁铁吸引从模块102中的软磁片或金属片，起到夹紧的作用。
图5是设备佩戴方式和温湿度显示及尿湿提醒方法示意图。小儿401穿着尿裤或尿布402，用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备固定佩戴在尿裤或尿布402上，其主模块101在尿裤或尿布402外侧，检测到尿湿时，智能设备发送无线信号403，终端设备404接收无线信号403并显示尿湿事件405或发出声响报警。终端设备404也可以通过无线信号403获取尿裤内外侧的温湿度值，并显示在屏幕406上，或进一步分析和处理。
图6是尿裤内外侧环境湿度测量曲线及变化量计算示意图。RH内和RH外分别为尿裤内外侧一段时间内的湿度变化曲线。微控制器计算一段时间内尿裤内侧和外侧的湿度变化值，当尿裤内侧的湿度增大变化值与外侧的湿度增大变化值的差值大于设定的阈值，则判断尿湿发生。例如图6中，在时刻t2，相对时刻t1，尿裤内侧的湿度变化值为ΔRH内1，尿裤外侧的湿度变化值为ΔRH外1，两者的差值ΔRHdiff＝ΔRH内1-ΔRH外1≤ΔRHdiff_set，其中ΔRHdiff_set为设定的阈值，则判断尿湿事件未发生。在时刻t3，相对时刻t2，尿裤内侧的湿度变化值为ΔRH内2，尿裤外侧的湿度变化值为ΔRH外2，两者的差值ΔRHdiff＝ΔRH内2-ΔRH外2＞ΔRHdiff_set，则可判断t2与t3时间内发生了尿湿。
根据一段时间内RH内与RH外的差值平均值，也可以评价尿布或尿裤的透气性。当RH内和RH外的差值越小，则透气性越好，反之较差。另外，还可以结合温度T外和T内来评价尿裤的舒适性，例如当温度和湿度处于设定的范围内，则舒适性较好，反之较差。
为了适用不同材质和不同吸湿性能的尿裤与尿布，用于判断尿湿的阈值ΔRHdiff_set可由终端设备通过射频无线协议与微控制器通讯来设定。
本用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，也可以通过所述的尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备中的指示灯205颜色或闪烁来表示当前的尿裤环境温湿度强度，和发出尿湿报警。例如：当指示灯205为蓝色时，表示尿裤环境温度较低；当指示灯205黄色时，表示尿裤内环境有些湿热，需要留意尿裤的透气性；当指示灯205为红色时，表示发生了尿湿，可考虑更换尿布；当指示灯205闪烁时，表示尿湿已经发生了较长时间或尿裤内温湿度长时间过大，需要立即换尿布。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：
所述用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备包含：
一个主模块，包括电路板，定位于所述电路板的带射频无线通讯功能的微控制器、温湿度传感器芯片、射频天线、供电储能单元，及保护壳体；
一个从模块，包括电路板，定位于所述电路板的温湿度传感器芯片，及保护壳体；
一个连接所述主模块和从模块的部件，其中包含用以连接所述的主模块中电路板和所述的从模块中电路板的柔性电气导线。
2.根据权利要求1所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块和从模块的壳体上，还有一个带多个小孔的区域。
3.根据权利要求2所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块和从模块中还包括覆盖在所述带多个小孔的区域内侧的防水透气膜。
4.根据权利要求1所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块中，还包括一个指示灯。
5.根据权利要求4所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块的壳体上还有一个能够透过所述指示灯光线的区域。
6.根据权利要求1所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块中，所述的壳体还包括一个可分离的后盖。
7.根据权利要求6所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的后盖上有一个防水密封圈。
8.根据权利要求6所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的主模块中，还有一个定位于所述的后盖的磁铁。
9.根据权利要求1所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备，其特征在于：所述的从模块上，还有一个定位于所述壳体的软磁片或金属片。
10.一种用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备主模块中的温湿度传感器芯片检测尿裤外侧的环境温度和湿度，从模块中的温湿度传感器芯片检测尿裤内侧的温度和湿度，主模块中的微控制器计算一段时间内尿裤内侧和外侧的湿度变化值，当尿裤内侧的湿度增大变化值与外侧的湿度增大变化值的差值大于设定的阈值，则认定尿湿发生，然后微控制器通过无线信号将尿湿事件发送到一个终端设备，终端设备接收无线信号并显示尿湿事件或发出声响报警。
11.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：所述的温湿度传感器芯片通过数字总线信号将所测得的温度值和湿度值发送给所述的微控制器。
12.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：所述的一段时间和所述的阈值，可由终端设备通过射频无线协议与微控制器通讯来设定。
13.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：所述的尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备可以存储一段历史时间内所检测到的尿裤内外侧的温度值和湿度值。
14.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：可以通过所述的尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备中的指示灯颜色或闪烁来表示当前的尿裤环境温湿度，和发出尿湿报警。
15.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：所述的终端设备还可以读取尿裤环境温湿度及尿湿检测的智能设备当前或一段历史时间内所检测到的温湿度信号，然后进行显示、分析和处理。
16.根据权利要求10所述的用于尿裤环境温湿度及尿湿检测的方法，其特征在于：还可根据一段时间内的尿裤内外侧的环境温度或湿度的大小，用于评价尿裤的透气性和舒适性。
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