CN107167252A - 温度检测系统 - Google Patents

Abstract

温度检测系统，涉及传感器技术。本发明包括温度检测标签和检测单元，温度检测标签包括温度传感器、标签端无线通信模块、无线能源接收模块，温度传感器和标签端无线通信模块连接，无线能源接收模块分别与温度传感模块和标签端无线通信模块连接；检测单元包括处理模块、存储模块、数据输出模块、无线供电模块和检测端无线通信模块，处理模块分别与存储模块、数据输出模块和检测端无线通信模块连接，所述数据输出模块包括音频或视频输出器件。本发明能够在极短的时间内完成对多个对象的温度检测，本发明采用磁共振无线供电技术，其特点为传输距离远、对方向性的要求不高，同时对传输介质几乎没有较大依赖。

Description

温度检测系统

技术领域

本发明涉及传感器技术、无线供电技术和无线通信技术。

背景技术

(1)对于体温

在医疗健康领域，这种产品一般用于刚出生的患病婴儿、体温波动较大的重病患者等的体温监控，有时候也可以应用于宠物医院患病宠物的体温检测。

众所周知，体温是反映身体健康状况的重要治标，例如感染、疾病等。对于身体健康的人来说，正常体温是36℃左右；而如果人体感冒或者生病，体温则上升。在医院，医生通过体温计测量病人的体温，有时候为了精确知道病人的体温又不得不体将温计的一头塞进病人的嘴里或者肛门，这种方式十分容易造成疾病或者病毒传播，从而导致在医院内部交叉感染。这种感染对于病人来说是十分非常危险，很有可能造成死亡。

虽然随着“互联医学”的概念的深入，医疗设备渐渐先进起来，但是那些医疗设备往往都不能实现长期、连续并且有效地将被检测患者的生理数据反映给医生，且在检测过程中必须采用电缆线的方式和患者长时间连接，这样就不仅在一定程度上影响了患者的身心健康，同时也严重限制了患者平时的自由活动。

虽然目前出现了一些类似智能手环的测温设备，但是它们依旧还是通过传统的电池来对其日常工作进行供电，且因为电池的原因，手环体积较大，无法将手环与人体紧密接触，这样粗略检测到的温度就无法作为患者进行医疗检测的指标。

于是目前市场上就出现了类似RFID的方式对患者的体温进行检测，如美信公司(Maxim)提出了一款利用手机NFC功能激活体温标签的使用方式，但是这种类似RFID的方式不能长时间地对患者进行测量，同时NFC/RFID这种方式无论是供电距离还是通信距离都很短，且不利于大规模的医疗检测，从而让这种方式用起来十分鸡肋。

于是我们提出一种假设，能否在不影响患者正常生活的情况下，以无绳的方式将医疗健康设备以一种友好的方式(医疗设备体积小巧，能够让用户随身携带)检测出其日常的生理指标，如体温。

同时通过巧妙设计，将磁共振能量发射系统“因地制宜”地安装在应用场景的合适部位(如将其嵌入患病者的病床下，婴儿恒温箱的合适部位以及嵌入宠物笼子内部等等)，通过磁共振能量发射系统按照一定规律的方式在一定范围内激活标签，将用户的体温数据以电磁波的方式无线传输至远程检测设备中。

(2)对于工/农业测温

在工农业生产以及自动化检测领域中，这种产品一般用于研究较浅地层温度、高温堆肥或较长时间封闭的发酵环境，以及化工厂的水溶液池的温度检测等。

温度作为重要环境指标，对生产生活中的重要性不言而喻。但是随着物联网技术的不断发展，各种检测环境温度的微型传感器和和电子设备依旧还是通过传统的镍氢电池、锂聚合物电池来对其日常工作进行供电。而传统的电池又存在明显的缺陷：比如传统电池是靠储存在电池中的化学能转换来释放电能的，这样的电池就明显寿命有限，而对于那些埋在水泥地下或者水中的传感器来说，电池的更换就十分不方便。

而采取传统的电缆线作为供电媒介时，在电力传输过程中不可避免的会产生传输损耗，同时线路老化、尖端放电等因素也易导致电火花，大大降低了设备供电的可靠性和安全性，缩短设备的使用寿命。一方面在矿场、海底等一些特殊场合，传统的电缆线供电方式所产生这些缺点往往有时将是致命的，严重时会引起爆炸、火灾及设备的损坏等，带来了极大的安全隐患和经济损失，另一方面在工农业生产和自动化检测中，大量的电器供电势必会导致多种电源线的交叉给工农业生产带来的极大的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有能以磁共振无线供电方式自供电并且能让温度数据无线传输的精确检测特点的温度检测系统。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，温度检测系统，其特征在于，包括温度检测标签和检测单元，所述温度检测标签包括温度传感器、标签端无线通信模块、无线能源接收模块，温度传感器和标签端无线通信模块连接，无线能源接收模块分别与温度传感器和标签端无线通信模块连接；

所述检测单元包括处理模块、存储模块、数据输出模块、无线供电模块和检测端无线通信模块，处理模块分别与存储模块、数据输出模块和检测端无线通信模块连接，

所述无线供电模块用于向温度检测标签供电，所述检测端无线通信模块用于与标签端无线通信模块通信，所述数据输出模块包括音频或视频输出器件。

所述检测单元还包括与处理器模块连接的远程通信模块。远程通信模块用于向服务器等远端设备传输检测到的数据，以及接收来自远端的指令等数据。

本发明的有益效果是，能够在极短的时间内完成对多个对象的温度检测，本发明采用磁共振无线供电技术，其特点为传输距离远、对方向性的要求不高，同时对传输介质几乎没有较大依赖。

附图说明

图1是本发明的测温系统结构示意图。

具体实施方式

参见图1。本发明的温度检测标签包括温度传感器、标签端无线通信模块(图中的MCU及天线)、无线能源接收模块(图中的线圈及电源管理)，温度传感器和标签端无线通信模块连接，无线能源接收模块分别与温度传感器和标签端无线通信模块连接。

检测单元包括处理模块、存储模块、数据输出模块、无线供电模块和检测端无线通信模块，处理模块分别与存储模块、数据输出模块和检测端无线通信模块连接，所述无线供电模块用于向无温度检测标签供电，所述检测端无线通信模块用于与标签端无线通信模块通信，所述数据输出模块包括音频或视频(例如显示屏)输出器件。

本发明的检测单元在一定范围内靠近温度检测标签，对其无线供电并激活体温标签，体温标签通过内部的电源管理模块对无线能量进行管理，提供内部电路正常工作能量，体温测量后，将数据无线传输至检测单元。

关于双无线温度检测模块：

1、双无线温度检测模块内含温度传感器、MCU控制器、接收线圈、电源管理模块以及发射天线，而本身内部不含电源；

2、线圈接收能量触发器发射出来的磁共振无线能量，能量管理模块将这部分能量进行管理，用于激活双无线温度检测模块，让其正常工作；

3、在MCU控制器被激活后，MCU控制器控制温度传感器并让其正常工作，收到温度传感器反馈后，MCU控制器通过天线以电磁波的方式将温度数据进行无线传输；

4、无线传输协议可以是ZigBee、蓝牙等方式，这样就可以一对一检测被检测对象也可以进行组网大规模检测多个被检测对象。

5、为了便于激活双无线温度检测模块，其正常工作的功耗是十分微小的。

关于能量触发器：

1、能量触发器内部是由无线电能发射电路和线圈组成，对于磁共振无线供电技术，其特点为传输距离远、对方向性的要求不高，同时对传输介质几乎没有较大依赖。能量触发器通过磁共振无线能量传输技术，将电能无线传输，激活双无线温度检测模块。

2、有时对于人体或者动物体温检测，为了防止辐射对生命体的影响，能量触发器也会按照一定规律进行工作，以减小对生命体的辐射。

3、能量触发器可以根据应用场景，调节其能量发射功率，从而在适应应用场景的前提下，在一定范围对预期数量的温度检测目标进行能量供给。

关于远程数据终端

1、远程数据终端可以(在0-50m范围内)接收双无线温度检测模块天线发送出来的无线数据信号；

2、远程数据终端由天线、无线数据网关组成，无线数据网关汇聚(有时也可以存储部分)温度传感器模块传来的一个或者多个温度数据；

3、将无线数据网关与电脑PC进行连接后，经过两者之间的通信，上位机软件可将温度数据进行数据处理、存储并显示。

体温检测：

在使用中，将体温检测模块设计为体温标签形状，而体温标签封装小、轻、薄，能够满足腋窝测量的要求，同时这种体温标签对能量的需求却是十分微小的。

能量触发器的主要功能是激活体温标签，为其正常工作提供能量。在实际中，如对刚出生的患病婴儿进行体温检测时，将其安装在婴儿检测恒温箱的底部；而在对体温波动较大的重病患者进行体温检测时，一般将其安装在病床的合适部位。(同时也不用担心磁共振供能电路对人体造成的辐射，因为这种其能量发射并不是实时开启的，且每次开启时也仅仅在很短的一段时间内完成。)

而当体温标签被激活后，体温标签将被测量的人体温度以无线的方式传给协调器网关。而协调器接收到从标签传来的体温数据后，立刻与PC或嵌入式平台进行通信，从而获得人体温度。

采用本发明技术的体温检测标签具有下述特点：

1、体温标签内含有体温检测电路，能对人体温度高精度测量(精度≤0.2℃，分辨率≤0.1)；体温标签封装小、轻、薄，能够满足腋窝测量的要求；

2、体温标签采用的是磁共振无线供电的方式进行电源供电，本身内部不含电源；

3、体温标签内部具有能源管理模块，将无线供电的能量进行管理，并激活该标签，以让标签内的集成电路进行正常工作；

4、标签检测到的体温数据通过无线通信的方式进行传输，如ZigBee、蓝牙或者NFC等方式；

5、体温标签可以向近距离的手持终端和远程的服务器终端进行无线数据的发送。

工农业生产测温：

在使用中，温度检测模块要求形状大小要适应对应的工作环境，有时候在一定范围内存在多个温度检测模块。跟医疗测温一样，能量发射器(触发器)采用磁共振无线供电的方式进行能量传输，但是对于工农业应用来说，此时的发射器(触发器)一般是可以移动的，且为了使得能量传输距离较远，能量发射器(触发器)相对体温检测供电模块功率也较大。

当双无线温度检测模块被激活后，双无线温度检测模块将被测量的温度以无线的方式传给协调器网关。而协调器接收到其传输来的无线温度数据后，立刻与PC或嵌入式平台进行通信，从而获得环境温度。

本发明以数据的无线传输和能量的无线供给为两大特色，拓展了传感器的供电方式，加大了检测对象的数量，同时数据共享交互、云端存储等功能也能及时方便地将环境温度数据及时反馈给观测者，从而在一定程度上提高了现阶段的医疗及工农业温度监测水平。

Claims (2)

1.温度检测系统，其特征在于，包括温度检测标签和检测单元，所述温度检测标签包括温度传感器、标签端无线通信模块、无线能源接收模块，温度传感器和标签端无线通信模块连接，无线能源接收模块分别与温度传感模块和标签端无线通信模块连接；

所述检测单元包括处理模块、存储模块、数据输出模块、无线供电模块和检测端无线通信模块，处理模块分别与存储模块、数据输出模块和检测端无线通信模块连接，

所述无线供电模块用于向温度检测标签供电，所述检测端无线通信模块用于与标签端无线通信模块通信，所述数据输出模块包括音频或视频输出器件。

2.如权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述检测单元还包括与处理器模块连接的远程通信模块。