CN108844661B - 一种智能接触式额头检测体温计 - Google Patents

一种智能接触式额头检测体温计 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能接触式额头检测体温计，涉及体温计，包括：壳体、可伸缩带、PCB板；壳体上用于接触用户额头的第一端面设置有第一接触孔，壳体内的温度传感器的触感面延伸出第一接触孔，触感面上接触连接有第一金属罩，第一金属罩突出于第一接触孔；PCB板上设置有温度传感器、主控制器、显示模块、电源模块；主控制器采集温度传感器所测得的温度，并发送至显示模块显示；电源模块为体温计供电。本发明通过可伸缩带将壳体固定到用户额头上，并通过接触额头的第一金属向温度传感器进行热传递；本发明无需用户长时间保持一个动作而影响用户做其它事情，有效提高使用便捷性，并且用户体温数据较为精确的。

Description

一种智能接触式额头检测体温计
技术领域
本发明涉及可穿戴领域，特别涉及一种智能接触式额头检测体温计。
背景技术
人体内部的温度称体温。保持恒定的体温，是保证新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件。体温是物质代谢转化为热能的产物。正常人的体温是相对恒定的，它通过大脑和丘脑下部的体温调节中枢，调节和神经体液的作用，使产热和散热保持动态平衡。在正常生理状态下，体温升高时，机体通过减少产热和增加散热来维持体温相对恒定；反之，当体温下降时，则产热增加而散热减少，使体温维持在正常水平。
体温测量一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表，其中直肠体温最接近深部体温。正常值：口腔舌下温度为37℃(范围36.3－37.2℃)，直肠温度37.5℃(比口腔温度高(0.3-0.5℃)，腋下温度为36.0℃(范围35.8℃-36.3℃)。
在现有技术中，体温计一般放在腋下，用户需要保持一个固定姿势多大数分钟，一方面用户只能保持固定动作，姿势僵硬，另一方面影响用户做其它事情。此外，现有技术中，还存在非接触式红外额头体温计，是通过手持对额头进行测量获得人体体温，其不足之处在于需要手持。
此外，在现有技术中，体温计需要在腋下放置一段时间，而具体时间长短是由经验获得，一方面浪费时间，另一方面最后获得的温度也未必准确。
发明内容
有鉴于现有技术的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种智能接触式额头检测体温计，旨在解决现有技术需要将传统的体温计放置在腋下，用户长时间保持一个动作而影响用户做其它事情的问题，旨在用户体温测量时的使用便捷性，同时，通过判断体温值是否趋于稳定，以便获得较为准确的体温值。
为实现上述目的，在优选的第一实施方案中，提供一种智能接触式额头检测体温计，包括：壳体、可伸缩带、PCB板，所述PCB板安装于所述壳体内；所述壳体上用于接触用户额头的第一端面设置有第一接触孔，所述壳体内的温度传感器的触感面延伸出所述第一接触孔，所述触感面上接触连接有第一金属罩，所述第一金属罩突出于所述第一接触孔；所述壳体朝向观察方向的第二端面开设有第二安装孔，所述第二安装孔内设置有显示模块；
所述可伸缩带用于将所述体温计紧箍在所述用户的额头上，所述壳体两端分别设置有第一耳孔和第二耳孔，所述可伸缩带的两端分别连接所述壳体的所述第一耳孔和所述第二耳孔；
所述PCB板上设置有所述温度传感器、主控制器、显示模块、电源模块；所述主控制器的第一输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述主控制器的第二输出端与所述显示模块的输入端连接；所述主控制器采集所述温度传感器所测得的温度，并发送至所述显示模块显示；所述电源模块为所述体温计供电；
所述主控制器包括：体温采集模块、数据稳定性判断模块、数据求解模块以及显示输出模块；
所述体温采集模块用于连续间隔采集所述温度传感器的体温测量值Ti；所述i＝1,2,...,n，所述n为当前连续间隔采集获得的所述体温测量值Ti数量；
所述数据稳定性判断模块用于求解所述体温测量值Ti的稳定性指数E，根据所述稳定性指数E判断所述体温测量值Ti的测量稳定性；若所述稳定性指数E满足E＜ETH，则向所述数据求解模块发出数据求解第一指令；若所述稳定性指数E满足E≥ETH，则向所述体温采集模块发出体温继续采集指令；所述稳定性指数E满足：所述体温采集模块还用于响应于所述体温继续采集指令，所述体温采集模块持续采集所述体温测量值Ti；所述ETH满足：0.001≤ETH≤0.01；
所述数据求解模块用于响应于所述数据求解第一指令，获取所述体温测量值Ti中最近的m个体温测量数值Tj，求解用户体温所述j＝1,2,...,m，所述m＜n；
所述显示输出模块用于将所述用户体温Tbody发送至显示模块。
在该技术方案中，通过可伸缩带将壳体固定到用户额头上，并通过接触额头的第一金属向温度传感器进行热传递；在该技术方案中，通过第一耳孔、第二耳孔将可伸缩带与壳体连接在一起，使得用户佩戴时，将壳体上与温度传感器接触连接的第一金属罩接触用户的额头，该设计能够有效获得用户的体温并且无需用户将传统的体温计放置在腋下，无需用户长时间保持一个动作而影响用户做其它事情，有效提高使用便捷性；通过第一金属罩接触用户额头也提高热传递，同时使得在清洗时避免接触内部的温度传感器，避免短路。
在该技术方案中，稳定性指数E越低，则检测获得的体温越稳定，此时的体温比较接近实际值，可被确认为用户当前的体温。具体而言，稳定性指数E满足：其中，根据能够表征用户体温波动趋势，通过对体温值按顺序进行两两相减，求和取平均后求平方；此时，若体温值为上升趋势，则造成稳定性指数增大；若体温值为下降趋势，也造成稳定性指数增大；若体温值为波动趋势，则稳定性指数相对较小；而体温处于上升趋势或下降趋势均表示，热传递还在持续进行，第一金属罩和额头之间温度还未一致，应继续等待。而则能够表征体温值整体波动水平，越大则用户体温值波动越大，波动越大则说明所测得的体温值还不稳定，应继续保持测量。综上，该技术方案从两个维度衡量体温值的稳定性，即包括由于热传递需要时间造成的体温值趋势未趋于平衡以及温度传感器本身波动的稳定性的两个维度来衡量体温值的稳定性，以便获得较为精确的用户体温。
在一具体实施方式中，所述温度传感器上设置有焊接部，所述焊接部与所述第一金属罩的底端焊接连接。上述提供了第一金属罩和温度传感器的焊接固定方式。
在一具体实施方式中，所述第一金属罩的底端设置有卡扣，所述温度传感器的头部安装于所述第一金属罩内并通过所述卡扣固定。上述提供了第一金属罩和温度传感器的卡扣固定方式。
在一具体实施方式中，所述壳体朝向所述用户的第二端面还开设有第三按键孔，所述体温计还包括第一按键，所述第一按键与所述主控制器的第三输入端连接。
所述第一按键留作备用，以便用于向主控制器发送操作指令。
在一具体实施方式中，所述可伸缩带为硅胶织带。
在该技术方案中，通过硅胶织带使得体温计能够适用于不同头型大小的用户。
可选的，所述可伸缩带为弹力绳。
在一具体实施方式中，所述壳体上还开设有充电孔，所述壳体内还设置有充电接口，所述充电接口与所述充电孔的位置相对应。
在一具体实施方式中，所述体温计设置有PCB板，所述PCB板上搭载有所述温度传感器、所述主控制器、所述显示模块以及所述充电接口。
在一具体实施方式中，所述壳体的所述第一端面为凹面状，所述凹面状与所述用户的额头相匹配。在该技术方案中，通过凹面状设计，使得体温计与用户额头相适配。值得一提的是，凹面状只需与人类额头的曲率平均值近似即可，无需严格一致。
在一具体实施方式中，所述电源模块包括可充电锂纽扣电池、纽扣电池座，所述纽扣电池座与所述温度传感器、所述主控制器、所述显示模块的电源端连接。
在一具体实施方式中，所述显示模块为LCD模块。
本发明的有益效果是：本发明通过可伸缩带将壳体固定到用户额头上，并通过接触额头的第一金属向温度传感器进行热传递；在该技术方案中，通过第一耳孔、第二耳孔将可伸缩带与壳体连接在一起，使得用户佩戴时，将壳体上与温度传感器接触连接的第一金属罩接触用户的额头，该设计能够有效获得用户的体温并且无需用户将传统的体温计放置在腋下，无需用户长时间保持一个动作而影响用户做其它事情，有效提高使用便捷性；通过第一金属罩接触用户额头也提高热传递，同时使得在清洗时避免接触内部的温度传感器，避免短路。此外，在本发明中，稳定性指数E越低，则检测获得的体温越稳定，此时的体温比较接近实际值，可被确认为用户当前的体温，以便获得较为精确的用户体温数据，通过表征用户体温波动趋势，通过表征体温值整体波动水平，以便获得较为精确的用户体温值。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的结构示意图；
图2是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的体温测量的流程示意图；
图3是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的细节结构示意图；
图4是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的顶部立体示意图；
图5是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的底部立体示意图；
图6是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的PCB板结构示意图；
图7是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的壳体结构示意图；
图8是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的电路框图；
图9是本发明一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的温度传感器金属罩安装结构示意图；
图10是本发明另一具体实施方式提供的一种智能接触式额头检测体温计的温度传感器金属罩安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-9所示，在本发明第一实施例中，提供一种智能接触式额头检测体温计，包括：壳体100、可伸缩带200、PCB板115，所述PCB板115安装于所述壳体100内；所述壳体100上用于接触用户额头的第一端面105设置有第一接触孔106，所述壳体100内的温度传感器101的触感面延伸出所述第一接触孔106，所述触感面上接触连接有第一金属罩107，所述第一金属罩107突出于所述第一接触孔106；所述壳体100朝向观察方向的第二端面118开设有第二安装孔108，所述第二安装孔108内设置有显示模块103；
所述可伸缩带200用于将所述体温计紧箍在所述用户的额头上，所述壳体100两端分别设置有第一耳孔109和第二耳孔110，所述可伸缩带200的两端分别连接所述壳体100的所述第一耳孔109和所述第二耳孔110；
所述PCB板115上设置有所述温度传感器101、主控制器102、显示模块103、电源模块104；所述主控制器102的第一输入端与所述温度传感器101的输出端连接，所述主控制器102的第二输出端与所述显示模块103的输入端连接；所述主控制器102采集所述温度传感器101所测得的温度，并发送至所述显示模块103显示；所述电源模块104为所述体温计供电；
所述主控制器102包括：体温采集模块、数据稳定性判断模块、数据求解模块以及显示输出模块；
所述体温采集模块用于连续间隔采集所述温度传感器101的体温测量值Ti；所述i＝1,2,...,n，所述n为当前连续间隔采集获得的所述体温测量值Ti数量；
所述数据稳定性判断模块用于求解所述体温测量值Ti的稳定性指数E，根据所述稳定性指数E判断所述体温测量值Ti的测量稳定性；若所述稳定性指数E满足E＜ETH，则向所述数据求解模块发出数据求解第一指令；若所述稳定性指数E满足E≥ETH，则向所述体温采集模块发出体温继续采集指令；所述稳定性指数E满足：所述体温采集模块还用于响应于所述体温继续采集指令，所述体温采集模块持续采集所述体温测量值Ti；所述ETH满足：0.001≤ETH≤0.01；值得一提的是，在所述稳定性指数不满足的情况下，需要继续连续间隔采集用户体温，以便稳定性指数满足要求并进行体温求解；
所述数据求解模块用于响应于所述数据求解第一指令，获取所述体温测量值Ti中最近的m个体温测量数值Tj，求解用户体温所述j＝1,2,...,m，所述m＜n；
所述显示输出模块用于将所述用户体温Tbody发送至显示模块103。
值得一提的是，由于热传递需要时间，需要佩戴一段时间后测得的体温才较为准确，在本实施例中，当体温稳定时，再对最近获取的体温值求解平均值获得较为准确的用户体温。其中，稳定性指数E越低，则检测获得的体温越稳定，此时的体温比较接近实际值，可被确认为用户当前的体温。具体而言，在本实施例中，稳定性指数E满足：其中，根据能够表征用户体温波动趋势，通过对体温值按顺序进行两两相减，求和取平均后求平方；此时，若体温值为上升趋势，则造成稳定性指数增大；若体温值为下降趋势，也造成稳定性指数增大；若体温值为波动趋势，则稳定性指数相对较小；而体温处于上升趋势或下降趋势均表示，热传递还在持续进行，第一金属罩和额头之间温度还未一致，应继续等待。而则能够表征体温值整体波动水平，则用户体温值波动越大，波动越大则说明所测得的体温值还不稳定，应继续保持测量。
值得一提的是，显示模块103是位于壳体100的前部，即处于用户的对立面的第三人能够在用户额头上看到体温计显示的体温数据。第一耳孔109和第二耳孔110是设置在壳体100的两侧，便于可伸缩带200拉扯壳体100使得壳体100固定在用户额头上。
在本实施例中，所述温度传感器101上设置有焊接部301，所述焊接部301与所述第一金属罩107的底端焊接连接。值得一提的是，需要在温度传感器101的触感面与第一金属罩107充分接触后，在进行焊接固定。
在本实施例中，所述壳体100朝向所述用户的第二端面118还开设有第三按键孔111，所述体温计还包括第一按键112，所述第一按键112与所述主控制器102的第三输入端连接。
所述第一按键112留作备用，以便用于向主控制器102发送操作指令。可选的，向主控制器102发送显示模块103唤醒指令；可选的，向主控制器102发送菜单切换指令。值得一提的是，通过按键控制主控制器102或者单片机切换菜单为本领域常用技术，这里不再赘述。
在本实施例中，所述可伸缩带200为硅胶织带。通过硅胶织带使得体温计能够适用于不同头型大小的用户。
可选的，所述可伸缩带200为弹力绳。
值得一提的是，可伸缩带200贯穿第一耳孔109和第二耳孔110后，可以通过针线固定。
在本实施例中，所述壳体100上还开设有充电孔113，所述壳体100内还设置有充电接口114，所述充电接口114与所述充电孔113的位置相对应。
值得一提的是，电子设备充电技术是本领域重用技术，这里不再赘述。
在本实施例中，所述体温计设置有PCB板115，所述PCB板115上搭载有所述温度传感器101、所述主控制器102、所述显示模块103以及所述充电接口114。
在本实施例中，所述壳体100的所述第一端面105为凹面状，所述凹面状与所述用户的额头相匹配。值得一提的是，凹面状只需与人类额头的曲率平均值近似即可，无需严格一致。
在本实施例中，所述电源模块104包括可充电锂纽扣电池116、纽扣电池座，所述纽扣电池座与所述温度传感器101、所述主控制器102、所述显示模块103的电源端连接。
在本实施例中，所述显示模块103为LCD模块。
在可选的方案中，所述主控制器102的芯片为AT89C51、所述温度传感器101为DS18B20、所述显示模块103为LCD1602。
值得一提的是，在本发明中，是通过可伸缩带200将壳体100固定到用户额头上，并通过接触额头的第一金属向温度传感器101进行热传递。即通过第一耳孔109、第二耳孔110将可伸缩带200与壳体100连接在一起，使得用户佩戴时，将壳体100上与温度传感器101接触连接的第一金属罩107接触用户的额头，该设计能够有效获得用户的体温并且无需用户将传统的体温计放置在腋下，有效提高使用便捷性；通过第一金属罩107接触用户额头也提高热传递，同时使得在清洗时避免接触内部的温度传感器101。
在本发明中，用户通过可伸缩带200将体温计戴在头上，可伸缩带200的可伸缩设计适用于不同大小的用户头型，此时，体温计的壳体100被固定在用户额头前，温度传感器101上的第一金属罩107充分接触用户额头，额头温度能够很好的表征用户的体温，温度传感器101有效获得用户体温，并通过显示模块103显示，体温计无需用户固定在腋下，待测完取下即可，无需用户长时间保持一个动作而影响用户做其它事情，使用便捷。
如图10所示，本发明的第二实施例与第一实施例基本相同，不同之处在于第一金属罩107和温度传感器101的固定方式，在这里简要表述一下第二实施例中的第一金属罩107和温度传感器101的固定方式。
在本发明第二实施例中，所述第一金属罩107的底端设置有卡扣302，所述温度传感器101的头部安装于所述第一金属罩107内并通过所述卡扣302固定。
值得一提的是，第一金属罩107卡扣302以上的空间与所述温度传感器101的头部大小相匹配，以使得温度传感器101的触感面与第一金属罩107充分接触。
一般而言，温度传感器101的头部为圆柱体，第一金属罩107也为圆柱腔体状，卡扣302和第一金属罩107是一体化的，温度传感器101安装在第一金属罩107内，底部的卡扣302卡住温度传感器101的头部。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，包括：壳体、可伸缩带、PCB板，所述PCB板安装于所述壳体内；所述壳体上用于接触用户额头的第一端面设置有第一接触孔，所述壳体内的温度传感器的触感面延伸出所述第一接触孔，所述触感面上接触连接有第一金属罩，所述第一金属罩突出于所述第一接触孔；所述壳体朝向观察方向的第二端面开设有第二安装孔，所述第二安装孔内设置有显示模块；
所述可伸缩带用于将所述体温计紧箍在所述用户的额头上，所述壳体两端分别设置有第一耳孔和第二耳孔，所述可伸缩带的两端分别连接所述壳体的所述第一耳孔和所述第二耳孔；
所述PCB板上设置有所述温度传感器、主控制器、显示模块、电源模块；所述主控制器的第一输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述主控制器的第二输出端与所述显示模块的输入端连接；所述主控制器采集所述温度传感器所测得的温度，并发送至所述显示模块显示；所述电源模块为所述体温计供电；
所述主控制器包括：体温采集模块、数据稳定性判断模块、数据求解模块以及显示输出模块；
所述体温采集模块用于连续间隔采集所述温度传感器的体温测量值Ti；所述i＝1,2,...,n，所述n为当前连续间隔采集获得的所述体温测量值Ti数量；
所述数据稳定性判断模块用于求解所述体温测量值Ti的稳定性指数E，根据所述稳定性指数E判断所述体温测量值Ti的测量稳定性；若所述稳定性指数E满足E＜ETH，则向所述数据求解模块发出数据求解第一指令；若所述稳定性指数E满足E≥ETH，则向所述体温采集模块发出体温继续采集指令；所述稳定性指数E满足：所述体温采集模块还用于响应于所述体温继续采集指令，所述体温采集模块持续采集所述体温测量值Ti；所述ETH满足：0.001≤ETH≤0.01；
所述数据求解模块用于响应于所述数据求解第一指令，获取所述体温测量值Ti中最近的m个体温测量数值Tj，求解用户体温所述j＝1,2,...,m，所述m＜n；
所述显示输出模块用于将所述用户体温Tbody发送至显示模块。
2.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述温度传感器上设置有焊接部，所述焊接部与所述第一金属罩的底端焊接连接。
3.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述第一金属罩的底端设置有卡扣，所述温度传感器的头部安装于所述第一金属罩内并通过所述卡扣固定。
4.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述壳体朝向所述用户的第二端面还开设有第三按键孔，所述体温计还包括第一按键，所述第一按键与所述主控制器的第三输入端连接。
5.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述可伸缩带为硅胶织带。
6.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述壳体上还开设有充电孔，所述壳体内还设置有充电接口，所述充电接口与所述充电孔的位置相对应。
7.如权利要求6所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述体温计设置有PCB板，所述PCB板上搭载有所述温度传感器、所述主控制器、所述显示模块以及所述充电接口。
8.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述壳体的所述第一端面为凹面状，所述凹面状与所述用户的额头相匹配。
9.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述电源模块包括可充电锂纽扣电池、纽扣电池座，所述纽扣电池座与所述温度传感器、所述主控制器、所述显示模块的电源端连接。
10.如权要求1所述的一种智能接触式额头检测体温计，其特征在于，所述显示模块为LCD模块。
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