CN110897235A - 一种磁性信息医护服系统 - Google Patents

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袁梦雅
吴玉婷
姜陆宁
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Abstract

本发明公开了一种磁性信息医护服系统，其特征在于，包括带有磁性面料的医护服以及磁场发生装置和磁场扫描装置，磁性面料的纤维内部均匀分布着永磁体微粒，磁场发生装置用于产生磁性信息并施加在经过的医护服上，磁场扫描装置用于读取经过的医护服上的磁性信息。本发明的磁性信息医护服是通过在织物中加入永磁体微粒后由磁化模块进行磁化，实现服装携带信息的功能，同时设计了磁场探测模块，可以读取携带的磁性信息。实现了一种不需要在服装中加入内置电路的智能服装。本发明的结构简单、成本低、易于实现和使用，同时提高了智能服装的舒适度和便捷性。

Description

一种磁性信息医护服系统
技术领域
本发明涉及一种磁性织物，尤其涉及一种磁性信息医护服系统，属于纺织技术领域。
背景技术
随着信息技术的高速发展和物联网时代的到来，人们对基于纺织品的可穿戴的交互式系统的研究和开发产生了强烈的兴趣。智能可穿戴系统的未来是要测量与他人的互动，帮助人们解放双手，为生活带来便利。例如用于监测个人健康情况、通过改变织物传感器和电极进行心电图和呼吸监测。
从2013年开始，智能腕表、手环、眼镜等逐渐进入大众视野，成为人们追捧的对象。随着无线传感技术的发展，各式各样的可穿戴的智能服装也逐步出现在人们的生活中，目前主要的智能服装就是把小型芯片或电子元件等设备嵌入到服装中，实现特定的功能。其中一个应用于服装携带信息的具体技术就是将RFID射频识别技术用于手术室的管理。RFID射频识别技术是一种无线的自动识别系统，不需要和目标直接接触就可以读取数据，并且可以同时识别多个目标或是高速运转的目标。一般包括3个组成部分：读写器、射频识别技术标签和在两者间起通讯作用的天线。制作射频识别技术标签安装于被识别目标上，当该目标进入射频识别技术阅读器的读取范围时，标签通过天线和阅读器进行信息交换，读写器对接收到的载波信号进行解调和解码，传送给后台数据中心，根据预先的设置做出相应的处理和指令。
但通过板载电子设备实现的智能服装具有价格昂贵、电池续航时间短等缺点，不利于推广和普及，因此需要找到一种价格合理、易于使用、结构简单的可携带信息的服装。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何降低可携带信息服装的价格，且避免电池续航时间短的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种磁性信息医护服系统，其特征在于，包括带有磁性面料的医护服以及磁场发生装置和磁场扫描装置，磁性面料的纤维内部均匀分布着永磁体微粒，磁场发生装置用于产生磁性信息并施加在经过的医护服上，磁场扫描装置用于读取经过的医护服上的磁性信息。
优选地，所述的磁性面料包括磁性织物，磁性织物为一种加入了永磁性铁氧体的织物；永磁体微粒包括永磁性铁氧体；磁性面料呈现出亚铁磁性。
优选地，所述的磁性织物由磁性纤维编织而成，磁性纤维中均匀分布着永磁体微粒。
优选地，所述的磁性面料设于医护服上的袖口和口袋部位。
优选地，所述的磁场发生装置位于洗衣间和其他需要穿着医护服进入的房间门口；磁场扫描装置位于手术室和其他需要对于医护服的消毒有要求的房间门口。
优选地，所述的磁场发生装置包括磁化模块，磁化模块包括永久磁铁或电磁铁。
优选地，所述的磁场扫描装置包括依次连接的磁场检测模块、信号处理模块和显示模块；磁场检测模块包括由磁场传感器组成的传感器阵列；信号处理模块包括微控制器，微控制器连接A/D转换模块，A/D转换模块连接运算放大器，运算放大器的第一端通过第一电容连接磁场检测模块，运算放大器的第二端分别通过第二电容和第一电阻连接磁场检测模块。
优选地，所述的运算放大器的第一端和第二端之间并联有一个电阻。
优选地，磁化后所述的磁性面料周围的磁场强度大于磁场传感器的灵敏度。
优选地，当所述的磁场发生装置上的磁化模块靠近磁性面料上的磁性纤维，磁性纤维中的永磁体微粒被极化，呈现出不同的极性，实现磁性信息的存储；当所述的磁场扫描装置上的磁场传感器靠近磁性纤维，检测其中永磁体微粒的极化情况，读取磁性信息。
本发明由医护服上的磁性纤维构成的面料以及产生磁性信息的磁场发生装置和读取磁性信息的磁场扫描装置构成。此发明利用磁性纤维可被外部磁场磁化、磁性信息可保持以及磁性信息可被消除的特点，将磁性纤维编织的磁性面料缝合在医护服的袖口和口袋部位，用于进行医护服信息的设置和读取。信息的设置采用二维电磁铁矩阵，设置不同极性的磁性编码给磁性面料写入信息，并通过具有霍尔传感器阵列的读取装置来读取面料中的信息，起到服装加工、清洗和使用中的各种状态判断和医护人员业务过程监测的目的，具有很好的应用前景。
与现有技术相比，本发明能够取得下列有益效果：
本发明的磁性信息医护服是通过在织物中加入永磁体微粒后由磁化模块进行磁化，实现服装携带信息的功能，同时设计了磁场探测模块，可以读取携带的磁性信息。实现了一种不需要在服装中加入内置电路的智能服装。本发明的结构简单、成本低、易于实现和使用，同时提高了智能服装的舒适度和便捷性。
附图说明
图1为一种磁性信息医护服的整体示意图(长袖)；
图2为一种磁性信息医护服的整体示意图(短袖)；
图3为磁性织物的纤维结构与磁化原理示意图(一)；
图4为磁性织物的纤维结构与磁化原理示意图(二)；
图5为携带信息的磁性织物示意图；
图6为检测磁性信息的原理示意图；
图7为磁场扫描装置的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明为一种磁性信息医护服系统，其包括医护服1上的磁性面料以及磁场发生装置和磁场扫描装置，磁性面料的纤维内部均匀分布着永久磁微粒。磁场发生装置用于产生磁性信息并施加在经过的医护服1上，磁场扫描装置用于读取经过的医护服1上的磁性信息。永久磁微粒可以为永磁性铁氧体。
磁性面料包括磁性织物2，磁性织物2为一种加入了永磁性铁氧体的织物；永久磁微粒包括永磁性铁氧体；磁性面料呈现出亚铁磁性。
如图1、图2所示，本发明中的医护服1的袖口和口袋部位缝制磁性织物2。
磁性织物2由磁性纤维3编织而成，如图3、图4所示，磁性纤维3中均匀分布着永磁体微粒4。磁场发生装置上的磁化模块5靠近磁性纤维3，磁性纤维3中的永磁体微粒4被极化，呈现出不同的极性，实现磁性信息的存储；磁场扫描装置上的磁场传感器6靠近磁性纤维3，检测其中永磁体微粒4的极化情况，读取磁性信息。如图5所示，磁性织物2已完成磁性信息存储，在不同区域呈现出不同的极性。如图6所示，将传感器阵列7靠近磁性织物2移动，读取不同区域的磁性信息。
磁场发生装置包括磁化模块5，磁化模块5包括永久磁铁或电磁铁。
本实施中，磁化区域为任意形状。磁化后磁性织物2周围的磁场强度大于磁场传感器6的灵敏度。
磁场扫描装置包括依次连接的磁场检测模块13、信号处理模块14和显示模块15。磁场检测模块13用于检测磁场强度并将磁场强度信号转换为电信号；信号处理模块14包括信号选择模块16、A/D转换模块12和微控制器17；信号处理模块14实现对传感器阵列7输出的磁场信号进行通道选择以及将电压调节到适合A/D转换模块12的输入范围的功能；A/D转换模块12将接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给微控制器17进行处理；微控制器17控制信号处理模块14和A/D转换模块12的工作状态并对信号进行处理，由PC端的显示模块15进行显示，显示磁场分布信息。信号选择模块16用于选择传感器阵列7中的霍尔传感器。信号选择模块16的一端连接运算放大器10的一端，信号选择模块16的另一端连接信号选择模块16的一端。
磁场传感器6以及电容、电阻和运算放大器10仅表示一个通道的传感器信号的传输过程，A/D转换模块12以及微控制器17、显示模块15为所有通道共用的部分。在运算放大器10和A/D转换模块12之间是信号选择模块，从多个通道信号中选择一路信号传输给后级的A/D转换模块12。
磁场检测模块13主要包括一个由磁场传感器6组成的8×8的传感器阵列7，磁场传感器6采用Honeywell公司的产品HMC1051Z，检测灵敏度为1mV/V/Gauss。传感器阵列7的面积为4cm×4cm。信号处理模块14的原理如图7所示，微控制器17连接A/D转换模块12，A/D转换模块12连接运算放大器10，运算放大器10的第一端通过第一电容9连接磁场检测模块13，运算放大器10的第二端分别通过第二电容11和第一电阻8连接磁场检测模块13。运算放大器10的第一端和第二端之间并联有一个电阻。磁场传感器6的输出信号经第一电阻8和第一电容9滤除高频噪声后，由运算放大器10进行放大到适合的大小后，由模数转换器12转换为微控制器17可识别的数字信号。第二电容12实现电源去耦。
磁场传感器6的供电电压为5V，输出信号的范围为0到10mV，输出电压信号经第一电阻8和第一电容9构成的低通滤波器滤除高频杂波，第一电阻8的大小为10kΩ，第一电容9的大小为1500pF。滤除杂波的电压信号经过运算放大器10放大到适合A/D转换模块(即模数转换器)12的采样范围，运算放大器10采用ADI公司的AD8138，放大倍数设置为200倍，放大后的电压范围为0到2V。模数转换器12采用ADI公司的AD7352，采样率为3MHz，转换精度为12位。微处理器(即微控制器17)采用基于Microchip PIC32MX795F512L的ChipKIT MAX32。信号选择模块16的电路由计数器和多路复用器组成。显示功能由PC端实现，首先对系统数据进行校准，再将采集到的数据进行归一化处理后，转换为对应色块的RGB参数，显示出磁场分布。
磁场扫描装置还包含USB通讯接口，用于微控制器17和显示模块15之间的通讯。
磁场发生装置位于洗衣间和其他需要穿着医护服1进入的房间门口。磁场扫描装置位于手术室和其他需要对于医护服1的消毒有要求的房间门口，在医护人员进入房间之前进行扫描。
当医护服1进行清洗消毒后，使用磁场发生装置进行充磁编码(即产生磁性信息)，编码中包含医护服1的清洗和消毒状态以及日期等必要的信息。当医护人员穿着医护服1离开相应的存放医护服1的房间时，在门口需要进行再次充磁编码，此次编码中包含该医护服1使用信息。当医护人员穿着医护服1进入手术室或其他对于医护服1的消毒有要求的房间前，需要在门口用磁场扫描装置进行扫描，通过扫描结果读取该医护服1的清洗和消毒信息，未进行清洗或消毒或清洗、消毒日期不符合要求则验证不通过，只有在近期进行过清洗消毒的医护服1才能通过验证进入房间。离开房间时，需要在房间门口使用磁场发生装置进行再次充磁编码，表示该医护服1已经使用过，需要进行重新清洗消毒，否则无法再次通过验证进入房间。
在本实施例中，磁场发生装置使用的是铷铁硼永磁体，型号是橄想磁力生产的N35。
医护服1使用长40厘米、宽20厘米的磁性织物2模拟医护服的袖口，磁性织物2采用梭织面料。磁化模块5使用铷铁硼磁体，剩余磁感应强度1400mT。编码过程是用铷铁硼磁体的N极靠近磁性织物2，在边长为8厘米的正方形区域内绘制图案，图案形状为字母“A”，磁化后的磁性织物2附近磁场强度约为2Gauss。
以上，本发明实现了一种不需要在服装中加入内置电路的智能服装。可以实现磁性信息的写入、读取及显示。
以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上事例所做的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁性信息医护服系统，其特征在于，包括带有磁性面料的医护服(1)以及磁场发生装置和磁场扫描装置，磁性面料的纤维内部均匀分布着永磁体微粒(4)，磁场发生装置用于产生磁性信息并施加在经过的医护服(1)上，磁场扫描装置用于读取经过的医护服(1)上的磁性信息。
2.如权利要求1所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁性面料包括磁性织物(2)，磁性织物(2)为一种加入了永磁性铁氧体的织物；永磁体微粒(4)包括永磁性铁氧体；磁性面料呈现出亚铁磁性。
3.如权利要求2所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁性织物(2)由磁性纤维(3)编织而成，磁性纤维(3)中均匀分布着永磁体微粒(4)。
4.如权利要求1或2所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁性面料设于医护服(1)上的袖口和口袋部位。
5.如权利要求1所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁场发生装置位于洗衣间和其他需要穿着医护服(1)进入的房间门口；磁场扫描装置位于手术室和其他需要对于医护服(1)的消毒有要求的房间门口。
6.如权利要求1所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁场发生装置包括磁化模块(5)，磁化模块(5)包括永久磁铁或电磁铁。
7.如权利要求1所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的磁场扫描装置包括依次连接的磁场检测模块(13)、信号处理模块(14)和显示模块(15)；磁场检测模块(13)包括由磁场传感器(6)组成的传感器阵列(7)；信号处理模块(14)包括微控制器(17)，微控制器(17)连接A/D转换模块(12)，A/D转换模块(12)连接运算放大器(10)，运算放大器(10)的第一端通过第一电容(9)连接磁场检测模块(13)，运算放大器(10)的第二端分别通过第二电容(11)和第一电阻(8)连接磁场检测模块(13)。
8.如权利要求7所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，所述的运算放大器(10)的第一端和第二端之间并联有一个电阻。
9.如权利要求7所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，磁化后所述的磁性面料周围的磁场强度大于磁场传感器(6)的灵敏度。
10.如权利要求1所述的一种磁性信息医护服系统，其特征在于，当所述的磁场发生装置上的磁化模块(5)靠近磁性面料上的磁性纤维(3)，磁性纤维(3)中的永磁体微粒(4)被极化，呈现出不同的极性，实现磁性信息的存储；当所述的磁场扫描装置上的磁场传感器(6)靠近磁性纤维(3)，检测其中永磁体微粒(4)的极化情况，读取磁性信息。
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