CN1864052A - 紫外辐射的检测和报警设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫外辐射指示器系统,包括:适合于与具有定位系统(例如增强的紧急服务功能)的无线通信网络通信的无线电话。在预定区域安排用于检测紫外辐射的多个辐射检测器。辐射检测器适合于与无线通信网络通信。无线通信网络根据来自最靠近无线电话定位的传感器的读数提供至少一个紫外辐射指数(UV指数),所说UV指数发送到无线电话。一旦无线电话离开最近传感器足够远以致于与一个阈值交叉,则给用户发送来自气象台预报的有关特定地理名称的通用信息,例如邮政编码、城市、城市的一部分等。在从无线电话接收用户请求时或者用户可预订这个表面时紫外辐射指示器可以向无线电话提供紫外指数。按照另一种方式,用户可以在第一个请求以后的时间周期或者在状态明显改变时接收主动提供的更新。
Description
技术领域
本发明涉及检测和报警系统。更加具体地说,本发明涉及紫外(UV)辐射的检测系统。
背景技术
健康专业人员以及普通的公众越来越清楚长时间曝露于日光下对于人类的皮肤的伤害效果。在地球表面产生的用作减小日光中存在的紫外光数量的过滤器的臭氧层正在变得越来越薄(甚至于在地球的北极存在一个空洞)。通过许多标准测量可知,在日光中存在的有害射线的数量连续地增长,增加了皮肤癌症的危险,另外使皮肤老化,引发斑点和皱纹。现在,过多地曝露到紫外光已经与眼睛损伤特别是与白内障的增加几率联系起来,这就是涂敷紫外线阻挡材料的眼镜变得非常流行的原因。UVB辐射是紫外光的一个特定的频带,这个频带被认为是对人类有特别大的伤害。
作为医生和媒体的所有警告的结果,人们趋向于在太阳下度过较少的时间,即使在假期亦是如此。当他们确实在户外度过一定时间的时候,人们通用的作法是,使用具有SPF(太阳保护因子)的防晒品,这种防晒品通常给出具有多大保护程度的指示。
但是,大多数人还不能确定在30SPF露和60SPF露之间的保护程度差别(它的刻度不是线性的),不能确定这种露是“防水的”还是至少是耐水的,并且不能根据人在游泳、由于体育锻炼正出汗(或者刚刚受热)等的持续时间确定需要重复涂敷的频度。
此外,还有一些附带的状态,如环境状态、白天的具体时间、日光强度、风、等等,它们全能影响应该涂敷多少防晒品以及重复涂敷的频度。
还可有一些便携式设备,它们实际上不能测量紫外光,但是可以根据输入到所说设备中的周围环境信息计算人们应该逗留在太阳下多长时间。例如,美国专利5365068公开了一种设备,它能计算与太阳晒伤和损伤皮肤有关的某些信息。这种便携式设备要求用户识别他们计划在太阳下逗留了多长时间、用户的皮肤类型是什么,并且这种便携式设备根据有关周围环境条件(即,晴、多云、等)等项目推荐应该使用的最佳SPF(太阳保护因子)级别,应该涂敷的数量等。这些类型的设备没有考虑其它的因素,例如从上午11点钟到下午2点钟紫外光峰值大小,并且从大约春天开始到夏季这一时期,紫外光的强度大约是当紫外光最小时的12月份紫外光强度的2-3倍。
为实际测量紫外辐射,还有一些简单的方法和设备存在,例如紫外光卡,但在一般情况下它们是非常不准确的。此外,这些卡还存在另外一些附带的问题,人们在出门时必须记住携带这些卡。比较昂贵的设备可以提供比较准确的测量值,但这些设备的尺寸比卡大,人们携带它们出去的可能性更小。此外,在紫外光谱中所有的光中,UVB光对于人类的伤害最大的,所以监视设备应该能够区分例如UVA和UVB,以便得到可能得到的最准确的指示值。于是,各种测量设备需要具有可将它的投入增加到如下方面的某种能力:典型的日光浴对于这样一种测量设备可能不付费或者将要付费。
众所周知,蜂窝电话已经变为一个日常用品,蜂窝电话可以作为在任何地方以及在任何时间在人们身上很可能发现的用品(象钱包一样)。此外,可以使用申请增强的紧急服务的最近升级和(由于它们的工作原理)定义的蜂窝电话网络来确定在网络中的一个蜂窝电话的地理位置。于是,对于例如生病之类的紧急情况,可以通过蜂窝电话网络来定位一个人,定位的方式类似于使用GPS确定位置的方式,只是准确性低得多。
发明内容
本发明利用蜂窝电话的地理位置特征,其中提供一个紫外辐射报告,这个报告对于特定蜂窝电话的位置或者区域来说可能是个性化的。
在本发明的第一方面,网络运营商可以从本地的天气预报站接收有关紫外光的状态,并且向用户的蜂窝电话发送适当的紫外报告。这个紫外报告可能是字母数字的呼叫或寻呼,或者可能包括通知紫外强度的声音。这个报告可能周期性地或者在激励一个用户请求时发送到个人的蜂窝电话上。
于是,用户可能会迅速和准确地找到他们的特定区域的紫外指数。例如,通过监视有关晒伤特定感兴趣的区域如公众海滩的天气预报服务,或者通过向用户广播特定邮政编码、预定区、蜂窝小区等的紫外指数,来提供这一信息。
在本发明的另一方面,一个系统涉及客户服务、蜂窝服务、或政府实体建立的紫外检测设备。这些设备随后转发这个信息到中心引用设备(central cite),当请求时,所说中心引用设备可以在蜂窝电话上向个人提供本地化的紫外指数信息,这比前一个夜晚或特定日期的早上的天气预报要准确的多。
在本发明的下一个方面,向用户通报有关UVB强度的信息,UVB被认为是对人类皮肤和眼睛的伤害特别大。与紫外信息一起,可以提供推荐的防晒露的SPF级别以及在推荐的在太阳下的最大曝光时间。例如,如果用户没有SPF为45的防晒露,这个系统可以广播:如果你有SPF为30的防晒露,推荐的曝光时间有多长。例如,通信网络可以根据在无线电话附近确定的紫外指数向无线电话发送对曝露于紫外辐射的推荐的最大的持续时间,其中,最大的持续时间包括根据没有涂敷任何SPF防晒露的第一时限和根据涂敷适当的防晒露的第二时间。
按照本发明的另一方面,用户可以输入可利用的SPF防晒霜的SPF等级,通信网络根据这个可利用的SPF防晒露的等级对应一个第三时限。
附图说明
图1是按照本发明的第一方面的紫外指示系统的示意图;
图2A和2B说明按照本发明的方法。
具体实施方式
本领域的普通技术人员应该理解,提供下面的描述是为了说明的目的,不是为了进行限制。技术人员应该理解,落在本发明的构造和所附的权利要求书的范围的变化有许多。从当前的描述中省去了已知的功能和操作的不必要的细节,以使它们不会妨碍对本发明的描述。
图1是本发明的第一方面的示意图。具有蜂窝电话105(没有按比例画出)的用户101位于距区域A(图中还画出了区域B和C)最近的一个户外区域。太阳102以及日光也发射紫外光。每个区域都具有多个传感器115,对于传感器115进行具体设计以便可以检测紫外线。例如,授予Funakoshi等人的美国专利5387798公开了一种UVA-UVB鉴别传感器,在这里作为背景材料参照引用了这个专利。一个检测器虽然最好可以区分UVA和UVB,因为UVA照射可使人的皮肤变黑,而UVB是伤害性大得多的紫外光,它常伴有雀斑、水泡、皮肤癌、白内障发生,但也可以使用简单的紫外检测器,特别是在需要控制成本的条件下更需如此。
传感器115与网络110通信,网络110具有定位系统111和用于分析传感器数据的微处理器112,或者网络110与定位系统111和用于分析传感器数据的微处理器112通信,所说的通信或者经过光学连接或铜连接117,或者经过通过天线116的无线通信。这些传感器例如当曝露到不同量的紫外光时可以改变颜色。可通过光传感器检测这个变化,这个变化可以转换成可区分的电流大小,所说的电流作为无线的或者光学的电信号反馈到网络110,网络然后分析这个电流的大小,找到紫外指数,并且确定有关对于太阳的推荐曝光时间和/或需要涂敷的SPF数量的适当推荐值。
可以设想,将在本发明的这个特定方面的传感器例如安排在公共海滩的木板路上、在公共运动场的不同区域、在室外活动埸所和露天大型运动场、排球场、各类球场,即在被认为是受欢迎的常去的区域并且通常要进行活动因而要曝露到太阳中的任何地方。
为了说明的目的,只选择了三个区域(A-C),并且,本领域的普通技术人员不能推断关于传感器的数目和类型、和/或传感器的数目和类型的任何限制。这三个区域中的每个区域相对于太阳所成的角度略有不同,结果,不可能有相同的紫外光强度。此外,还可能存在物体,如树木、小山、高层建筑物等,它们在指定地点可能影响直射日光的接收。于是,按照本发明的一个方面,使用最靠近蜂窝电话的多个传感器来确定紫外指数,因为这种情况在所有可能性中是与用户亲身经历的强度最紧密相关的强度。
用户102在他/她的无线电话105上接收例如紫外指数的一个指示值。虽然为了对于本发明的范围以及所附的权利要求书的范围进行描述选择术语电话,但是应该理解,在这个特定的例子中,无线电话只是一个通用术语,这个设备可以包括PDA,例如掌上导航器、有或者没有电话功能的手持的或笔记本计算机、寻呼机,寻呼机可以是音频寻呼机、视频寻呼机(字母-数字的)、或者它们的组合。必不可少的是至少一个音频显示器或者一个视频显示器。
在本发明的第一方面,用户102可以拨某个号并且在他/她的蜂窝电话上直接接收读数。这个号排队等候网络提供紫外读数。在本发明的另外方面,用户可以预订一个服务,并且,当他们处在网络范围内时自动地接收传输的内容。最后,还可以想象,在网络范围内的蜂窝电话可以接收由最近的(一个或多个)检测器检测到的强度的广播。对于实际的无线电话,例如,这种数据可以经过蜂窝电话的SMS(短信服务)进行发送。这种信息可以按照CDMA、TDMA、GSM、QDMA进行发送,但这是说明性的而不是限制性的。
还可以设想,这个网络是在某个协议(如802.11)下进行操作的无线LAN。检测器和电话(或者其它可应用的通信设备)这两者都是与一个特定的WLAN相关联的设备,电话根据在确定数量的英尺内(例如在某一半径内)的预定数量传感器115从网络接收通信,或者根据在电话的某个信号强度(例如根据由基站控制器(BSC)确定的引导信号强度,所说基站控制器(BSC)与WLAN进行通信)内的预定数量传感器115从网络接收通信。
无线电话105现在有了一个优选的特征,即许多无线电话现在已经具有对于警察、消防人员等呼叫的增强紧急服务,以便合适的人员可以确定呼叫者的位置在哪里。在森林地区或者在黑暗中碰撞之后,经常发生的情况是,人们可能不熟悉这个地区,或者在他们的所在位置迷失了方向。可以使用这个特征来确定电话的位置并且从而确定它的所有者101的位置,可以开启这个特征同样确定迷路人的位置。然后,使用基于最靠近电话的传感器115的读数(在这种情况下是区域A的传感器的读数而不是区域B或C的传感器的读数)来计算紫外指数等。
只在用户特定请求数据(如紫外指数和SPF数据)之后,或者在他/她通过编程可以接收附加的更新后,或者当已经确定紫外指数有重大改变时,用户才可以接收所说的这些数据。用户的蜂窝电话可以发出蜂鸣声、振铃声等,并且可以将新的数据显示在电话的面板上。按照另一种方式,一旦最大的或者推荐的时间已过,网络可能向电话发出信号,表示不推荐附加的曝露于阳光。显然还可以清楚看出,当人接收到足够大数量的日光从而足以合成平均人体内可以接受的维生素D的数量的时候,本发明的另外方面是如何向人(一个或多个)发出通知的。维生素D在骨骼发育中起重要的作用,有几个证明是好的研究表明,在冬天的几个月长时间缺乏日光照射和收缩性多发性硬化症风险的增加之间存在可能的联系。在全世界,不同国家的人民在冬季太阳照射很少时这种风险都在增加。还有一些病症,如SAD,医学界正在规定一定量的光照作为一种治疗方法。当前要求保护的发明对于任何这样一些目的会都是理想的,因为本发明会为用户提供准确的信息,并且不要求人们携带监视器、传感器等。蜂窝电话可能就是对用户部分所要求的全部。
图2A和2B说明了按照本发明的方法。
在步骤210,提供用于无线电话的网络。这个网络应该具有定位的能力,例如增强的紧急服务和/或GPS,或任何其它定位系统足矣。增强的紧急服务的优点是它们已经是蜂窝电话网络的一部分,所以不需要开发GPS或某些其它定位系统的协议。
在步骤220,将多个传感器安排在多个区域。如以前讨论过的,这可能是户外照射的高度集中的区域,如海滩、公园、公共游泳池、运动场、户外竞技场等。传感器例如可以安排在海滩的木板路上,当地海滩前旅馆的屋顶上等。传感器还可以安排在地面上,在这种情况下,传感器的位置应该有些位于正常行人交通的旁边。地面的传感器还可能产生一个问题,有人可能踩在它们上面,在它们上面放置物品和/或站在传感器和日光之间,使传感器给出不正确的读数。出于这个理由,在路灯、柱杆等上放置传感器是优选的。虚假读数也是在每个区域最好使用多个传感器的另一个理由,因此网络可以平均最高和最低读数,或者舍弃最高和最低读数。
在步骤230,每个区域的传感器将检测的数据报告给网络以便进行处理。这些传感器可以无线地连接到网络,或者它们经过光纤或者甚至于铜线进行连接。无论如何,传感器输出需要发送到很可能要处理所说的数据的网络(即控制器)。然而,处理还可能在局部发生,但这将增加系统的成本。
在步骤240,网络对于每个区域计算至少一个UV指数,和/或推荐的曝光时间。基于UV指数,可以交叉引用这个数据与一个表格,这个表格表示对于每个紫外指数的值要使用的推荐的SPF防晒露以及通常发生烧伤之前的最大时间。这个表格还包含SPF的等效物,因此,例如当可能推荐SPF30时,如果某个人只有SPF15,则网络将要减小推荐的曝光时间。要说明的是,在某些情况下,皮肤科医生可能不赞成SPF相对于时间的滑动比例,但在实践中,大多数人趋向于只具有一种类型防晒露,或者具有极强的一种防晒露,例如30,或者号数较低的防晒露,如15,在几天照射之后使用。
在步骤250,在来自无线电话的请求发生时,网络要确定无线电话的位置和最靠近无线电话的检测器的距离。这一请求可以通过用户按压蜂窝电话上的一个功能键激励,或者通过拨动专用于这个特征的某个号码激励。按照另一种方式,用户可以将蜂窝电话设置成太阳监视器模式,这种模式会每隔预定的时间周期或者当信息改变了某个阈值量时自动地提供信息并且更新信息。
在步骤260,确定最靠近无线电话的传感器的距离是否大于一个预定的阈值。如果回答是肯定的,则这个读数可能是不可使用的,或者可能表示由于位置存在差异使这个紫外照射量比在用户位置实际存在的紫外照射量要少。在这一点,或者在没有安装传感器的地方,紫外指示值可以基于最近的城市、城市的一部分、城镇、邮政编码、或者其它的地理名称的气象局的预报。还可以把传感器放在蜂窝电话塔的旁边,使用最近的蜂窝小区(cell area)。于是,步骤265A可能是可以使用的。在这种情况下,建议让用户知道这个指示值是普通的紫外指示值。
然而,如果距无线电话最近的传感器的距离不小于预定阈值,则网络可以根据被认为是最近的传感器读数发送数据。在这一方面,应该理解,只在用户请求信息时才进行传感器数据的处理,因此不会浪费处理器的时间,当没有任何用户请求信息时不会不停地对所有的不同区域进行计算。按照另一种方式,可以将UV指数数据(和SPF数据等)存储在一个表格内,这个表格在每隔预定的时间间隔都要更新。
本领域的普通技术人员可以对于本发明进行各种不同的改进,所说改进不会偏离本发明的构思或所附的权利要求书的范围。例如,虽然图中所示的每个区域只有3个或4个传感器,但是可以有较少的传感器或者数字为几百的传感器,这取决于成本。区域的数目、区域的大小都可以变化以适应用户的需要。如以前讨论过的,可以交换使用术语无线电话和蜂窝电话,并且应该理解,在说明书和所附的权利要求书中引用的蜂窝电话或无线电话包括(但不限于)PDA、寻呼机、具有无线发射能力的笔记本计算机、用于通信声音和/或视频数据的实际上任何设备。音响系统和/或视频显示器用于通信UV指数信息。例如,这个信息可以显示在蜂窝电话屏、计算机屏、PDA屏、寻呼机屏上,或者通过电话、计算机、寻呼机(如果可以应用的话)、PDA、数字通信设备等上的扬声器收听。
Claims (21)
1、一种紫外辐射指示器系统,包括:
适合于与具有定位系统(111)的无线通信网络(110)通信的无线电话(105);
安排在预定区域用于检测紫外辐射的多个辐射检测器(115),其中辐射检测器(115)适合于与无线通信网络(110)通信;
其中,无线通信网络(110)根据来自最靠近无线电话定位的传感器的读数提供至少一个紫外辐射指数(UV指数),所说UV指数发送到无线电话(105)。
2、根据权利要求1所述的紫外辐射指示器系统,其中:所说无线通信网络(110)在从无线电话(105)接收到用户请求时向无线电话(105)提供所说的UV指数。
3、根据权利要求2所述的紫外辐射指示器系统,其中:无线电话(105)包括一个预定的设置,用于请求在预定时间周期更新预定数目的UV指数报告。
4、根据权利要求3所述的紫外辐射指示器系统,其中:当UV指数超过某个预定阈值时,无线通信网络(110)向无线电话(105)自动发送一个报警。
5、根据权利要求3所述的紫外辐射指示器系统,其中:用户附加请求无线通信网络(110)对曝露于紫外光的时期开始定时,所说通信网络向无线电话(105)发送一个信号,该信号表示对于紫外光的最大推荐曝光时间已经达到预定阈值的时间。
6、根据权利要求1所述的紫外辐射指示器系统,其中:无线通信网络(110)向无线电话(105)发送对于在无线电话(105)附近要使用的防晒伤/防晒露的一个推荐的太阳保护因子(SPF)。
7、根据权利要求6所述的紫外辐射指示器系统,其中:无线通信网络(110)根据在无线电话(105)附近确定的UV指数向无线电话(105)发送一个推荐的曝露于紫外辐射的最大持续时间,所说最大持续时间包括基于没有涂敷任何SPF防晒露的第一时限和基于涂敷适当的SPF的第二时间。
8、根据权利要求7所述的紫外辐射指示器系统,其中:用户输入一种可利用的SPF防晒露的等级,无线通信网络(110)根据可利用的SPF防晒露的等级对应一个第三时限。
9、根据权利要求1所述的紫外辐射指示器系统,其中:定位系统(111)包括全球定位系统,用于确定无线电话(105)的位置,以便提供基于距无线电话距离最近的辐射检测器的信息。
10、根据权利要求1所述的紫外辐射指示器系统,其中:定位系统(111)包括根据能与无线电话(105)通信的一个或多个基站控制器中的一个基站控制器的最强的接收信号强度来确定无线电话(105)的位置的所说装置。
11、根据权利要求10所述的紫外辐射指示器系统,其中:由定位系统(111)接收的信号强度包括来自无线电话(105)的引导信号。
12、根据权利要求11所述的紫外辐射指示器系统,其中:无线电话(105)适合于从功率减小模式接收唤醒/加电消息,和/或无线电话(105)在有关曝露于紫外光的紧急消息需要发送到无线电话的条件下适合于经引导信号接收加电模式消息。
13、一种紫外辐射指示器系统,包括:
无线电话(105),适合于接收有关至少一个表示检测到的紫外光的强度的紫外辐射(UV)指数的信息,以及指示用于室外的推荐的SPF防晒/防晒伤露的日光保护因子(SPF)数;
多个用于检测紫外辐射的传感器(115),所说的传感器安排在期望知道紫外(UV)指数和日光保护因子(SPF)数的至少一个的多个预定位置;
微处理器(112),用于接收来自至少一个预定位置的多个传感器(115)的信息并且确定至少一个紫外(UV)指数;和
与微处理器通信的发送器(116),用于向无线电话(105)发送所说紫外(UV)指数和日光保护因子(SPF)数的至少一个。
14、根据权利要求13所述的紫外辐射指示器系统,其中:紫外(UV)指数和日光保护因子(SPF)数的至少一个是使用无线电话(105)的SMS(短信服务)的频率发送的。
15、根据权利要求13所述的紫外辐射指示器系统,其中:紫外(UV)指数和日光保护因子(SPF)数的至少一个是使用CDMA、TDMA、GSM之一发送到无线电话(105)的。
16、根据权利要求15所述的紫外辐射指示器系统,其中:多个传感器(115)和微处理器(112)通过IEEE 802.11无线协议进行通信。
17、根据权利要求13所述的紫外辐射指示器系统,其中:多个传感器(115)和微处理器(112)是经过光纤(117)和铜线之一链接的。
18、根据权利要求13所述的紫外辐射指示器系统,其中:多个传感器(115)监视(UV)B紫外辐射。
19、一种紫外辐射指示器,包括:
无线电话(105),适合于接收的信息涉及以下所述的至少一个:(1)指示检测到的紫外光的强度的紫外辐射(UV)指数,(2)表示室外使用的推荐的SPF防晒/防晒伤露的日光保护因子(SPF)数,和(3)推荐的在日光下的曝光时间;
其中,所说无线电话(105)包括增强的紧急服务功能,用于识别它的物理位置,以便允许接收有关以下所说的至少一个的信息:紫外(UV)指数、推荐的SPF防晒/防晒伤露、和推荐的在最靠近无线电话(105)的特定物理位置的日光下的曝光时间。
20、一种用于提供紫外辐射指示的方法,所说的方法包括如下步骤:
(a)提供与具有定位系统的无线电话通信的通信网络(210);
(b)在预定区域安排用于检测紫外辐射的多个辐射检测器,其中辐射检测器适合于与通信网络通信(220);
(c)检测紫外辐射的强度并且向通信网络提供结果(230);
(d)所说通信网络计算以下所述的至少一项:紫外辐射指数(UV指数)、推荐的用于防`止皮肤晒伤的日光保护因子(SPF)露、或者推荐的紫外辐射的曝光时间(240);
其中,所说通信网络根据从最靠近无线电话定位的多个传感器中选择的传感器的读数向无线电话提供在步骤(c)所限定的信息,在用户先要键入一个预定代码或者通过激励功能键请求一个UV指示强度(250)后才向无线电话提供所说信息。
21、根据权利要求20所述的方法,步骤(d)包括:比较距无线电话最近定位的多个传感器的距离与预定的最大阈值距离,并且,如果这个距离大于预定的最大阈值距离,则按照邮政编码、地理区域、城市、城市的一部分中的一个提供有关UV指数和SPF的信息(260,265A,265B)。
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