CN201847673U - 具有射频识别和无线数据通信功能的电子体温计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有射频识别和无线数据通信功能的电子体温测量装置。该装置由温度传感器、体温计专用芯片、液晶屏和无线通信模块等部件组成。温度传感器直接或间接与人体接触，体温计专用芯片与温度传感器相连接，它可将温度传感器的温度转换成数字量。体温计专用芯片具有液晶驱动功能，可以直接驱动液晶屏显示温度数据。此外体温计专用芯片还具有数据通信功能，可将温度数据传送给无线通信模块。无线通信模块具有射频识别功能和无线数据通信功能，可自动识别被测对象的电子条码，并在完成体温测量后，将体温数据和电子条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。该装置主要应用于临床，能够替代目前医院病房内大量使用的水银体温计。

Description

具有射频识别和无线数据通信功能的电子体温计 

技术领域  本实用新型涉及一种温度测量装置，特别涉及一种具有射频识别和无线数据通信功能的医用体温测量装置。 

背景技术  目前，医院病房中的日常体温测量仍然采用传统的方式进行。主要是由医护人员将体温计逐一发给每个患者，待患者完成体温测量后，再逐一取回，并分别记录测量结果。这种工作模式的主要缺点是工作量大，且操作过程容易导致水银体温计破碎，造成汞污染。 

市场上所销售的电子体温计只有简单的体温测量功能，仅适用于家庭使用。由于不具备无线通信、数据存储及身份识别等功能，因此还无法替代水银体温计在医院广泛使用。 

尽管目前无线遥测技术在医疗监护领域得到长足的发展。现有的技术已将无线收发模块与电子测温模块相结合，实现将所测得的温度数据通过无线传输的方式发送到带有无线接收模块的接收器。但由于各种技术上的缺陷，此类产品至今为止还不适用于临床使用。 

在申请号为00114319的中国发明专利申请中公开了名为“一种用于生理病理信号监测的多目标无线数据传输系统”的技术方案，该方案采用频分多址(FDMA)技术将280MHz～350MHz频段分为若干个信道，每个信道对应一个发射机。由于只有70MHz的带宽，可同时使用的发射机数量有限，而且该方案也没有涉及体温测量。 

在申请号为CN200420119160.X(授权公告日为2006年3月1日)的中国发明专利中，公开了名为“病房无线体温数据采集装置”的技术方案。该方案采用红外线温度探测仪测量人体的面部温度，红外线温度探测仪固定设置在病房内病人躺卧位置的上方，其内部设置一个蓝牙发射模块，该模块将温度数据发送到个人数字处理装置，个人数字处理装置可以进一步通过无线局域网将数据传给服务器。该发明存在的不足之处是其采用红外线测温的方法，这种方法只能测量人体的体表温度，而这一温度不代表人体的真实体温，因此，该方案不能用于临床体温测量。 

在申请号为03126789.0的中国发明专利申请中公开了名为“无线集中监测群体体温的方法和系统”的技术方案。该方案采用无线分站的形式增加了系统中可同时工作的体温检测终端的数量，以微型计算机为数据处理工作站，数据处理工作站通过通讯接口电路连接1～128个分站，每个分站占用一个信道进行无线通信，分站下可对应和1～1024个终端进行通信。该发明存在的不足是：(1)温度测量电路采用温度传感器、A/D与微处理器结合的方法实现。这种实现方法带来的缺点是电路复杂，且成本较高；  (2)数据通信采用射频收发芯片，不便于与具有蓝牙通信功能的设备(如计算机、PDA等)进行数据交换； 

此外，以上发明存在的一个共同的不足是：不具备自动识别标签的功能，因而在临床应用中受到一定的限制。 

发明内容  本实用新型克服现有技术的不足，提供了一种具有射频识别功能和无线数据通信功能的医用电子体温测量装置。该体温测量装置可自动识别被测对象的电子条码，并在的完成体温测量后，将体温数据和电子条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。 

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案： 

该体温测量装置由一个温度传感器1、一个具有数据通信功能的体温计专用芯片2、一个液晶屏3和一个无线通信模块4等部件组成。温度传感器直接或间接与人体接触(如夹在腋下)，通过热交换，温度传感器的温度将会逐渐接近人体的体温。具有数据通信功能的体温计专用芯片2与温度传感器1相连接，它可将温度传感器的温度转换成数字量。体温计专用芯片2具有液晶驱动功能，可以直接驱动液晶屏，并将温度数据显示在液晶屏上。此外体温计专用芯片2还具有数据通信功能，可以将温度数据传送给无线通信模块。 

无线通信模块的实现可以采用以下两种技术方案实现： 

方案一：无线通信模块4由一个微控制器5、一个无线数据收发模块6、一个射频天线7、一个射频识别阅读器8和一个耦合线圈9构成。微控制器5分别与体温计专用芯片2、无线数据收发模块6和射频识别阅读器8相连接。在每次测温前，体温计中的射频识别阅读器通过非接触的方式读取被测者电子标签中的电子识别码，并将此识别码存入微控制器5的Flash中；测温完成后，微控制器5接收体温计专用芯片2发送来的温度数据，然后根据外设的请求，将该温度数据和电子识别码发送至无线数据收发模块6。无线数据收发模块6收到数据后，立即通过天线7将该数据发送出去。天线7与无线数据收发模块6相连接，用于提高本装置的数据传输距离。 

方案二：无线通信模块4由一个蓝牙通信模块10、一个射频天线11、一个射频识别阅读器12和一个耦合线圈13构成。蓝牙通信模块10分别与体温计专用芯片2、射频天线11、射频识别阅读器12相连接。在每次测温前，体温计中的射频识别阅读器通过非接触的方式读取被测者电子标签的电子识别码，并将该识别码存入蓝牙模块的Flash中；测温完成后，蓝牙通信模块10接收体温计专用芯片2发送来的温度数据，然后根据外设的请求，将该温度数据和电子识别码发通过天线11发送出去。天线11与蓝牙通信模块10相连接，用于提高本装置的数据传输距离。 

与目前已公开的专利技术相比，本产品具有射频识别功能和电子识别码存储功能，适合在医院中推广使用。例如，在病房中为每个患者预先配发一个电子标签，标签上存有患者的电子识别码。在使用本装置为患者测量体温时，首先用本装置中的射频识别阅读器读取患者的电子识别码，并将该电子识别码存入装置内的Flash中。当体温测量完成后，无线通信模块将温度数据和电子识别码一同发送至外部接收装置。外部接收装置接收到数据后可将数据发送至医院信息系统(HIS)，由于数据中含有身份识别码，因此HIS系统可自动通过电子识别码将体温数据与患者的姓名一一对应起来，存入患者的电子病例。此外，还可以通过带有无线数据通信功能的网关直接发送到局域网中，再通过局域网传送至护士工作站。这种新装置的采用，可以减轻医护人员的劳动强度，同时可以替代目前在病房中大量使用的水银体温计，以减轻环境污染。 

附图说明

图1是本实用新型系统总体构成框图； 

图2是图1中无线通信模块的技术实现原理框图(方案一)； 

图3是图1中无线通信模块的技术实现原理框图(方案二)； 

图4是图1中温度传感器、体温计专用芯片和液晶屏的连接电路图； 

图5是图2中微控制器及周边元件电路图； 

图6是图2中无线数据收发模块电路图； 

图7是图2和图3中射频识别阅读器电路图； 

图8是图3中蓝牙通信模块电路图。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述： 

附图1描述的电子体温计由一个温度传感器1、一个体温计专用芯片2、一个液晶屏3和一个无线通信模块4组成。其中无线通信模块4的实现方案有两种。 

图2是图1中无线通信模块的技术实现方案之一。无线通信模块4由一个微控制器5、一个无线数据收发模块6、一个射频天线7、一个射频识别阅读器8和一个耦合线圈9构成。微控制器5分别与体温计专用芯片2、无线数据收发模块6和射频识别阅读器8相连接。在每次测温前，体温计中的射频识别阅读器通过非接触的方式读取被测者电子标签中的电子识别码，并将此识别码存入微控制器5的Flash中；测温完成后，微控制器5接收体温计专用芯片2发送来的温度数据，然后根据外设的请求，将该温度数据和电子识别码发送至无线数据收发模块6。无线数据收发模块6收到数据后，立即通过天线7将该数据发送出去。天线7与无线数据收发模块6相连接，用于提高本装置的数据传输距离。 

图3是图1中无线通信模块的技术实现的另一种方案。无线通信模块4由一个蓝牙通信模块10、一个射频天线11、一个射频识别阅读器12和一个耦合线圈13构成。蓝牙通信模块10分别与体温计专用芯片2、射频天线11、射频识别阅读器12相连接。在每次测温前，体温计中的射频识别阅读器通过非接触的方式读取被测者电子标签的电子识别码，并将该识别码存入蓝牙模块的Flash中；测温完成后，蓝牙通信模块10接收体温计专用芯片2发送来的温度数据，然后根据外设的请求，将该温度数据和电子识别码发通过天线11发送出去。天线11与蓝牙通信模块10相连接，用于提高本装置的数据传输距离。 

图4是图1中温度传感器1、体温计专用芯片2和液晶屏3的连接电路图。这三个元件与周边的电阻及电容等元器件构成常规电子体温计电路。图中的热敏电阻Sensor作为温度传感器。热敏电阻的一端与体温计专用芯片U1的管脚22(RS)相连，另一端与U1的管脚20(SC)相连。热敏电阻在不同的温度下呈现不同的阻值，体温计专用芯片U1根据阻值的不同，直接计算出该阻值所对应的温度。体温计专用芯片U1选用腾富(JAZTEK)公司的JA31104芯片。该芯片具有液晶驱动功能，其COM1～3、SA1～3、SB1～3、SC1～3管脚可直接驱动液晶屏。元件U2为液晶屏，它与U1相连接，用于体温测试结果的显示。此外该体温计专用芯片2还具有数据通信功能，其管脚33(OEB)和管脚34(DATA)可用于数据通信，这两个管脚可直接与微控制器相连，将温度数据传给微控制器。 

图5是图2中微控制器及周边元件电路图。图中U3是微控制器。在本实施例中，我们选用德州仪器(TI)公司的MSP430F1232作为微控制器，该芯片通过管脚10(P2.2)和管脚19(P2.3)分别与体温计专用芯片的管脚34(DATA)和管脚33(OEB)相连接，进行数据通信。此外，U3的管脚15(P3.4)和管脚16(P3.5)分别与蓝牙模块U4的管脚17(UART_RX)和管脚 2(UART_TX)相连接，主要完成数据的传输功能。在微控制器芯片MSP430F1232中，有8k的flash存储器用于存储控制程序和电子识别码的存储。 

图6是图2中无线数据收发模块电路图。在本方案中，我们采用蓝牙技术实现无线数据通信功能。图中U4为蓝牙模块。在本实施例中，我们选用台湾DELTA公司生产的DFBM-CS120模块作为蓝牙模块来实现通信功能，该模块以美国CSR公司的bleucore3.0作为内核，并将此内核与外围电路封装在一个芯片内。该模块的管脚17(UART_RX)和管脚2(UART_TX)分别与微控制器的管脚15(P3.4)和管脚16(P3.5)相连接。 

图7是图2和图3中射频识别阅读器电路图。电路的核心元器件U5采用的是MF RC522。MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高度集成度读写卡系列芯片中的一员。MFRC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。它支持ISO14443A的多层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO14443A/MIFARE卡或应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理与ISO14443A兼容的应答器信号。数字部分可处理ISO14443A帧和错误检测(奇偶&CRC)。MFRC522支持MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。电路中，元器件R12、R13、C35、C36与芯片的管脚16、管脚17组成接收电路。元器件L11、C25、L12、C26和芯片的管脚11、管脚13连接组成发射电路。元器件C23、C24、C27、C28、R14、R15为天线L的匹配电路。MF RC522芯片支持三种串行接口：SPI、UART、I²C，本电路中我们采用的是I²C串行接口，该接口的外接引脚少。U5的管脚1为I²C使能端，置为高电平。U5的管脚24和管脚31分别为数据线和时钟线。当无线通信模块采用图2的方案时，我们将图5中U3的管脚18和管脚17分别设置为数据线和时钟线，U5的管脚24和管脚31分别与U3的管脚18和管脚17相连接。当无线通信模块采用图2的方案时，我们将图8中U6的管脚J3和管脚B2分别设置为数据线和时钟线，U5的管脚24和管脚31分别与U6的管脚J3和管脚B2相连接。 

图8是图3中蓝牙通信模块电路图。电路中的核心器件U6采用CSR公司的第四代CSRBlueCore4蓝牙芯片BC417143，该芯片完全符合蓝牙V2.0+EDR标准，支持2.4GHz的RF收发器，内部有16位的ARM处理器，48Kbyte片上RAM，支持8Mbit external flash。PIO5、PIO6管脚接温度芯片的OEB和DATA接收温度数据。AIO0管脚接电池电量检测，随时检测电池的电量，PIO10管脚接单键开关控制温度计的开关。PIO8、PIO4、PIO11、PIO7、PIO0管脚接LCD显示，显示温度和电量，PIO1、PIO3管脚分别和U5的管脚31和管脚24相连实现I²C接口。图中T2(FB2012)为平衡滤波器，接在天线与蓝牙之间，用于避免产生耦合或干扰。U4(39VF800A)为8Mbit flash存储芯片，可以用于存储蓝牙协议栈。 

Claims (3)

1.一种医用电子体温计，包括温度传感器[1]、体温计专用芯片[2]、液晶屏[3]，其特征是体温计专用芯片还与一个无线通信模块[4]相连接；

2.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征是，所述无线通信模块[4]由一个微控制器[5]、一个无线数据收发模块[6]、一个射频识别阅读器[8]、一个射频天线[7]和一个耦合线圈[9]构成；

3.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征是，所述无线通信模块[4]也可以由一个蓝牙通信模块[10]、一个射频天线[11]、一个射频识别阅读器[12]和一个耦合线圈[13]构成。 

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