CN216876340U - 一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统，包括穿戴配件、设于穿戴配件的多种类型的温度采集装置、脱落检测装置、第一控制器以及第一通信器，通过脱落检测装置确定穿戴配件的穿戴状态，以多种类型的温度采集装置获取用户的多个温度信息，第一控制器根据穿戴状态和各温度采集装置输出的温度信息确定温度监控数据，从而可以在确保在穿戴配件的良好穿戴状态下获取温度信息，并综合多种温度信息形成相互校验，提高了体温监测的准确性，将穿戴配件穿戴于特定目标的待监测部位后，即可对特定目标进行长期稳定而准确的体温监测，则无需监控人员对目标进行人工测温，实现了对特定目标的精确、自动化的温度监控，降低了监护人工作压力。

Description

一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统。

背景技术

出于健康防疫目的，现有的温度监控设备层出不穷，如人体红外热成像温度监测系统、额温枪、热红外温度探测类的电子体温计产品等，其所采用的温度采集装置主要为红外温度传感器或热敏电阻。这些温度监控设备虽然可以方便快捷地进行温度监测，但是，红外传感器受环境中其他热源、光源的影响较大，无法实现对具体用户的准确温度测量，而热敏电阻必须与被测部位紧密接触才能够测得准确温度。在针对具体用户的体温检测问题上，上述温度监控设备均无法达到准确测得体温的目的，使得测温工作无法脱离较为原始的水银体温计，这对于需要长期测温、监护的目标来说，需要监护人长时间人工进行测温工作，非常不便。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统，用于实现对特定目标的精确、自动化的温度监控，降低监护人工作压力。

为解决上述技术问题，本申请提供一种智能穿戴设备，包括：穿戴配件，设于所述穿戴配件的多种类型的温度采集装置，用于获取所述穿戴配件的穿戴状态的脱落检测装置，分别与所述温度采集装置和所述脱落检测装置连接的第一控制器，以及与所述第一控制器连接的第一无线通信器；

所述第一控制器用于根据所述穿戴状态和各所述温度采集装置输出的温度信息确定温度监控数据。

可选的，所述温度采集装置的类型具体包括热电堆红外传感器和NTC热敏电阻器。

可选的，各类型所述温度采集装置的数量均为多个。

可选的，所述脱落检测装置具体为设于所述穿戴配件的电容传感器。

可选的，所述脱落检测装置具体为设于所述穿戴配件的红外反射式光电传感器。

可选的，还包括与所述第一控制器连接的第一报警器。

可选的，还包括设于所述穿戴配件的与所述第一控制器连接的显示器。

可选的，还包括充电电池和充电电路；

其中，所述充电电池的输出端分别与所述第一控制器的供电端、所述第一无线通信器的供电端、所述温度采集装置的供电端和所述脱落检测装置的供电端连接，所述充电电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与设于所述穿戴配件的充电接口连接。

可选的，所述第一无线通信器具体为Wi-Fi通信器、蓝牙通信器或通用分组无线服务通信器。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种分布式温度监控系统，包括上述任意一项所述的智能穿戴设备，还包括接收端设备；

所述接收端设备包括第二无线通信器以及与所述第二无线通信器连接的第二控制器，所述第二控制器用于通过所述第二无线通信器和所述智能穿戴设备的第一无线通信器接收所述智能穿戴设备的第一控制器发送的温度监控数据，并根据所述温度监控数据执行对应的温度监控策略。

本申请提供的智能穿戴设备，包括穿戴配件、设于穿戴配件的多种类型的温度采集装置、脱落检测装置、第一控制器以及第一通信器，通过脱落检测装置确定穿戴配件的穿戴状态，以多种类型的温度采集装置获取用户的多个温度信息，第一控制器根据穿戴状态和各温度采集装置输出的温度信息确定温度监控数据，从而可以在确保在穿戴配件的良好穿戴状态下获取温度信息，并综合多种温度信息形成相互校验，提高了体温监测的准确性，将穿戴配件穿戴于特定目标的待监测部位后，即可对特定目标进行长期稳定而准确的体温监测，则无需监控人员对目标进行人工测温，实现了对特定目标的精确、自动化的温度监控，降低了监护人工作压力。

本申请还提供了一种分布式温度监控系统，具有上述有益效果，且结合上述智能穿戴设备和接收端设备可以实现对目标的远程体温监测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本申请实施例提供的一种智能穿戴设备的连接示意图；

图2为本申请实施例提供的一种智能穿戴设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种脱落检测装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种第一控制器及第一无线通信器的电路图；

图5为本申请实施例提供的一种热电堆红外传感器的电路图；

图6为本申请实施例提供的一种NTC热敏电阻器的电路图；

图7为本申请实施例提供的一种脱落检测装置的电路图；

图8为本申请实施例提供的一种蜂鸣器的电路图；

图9为本申请实施例提供的一种振动报警器的电路图；

图10为本申请实施例提供的一种显示器的电路图；

其中，101为穿戴配件，102为温度采集装置，103为脱落检测装置，104为第一控制器，105为第一无线通信器，106为第一报警器，107为显示器。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种智能穿戴设备及分布式温度监控系统，用于实现对特定目标的精确、自动化的温度监控，降低监护人工作压力。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

图1为本申请实施例提供的一种智能穿戴设备的连接示意图；图2为本申请实施例提供的一种智能穿戴设备的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种脱落检测装置的结构示意图。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的智能穿戴设备包括：穿戴配件101，设于穿戴配件101的多种类型的温度采集装置102，用于获取穿戴配件101的穿戴状态的脱落检测装置103，分别与温度采集装置102和脱落检测装置103连接的第一控制器104，以及与第一控制器104连接的第一无线通信器105；

第一控制器104用于根据穿戴状态和各温度采集装置102输出的温度信息确定温度监控数据。

在具体实施中，穿戴配件101用于将智能穿戴设备的本体固定于目标用户的待监测部位(如腕部)，以便温度采集装置102对待监测部位的温度信息进行采集。穿戴配件101可以为如图2所示的手环形式，由表带和表盘构成，表带可以采用弹性结构，也可以采用可调节扣合位置的双表带形式。表盘侧部设置有多个出口用于放置交互按钮，如智能穿戴设备的开关等。表带和表盘配置精美外形以受到低龄用户的喜爱。第一无线通信器105和第一报警器106可以与第一控制器104共同设置于主控板上。温度采集装置102和脱落检测装置103可以共同设置于一固定板上。

第一控制器104可以配置为在开机后，在脱落检测装置103检测穿戴配件101处于预定的穿戴状态时才通过数模转换模块定时读取温度采集装置102输出的温度信息；而后可以在本地进行温度异常报警、穿戴配件101脱落报警，或通过第一无线通信器105将穿戴配件101的穿戴状态和各温度采集装置102输出的温度信息整合为数据包发送至指定设备，以实现对目标用户的远程体温监测。

根据应用场景所需的通信距离，第一无线通信器105可以采用Wi-Fi通信器、蓝牙通信器或通用分组无线服务通信器，用于与约定的接收端设备建立通信连接以及信息交互。

红外温度传感器可以在不接触被监测目标的条件下进行温度监测，但易受到环境光源、热源的影响。热敏电阻可以进行更为准确的测温，但前提是与待监测部位保持紧密接触。在本申请实施例中，通过采用多种类型的温度采集装置102输出的温度信息以形成相互校验，避免单一类型的温度采集装置102输出不准确的结果造成误判。结合上述两种温度采集装置102的优点，在本申请实施例中，温度采集装置102的类型具体包括热电堆红外传感器和NTC热敏电阻器。在基础上，为进一步避免单个采集装置检测不准确导致整体测温结果异常，各类型温度采集装置102的数量均为多个。如图2所示，可以将两个热电堆红外传感器和两个NTC热敏电阻器安装于一固定板上，四个温度采集装置102通过穿戴配件101的表盘上的安装孔与待监测部位接触。

基于此，第一控制器104可以在穿戴状态良好的情况下，将各温度采集装置102输出的温度信息统一单位后，先根据各温度信息先对各温度采集装置102的状态进行校验，按照预定误差范围剔除与其他温度信息误差较大的温度信息后，取剩余的温度信息的平均值为体温监测结果。

为进一步提高测温准确性，在启用智能穿戴设备之前，先对智能穿戴设备进行校准。则第一控制器104还用于接收校准信号，并根据校准信号计算补偿温度值。具体地，第一控制器104可以配置为在校准模式下，每隔预设时间(如十分钟)获取一次温度监测部位的温度信息并计算得到对应的采集温度值，获取预设数目(如三个)采集温度值后，将各采集温度值与输入的标准体温计测得的参考体温值进行误差分析，代入自动补偿值公式得到补偿温度值，自动补偿公式如下：

其中，ΔT为补偿温度值，t_n为第n个采集温度值，t₀为参考体温值。

标准体温计的测温位置可以与智能穿戴设备不同，如可以将标准体温计自目标用户的腋窝获取参考体温值，将待校准的智能穿戴设备穿戴于目标用户的手腕获取手腕处的采集温度值。

为了实现对穿戴配件101的穿戴状态进行检测，根据穿戴配件101的形状、结构设置脱落检测装置103。例如穿戴配件101采用如图2所示的手环结构时，检测目标可以为手环的两条表带的连接状态，此时脱落检测装置103可以直接采用设于表带的串联电路，当两条表带连接后使串联电路接通，从而确定穿戴状态良好。

此外，脱落检测装置103还可以采用设于穿戴配件101的电容传感器。通过预先测定穿戴配件101与人体接触后的电容值作为测试基准，第一控制器104在上电后读取电容传感器的电容值以确定穿戴配件101的穿戴状态。

此外，脱落检测装置103还可以采用设于穿戴配件101的红外反射式光电传感器。如图3所示，红外反射式光电传感器可以与温度采集装置102安装于同一固定板上，红外反射式光电传感器内部的红外发光二极管通过防尘网和穿戴配件101的表盘上的安装孔发出红外光调制信号，经过皮肤漫反射后，返回至红外反射式光电传感器的接收区域，接受区域的光敏三极管将收到有效的光编码信号传给第一控制器104，第一控制器104通过对比发射和接收到的信号，判断穿戴配件101是否正确佩戴。需要说明的是，如图2所示，在安装时，各温度采集在对应的安装孔与红外反射式光电传感器对应的安装孔应隔离开，避免相互干扰。

在上述实施例的基础上，如图1所示，本申请实施例提供的智能穿戴设备还可以包括与第一控制器104连接的第一报警器106。第一控制器104可以在本地进行穿戴状态监测和温度监测，并在穿戴状态异常和/或体温异常时控制第一报警器106报警。第一报警器106可以采用蜂鸣器、声光报警器等。

在上述实施例的基础上，如图1所示，本申请实施例提供的智能穿戴设备还可以包括与第一控制器104连接的显示器107。如图2所示，显示器107的显示屏可以设置于穿戴配件101的表盘外侧，以便目标用户查看监测信息。第一控制器104可以控制显示器107在显示界面上显示当前时间、穿戴状态、体温信息等。

在上述实施例的基础上，智能穿戴设备的供电模块可以采用电池，如纽扣电池。为方便用户使用，本申请实施例提供的智能穿戴设备还包括充电电池和充电电路；

其中，充电电池的输出端分别与第一控制器104的供电端、第一无线通信器105的供电端、温度采集装置102的供电端和脱落检测装置103的供电端连接，充电电路的输入端与充电电路的输出端连接，充电电路的输入端与设于穿戴配件101的充电接口连接。

如图2所示，充电电池可以设置于穿戴配件101的表盘内部，充电口可以设置于穿戴配件101的表盘外部靠近温度检测部位一侧。

图4为本申请实施例提供的一种第一控制器及第一无线通信器的电路图；图5为本申请实施例提供的一种热电堆红外传感器的电路图；图6为本申请实施例提供的一种NTC热敏电阻器的电路图；图7为本申请实施例提供的一种脱落检测装置的电路图；图8为本申请实施例提供的一种蜂鸣器的电路图；图9为本申请实施例提供的一种振动报警器的电路图；图10为本申请实施例提供的一种显示器的电路图。

在上述实施例的基础上，本申请实施例对智能穿戴设备可选的电路结构进行说明。在具体实施中，各部分模块的电路结构及其组合并不限于本申请实施例提供的结构。

第一控制器104可以如图4的U5所示，采用CC2541F256。第一无线通信器105可以为如图4所示的U3，其通过RF_P、RF_N引脚与第一控制器104的引脚25、26连接，输出端A1连接天线J1。

热电堆红外传感器的连接电路可以如图5中的U2所示，具体可以采用MLX90614ESF，其供电端连接3.3V直流电源，其输出端通过上拉电阻R2、R3分别输出I2C信号I2C_SCL和I2C_SDA连接到第一控制器104的引脚2、3。

NTC热敏电阻器的连接电路可以如图6的RTC1的连接所示，将其接入由R5构成的分压电路，输入运算放大器U1A的负极输入端，由电阻R4、R5构成的分压电路输入运算放大器U1A的正极输入端，运算放大器U1A具体可以采用TLC2272CDR，输出端ADC1连接到图4所示的第一控制器104的模数转换引脚19。

脱落检测装置103若采用红外反射式光电传感器，其电路具体可以如图7的U9所示，具体可以采用ITR8307/TR8，其输入端为红外发光二极管，输出端为光敏三极管，光敏三极管的正极输出端OPTP连接图4所示的第一控制器104的引脚15。

第一报警器106中的蜂鸣器的电路可以如图8所示，蜂鸣器BUZZER1的第一端连接3.3V直流电源，第二端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极BUZZER连接图4所示的第一控制器104的引脚17，以在第一控制器104的控制下进行峰鸣报警。

第一报警器106中的振动报警器的电路可以如图9所示，振动器MOTOR1的第一端连接3.3V直流电源，第二端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极BUZZER连接图4所示的第一控制器104的引脚16，以在第一控制器104的控制下进行振动报警。

显示器107的电路可以如图10的U7所示，具体可以采用DISPLAY_UG-9616TLBBG02，其I2C引脚SCL、SDA与图4所示的第一控制器104的引脚2、3连接，其复位引脚RESET_DISPLAY与图4所示的第一控制器104的引脚36连接。

上文详述了智能穿戴设备对应的各个实施例，在此基础上，本申请还公开了与上述智能穿戴设备对应的分布式温度监控系统。本申请实施例提供的分布式温度监控系统，包括上述任意一项实施例提供的智能穿戴设备，还包括接收端设备；

接收端设备包括第二无线通信器以及与第二无线通信器连接的第二控制器，第二控制器用于通过第二无线通信器和智能穿戴设备的第一无线通信器接收智能穿戴设备的第一控制器发送的温度监控数据，并根据温度监控数据执行对应的温度监控策略。

在具体实施中，智能穿戴设备的第一控制器定时读取各温度采集装置输出的温度信息并计算得到温度检测结果，而后通过第一无线通信器将温度检测结果发送至接收端设备。接收端设备的第二控制器通过第二无线通信器接收温度检测结果后，可以进一步通过接收端设备上的显示器进行显示，以及通过接收端设备的第二报警器进行穿戴状态异常报警和/或体温异常报警。

接收端设备可以为与上述实施例提供的智能穿戴设备结构、功能一致的设备，在具体使用过程中依据设置不同分别执行对目标用户的体温采集功能与对目标用户进行远程体温监测功能。

以上对本申请所提供的智能穿戴设备及分布式温度监控系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不用之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括：穿戴配件，设于所述穿戴配件的多种类型的温度采集装置，用于获取所述穿戴配件的穿戴状态的脱落检测装置，分别与所述温度采集装置和所述脱落检测装置连接的第一控制器，以及与所述第一控制器连接的第一无线通信器；

所述第一控制器用于根据所述穿戴状态和各所述温度采集装置输出的温度信息确定温度监控数据。

2.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述温度采集装置的类型具体包括热电堆红外传感器和NTC热敏电阻器。

3.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，各类型所述温度采集装置的数量均为多个。

4.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述脱落检测装置具体为设于所述穿戴配件的电容传感器。

5.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述脱落检测装置具体为设于所述穿戴配件的红外反射式光电传感器。

6.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括与所述第一控制器连接的第一报警器。

7.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括设于所述穿戴配件的与所述第一控制器连接的显示器。

8.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括充电电池和充电电路；

其中，所述充电电池的输出端分别与所述第一控制器的供电端、所述第一无线通信器的供电端、所述温度采集装置的供电端和所述脱落检测装置的供电端连接，所述充电电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与设于所述穿戴配件的充电接口连接。

9.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第一无线通信器具体为Wi-Fi通信器、蓝牙通信器或通用分组无线服务通信器。

10.一种分布式温度监控系统，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的智能穿戴设备，还包括接收端设备；

所述接收端设备包括第二无线通信器以及与所述第二无线通信器连接的第二控制器，所述第二控制器用于通过所述第二无线通信器和所述智能穿戴设备的第一无线通信器接收所述智能穿戴设备的第一控制器发送的温度监控数据，并根据所述温度监控数据执行对应的温度监控策略。

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