專利名稱：一種智能失禁報警裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及失禁報警裝置，尤其涉及一種基于紅外探測的智能失禁報警裝置。
背景技術：
隨著老齡化時代的到來，目前中國的老齡化人口已接近兩億，其中失能(即生活不能自理必須依靠他人照顧)、失智(即因疾病或腦部傷害所導致的漸進性認知功能退化)的人群約占4000萬，而且隨著老齡化趨勢的加快，失能、失智老人的數量有快速增長趨勢。因此老人尤其是失能、失智老人的看護已成為一個重要的社會需求，而在各種看護工作中，對患有大、小便失禁的老人的方面的看護尤為重要。由于大、小便失禁患者長期漏尿漏便，其下身總是處于潮濕狀態，因此這些患者易于并發會陰部位的濕疹、皮炎而癢痛難耐，或者并發反復的泌尿系統感染，最終可能影響到腎功能。此外，大、小便失禁不僅會給患者造成 身體的痛苦和生活的不便，還會使患者產生心理問題?；颊咄鶗械阶约汉芘K、有異味、被人歧視，由此產生自我身體形象的心理損害，甚至還會產生罪惡感。傳統的失禁報警裝置多采用濕度傳感器，通過探測尿片或者尿不濕的內部濕度的變化來判斷患者是否發生了大、小便失禁，當探測到該內部濕度值發生明顯增大時即判斷為患者發生排泄(即發生了大、小便失禁)，并同時發出警報。因此，這些傳統的失禁報警裝置往往需要將濕度傳感器(或者是濕度傳感器的探頭)埋在尿片或者尿不濕的內層，這樣就給更換該失禁報警裝置帶來了不便，另外也不便于清潔再利用該失禁報警裝置。所以，這類采用濕度傳感器進行探測的失禁報警裝置大多是供一次性使用的，這就帶來了極大的浪費。在室溫下，人體體表溫度一般為32°C，人體排泄物剛離開人體體內時接近于人體體內的溫度，約為37°C;人體排泄物離開人體體內后，其溫度會慢慢發生回落，直至室溫?？梢娺@些溫度值之間具有較明顯的差異，人體排泄物的溫度起先高于人體體表溫度，而后低于人體體表溫度，即人體排泄物的溫度相對于人體體表溫度表現出一個“平臺”的形狀。由于物體(包括人體)發出的紅外輻射與該物體的溫度相關，溫度越高則紅外輻射越大，因此可以通過測量紅外輻射來表征溫度。而紅外輻射的測量是非接觸式的，即不需要探測元件(或探頭)接觸人體皮膚或排泄物。熱釋電纖外傳感器是一種常用的纖外傳感器，它通過使用由高熱電系數的材料(如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等)制成的探測元件，將探測并接收到的紅外輻射轉變成電壓信號。該電壓信號較微弱，所以還需要經過放大，然后向外界輸出。人體的紅外輻射的中心波長為9-10 μ m,人體排泄物的紅外輻射的中心波長與此接近(尤其是在排泄物離開人體的一段時間內)，而探測元件的波長靈敏度在O. 2-20 μ m的范圍內幾乎穩定不變，因此熱釋電紅外傳感器很適合于測量人體及其排泄物的紅外輻射。因此，本領域的技術人員致力于開發一種智能失禁報警裝置，通過非接觸式地探測人體排泄部位處的紅外輻射來判斷患者是否發生大、小便失禁，并在發生失禁時發出警報。

發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是通過使用紅外傳感器，尤其是熱釋電紅外傳感器，探測患者的人體排泄部位處的纖外輻射，并在該人體排泄部位釋放出排泄物時，發出報警信息。為實現上述目的，本發明提供了一種智能失禁報警裝置，其特征在于，包括紅外傳感器、處理控制模塊、報警模塊和電源模塊；所述紅外傳感器對著人體排泄部位以接收來自所述人體排泄部位處的紅外輻射，所述纖外傳感器與所述處理控制模塊相連接，所述處理控制模塊與所述報警模塊相連接，所述電源模塊與所述紅外傳感器、所述處理控制模塊及所述報警模塊相連接并為所述纖外傳感器、所述處理控制模塊及所述報警模塊供電；所述人體排泄部位處出現排泄物時，所述紅外傳感器產生的電信號進入所述處理控制模塊并使所述處理控制模塊發出報警指令，所述報警模塊接受所述報警指令并發出報警信息。
進一步地，所述報警模塊包括無線通信單元，所述報警信息包括所述無線通信單元通過無線網絡發出的遠程報警信息，所述無線通信單元是射頻芯片。進一步地，所述報警模塊包括聲音報警單元和/或光報警單元，所述報警信息包括所述聲音報警單元和/或光報警單元發出的本地報警信息。進一步地，所述聲音報警單元是蜂鳴器，所述光報警單元是LED ;所述聲音報警單元發出的所述本地報警信息的載體是聲音，所述光報警單元發出的所述本地報警信息的載體是光。進一步地，所述紅外傳感器是熱釋電紅外傳感器，所述電信號是電壓信號。進一步地，所述處理控制模塊是微控制器。進一步地，所述紅外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊和所述電源模塊布置在柔性電路板上以實現所述紅外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊和所述電源模塊之間的所述連接，所述紅外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊、所述電源模塊和所述柔性電路板被容納在柔性外殼內；使用所述智能失禁報警裝置時，所述柔性外殼固定在包覆所述人體排泄部位以接受所述排泄物的載體的外表面上。進一步地，所述電源模塊包括電源、充電單元和穩壓單元，所述電源通過所述穩壓單元連接到所述紅外傳感器、所述處理控制模塊和所述報警模塊，所述充電模塊與所述電源相連以實現對所述電源的充電。進一步地，本發明提供了一種智能失禁報警系統，包括一個或多個所述的智能失禁報警裝置、基站、服務器和一個或多個終端顯示設備；所述一個或多個智能失禁報警裝置的所述無線通信單元向所述基站發出所述一個或多個遠程報警信息，所述基站把所述一個或多個遠程報警信息傳送到所述服務器，所述服務器把所述一個或多個遠程報警信息發送到所述一個或多個終端顯示設備。進一步地，所述終端顯示設備是顯示器、信息板、手機或掌上電腦。在本發明的較佳實施方式中，本發明的智能失禁報警裝置具有柔性外殼，固定在紙尿褲或尿不濕(或者其它包覆人體排泄部位以接受排泄物的載體)的外表面上。本發明的智能失禁報警裝置包括紅外傳感器、處理控制模塊、報警模塊和電源模塊。其中，紅外傳感器是一個熱釋電紅外傳感器，對著人體排泄部位用于接受來自人體排泄部位處的纖外輻射。該熱釋電紅外傳感器與處理控制模塊相連接，處理控制模塊與報警模塊相連接，電源模塊與熱釋電紅外傳感器、處理控制模塊及報警模塊相連接并為熱釋電紅外傳感器、處理控制模塊及報警模塊供電。報警模塊包括無線通信單元、聲音報警單元和光報警單元，其中，聲音報警單元是蜂鳴器，光報警單元是LED。當人體排泄部位釋放出排泄物時，由于排泄物的溫度相對于人體的體表溫度表現出一個突然的升高，因此熱釋電紅外傳感器產生一個變大的電壓信號。該信號通過放大電路和比較電路后進入處理控制模塊，處理控制模塊對該進入信號進行有效性驗證。在確認該信號為有效信號后，處理控制模塊向報警模塊發出報警指令，使報警模塊向外界發出報警信息。其中，報警模塊中的無線通信單元通過無線網絡發出的遠程報警信息，進行遠程報警；聲音報警單元發出聲音的報警信息，光報警單元發出光的報警信息，進行本地報警。對于遠程報警，本發明提供了智能失禁報警系統，包括一個或多個智能失禁報警裝置、基站、服務器和一個或多個終端顯示設備?；揪哂袩o線通信單元，能通過無線網絡接收智能失禁報警系統中的智能失禁報警裝置的無線通信單元發出的遠程報警信息。服務器通過無線網絡、有線網絡或者有線/無線混合網絡與基站相連，接收來自基站的遠程報警信息，并繼而通過無線網絡、有線網絡或者有線/無線混合網絡把該遠程報警信息傳送到一個或多個終端顯示設備。終端顯示設備可以是護理患者的工作人員和/或患者家屬的顯示器、信息板、手機或掌上電腦等。這樣，接收到該遠程報警信息的工 作人員和/或患者家屬可以去對患者進行必要的護理。由此可見，本發明的智能失禁報警裝置通過使用非接觸式的紅外探測方法，不需要接觸人體或人體排泄物。使用時，只需將本發明的智能失禁報警裝置固定在諸如紙尿褲或尿不濕等包覆人體排泄部位以接受排泄物的載體的外表面上，即可輕松偵測大、小便失禁的發生并進行遠程報警和/或本地報警，以提醒護理患者的工作人員和/或患者家屬及時為患者進行清理。本發明的智能失禁報警裝置不僅杜絕了失禁患者因排泄物堆積末得到及時護理而造成的感染，提升了患者的生活質量，同時也減少了護理人員的勞動強度，降低了不必要的檢查更換，還使得關心患者的親朋好友及時獲取到警示信息，真正讓中國提倡的孝道落到實處，解決了諸多因失禁造成的社會及家庭問題，對創建真正的和諧社會起到實質性的推進作用。另外，本發明的智能失禁報警裝置具有柔性外殼和柔性電路板，固定后能夠很好地貼合，舒適性好，且不會因為佩戴該裝置的患者的姿勢而影響偵測；本發明的智能失禁報警裝置具有超低功耗可以長時間使用并可以充電，可以重復使用，穩定性好。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。


圖I是本發明的智能失禁報警裝置的結構示意圖。圖2是本發明的智能失禁報警裝置固定在載體上的示意圖。圖3是圖2所示的本發明的智能失禁報警裝置固定在載體上的截面示意圖。圖4是本發明的智能失禁報警系統的架構示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的智能失禁報警裝置I包括紅外傳感器10、處理控制模塊20、報警模塊30和電源模塊40。其中，纖外傳感器10對著人體排泄部位以接收、探測人體排泄部位處的紅外輻射，紅外傳感器10與處理控制模塊20相連接，處理控制模塊20與報警模塊30相連接，電源模塊40與紅外傳感器10、處理控制模塊20及報警模塊30相連接并為紅外傳感器10、處理控制模塊20及報警模塊30供電。在本實施例中，紅外傳感器10是一個熱釋電紅外傳感器，它接收來自人體排泄部位處的纖外輻射101，并產生電壓信號。當人體排泄部位釋放出排泄物時，即人體排泄部位處出現排泄物，如前所述，排泄物的溫度相對于人體排泄部位處(即熱釋電紅外傳感器的偵測區域)出現排泄物之前的溫度表現出一個突然的升高，由此，熱釋電纖外傳感器10產生一個變大的電壓信號，該信號通過放大電路和比較電路后傳送到處理控制模塊20。在本實施例中，采用一組放大器和比較器，放大器的前端與熱釋電紅外傳感器10相連，放大器的輸出端與比較器相連，比較器的輸出端連接到處理控制模塊20。需要說明的是，該放大電路和比較電路可以集成在熱釋電紅外傳感器10中，或者集成在處理控制模塊20中，或者作為熱釋電纖外傳感器10和處理控制模塊20之間的獨立電路。
處理控制模塊20接收該電壓信號后，對此信號進行有效性驗證。在確認該信號為有效信號后，處理控制模塊20向報警模塊30發出報警指令，使報警模塊30向外界發出報警信息。在本實施例中，處理控制模塊20采用的是微控制器(MCU)，處理控制模塊20對接收的電壓信號采用的驗證方法是當接收到電壓信號后，MCU延時一段時間(約2秒)后進行檢測，如果連續3次都檢測到該電壓信號，則認為該電壓信號有效。報警模塊30包括無線通信單元31、聲音報警單元32和光報警單元33。在接收到處理控制模塊20發出的報警指令后，報警模塊30中的無線通信單元31通過無線網絡(包括無線互聯網、微波射頻網等)發出的遠程報警信息201，進行遠程報警；聲音報警單元32發出聲音的報警信息，光報警單元33發出光的報警信息，進行本地報警，即聲音報警單元32發出的本地報警信息的載體是聲音，光報警單元33發出的本地報警信息的載體是光。在本實施例中，無線通信單元31采用的是射頻芯片，聲音報警單元32采用的是蜂鳴器，光報警單元33采用的是一個LED或者一組不同顏色的LED。在其它的實施例中，無線通信單元31還可以采用集成于微控制器的射頻芯片。電源模塊40包括電源42、充電單元41和穩壓單元43，電源42通過穩壓單元43連接到熱釋電紅外傳感器10、處理控制模塊20和報警模塊30以分別為它們供電。充電模塊41與電源42相連，充電模塊41具有接口，在需要時外界電源可以通過該接口與充電模塊41相連，來對電源42進行充電。在本實施例中，本發明的智能失禁報警裝置I具有柔性材料制備的柔性外殼(55mmX40mmX 12mm)，熱釋電紅外傳感器10、處理控制模塊20、報警模塊30和電源模塊40皆被容納在該柔性外殼之中。另外，柔性外殼內具有柔性電路板，熱釋電紅外傳感器10、處理控制模塊20、報警模塊30和電源模塊40被設置在該柔性電路板上，它們之間的連接皆通過該柔性電路板完成。在使用本發明的智能失禁報警裝置I時，將智能失禁報警裝置I的柔性外殼固定在患者所穿戴的紙尿褲或尿不濕(或者其它包覆人體排泄部位以接受排泄物的載體110)的外表面上，熱釋電紅外傳感器10對著人體排泄部位，如圖2和3所示。由圖3可見，本發明的智能失禁報警裝置I的柔性外殼是通過雙面膠210固定在該載體110的外表面上的，但是在本發明的其它實施例中，也可以使用其它的固定方式，例如綁定等。當患者發生大、小便失禁時，本發明的智能失禁報警裝置I的報警模塊30發出遠程及本地報警信息。其中，本地報警信息用于提醒在患者附近的工作人員或患者家屬，使他們能及時為患者進行必要的清潔。聲音報警單元32發出聲音來表示本地報警信息，例如采用蜂鳴器作為聲音報警單元32時，蜂鳴器接受處理控制模塊20發出的報警指令后即發出蜂鳴聲。在本實施例中，發聲延續時間約1-2分鐘，發聲間 隔約1-2秒，每次發聲時長約O. 5秒。光報警單元33發出光來表示本地報警信息，例如采用LED作為光報警單元33時，LED接受處理控制模塊20發出的報警指令后即發光。在本實施例中，發光顏色為紅色，發光延續時間約1-2分鐘，發光間隔約1_2秒,每次發光時長約O. 5秒。另外本發明的智能失禁報警裝置I中的聲音報警單元32和/或光報警單元33還可用于指示電源電量不足的信息。例如，當電源42內的電量不足時，處理控制模塊20向聲音報警單元32發出電量不足指令，使聲音報警單元32發出聲音來表示電量不足報警信息，即該電量不足報警信息的載體是聲音，處理控制模塊20也可以向光報警單元33發出電量不足指令，使光報警單元33發出光來表示電量不足報警信息，即該電量不足報警信息的載體是光。該電量不足報警信息的聲音或光和上述的本地報警信息的聲音或光應該有所區別，如電量不足報警信息的聲音應該與本地報警信息的聲音具有不同的鳴叫頻率和/或鳴叫間隔；電量不足報警信息的光應該與本地報警信息的光具有不同的顏色和/或閃爍頻率。例如，采用蜂鳴器作為聲音報警單元32時，蜂鳴器接受處理控制模塊20發出的電量不足報警指令后即發出蜂鳴聲，蜂鳴器鳴叫延續時間約240分鐘，鳴叫間隔約5分鐘，每次鳴叫時長O. 2秒；采用LED作為光報警單元33時，LED接受處理控制模塊20發出的電量不足報警指令后即發光，在本實施例中，發光顏色為紅色，發光延續時間約240分鐘，發光間隔約5分鐘，每次發光時長約O. 2秒。使用者看到該電量不足報警信息后，即可以把外界電源連接到充電模塊41的接口，來對電源42充電。遠程報警信息用于提醒在不在患者附近的工作人員或患者家屬，使他們能及時趕來為患者進行必要的清潔，對此本發明提供了一種智能失禁報警系統，如圖4所示，本發明的智能失禁報警系統，包括一個或多個如前所述的具有無線通信單元的智能失禁報警裝置
1、2、…、N，還包括基站300、服務器400和一個或多個終端顯示設備501、502、...、50N。和前面描述的一樣，N個智能失禁報警裝置1、2、…、N分別固定在N個患者所穿戴的紙尿褲或尿不濕(或者其它包覆人體排泄部位以接受排泄物的載體)的外表面上。以第一個患者所使用的智能失禁報警裝置I為例，如前所述，當智能失禁報警裝置I所探測的第一個患者的人體排泄部位處出現排泄物時，智能失禁報警裝置I的熱釋電紅外傳感器10產生一個脈沖電壓信號，處理控制模塊20使報警模塊30的無線通信單元31通過無線網絡向外界發出遠程報警信息201?；?00具有能接受無線信號的無線通信單元(例如，與智能失禁報警裝置I的無線通信單元31的射頻芯片對應的射頻芯片，并且兩個射頻芯片工作在相同的頻率)，因此能通過該無線網絡接收遠程報警信息201。服務器400是web服務器，通過無線網絡、有線網絡或者有線/無線混合網絡與基站300相連，對于使用無線網絡或者有線/無線混合網絡連接的情況，基站300具有3G模塊或GPRS模塊。服務器400接收來自基站300的遠程報警信息201并繼而通過無線網絡、有線網絡或者有線/無線混合網絡把遠程報警信息201傳送到一個或多個終端顯示設備501、502、...、50N。終端顯示設備501、502、…、50N可以是顯示器、信息板、手機或掌上電腦等，例如，護理第一個患者的工作人員的工作電腦的顯示屏、護理患者的工作場所內的信息板，開通了遠程報警服務功能的工作人員或第一個患者的家屬的手機或掌上電腦等。對于第二個患者所使用的智能失禁報警裝置2、第三個患者所使用的智能失禁報警裝置3、…、第N個患者所使用的智能失禁報警裝置N，其工作情況都與上述的第一個患者所使用的智能失禁報警裝置I的工作情況相似，在此不贅述。這樣，本發明的智能失禁報警系統可以對多個患者同時進行工作。例如上述的N個患者是同一個病房內的，N個患者分別佩戴智能失禁報警裝置1、2、…、N，病房內設置基站300。當一個或多個患者發生大、小便失禁時，這一個或多個患者所佩戴的智能失禁報警裝置1、2、…、N將發出遠程報警信息201、202、…、20N，這些遠程報警信息先被傳送到基站300，然后被傳送到服務器400，最后被傳送到終端顯示設備501、502、...、50N，提醒護理該患者的工作人員和/或該患者的家屬去對患者進行必要的清潔。另外，這N個患者也可以是一個養老院或者社區內的，N個患者分別佩戴智能失禁報警裝置，而在養老院或者社區設置基站300。當有患者發生大、小便失禁時，該患者的遠程報警信息通過基站300傳送到 設置有服務器400的養老院或社區的醫療中心，提醒醫療中心的工作人員和/或患者家屬。當然，這N個患者也可以分屬不同的養老院或者社區，只要通過合適地設置基站300或者設置多個基站，實現遠程報警信息的傳送。護理患者的工作人員和/或患者家屬獲得本地報警信息和/或遠程報警信息后，可以及時趕赴到相應的位置給患者做檢查清理。如果需要更換諸如紙尿褲或尿不濕等載體，先將該載體從患者身上取下，然后將本發明的智能失禁報警裝置剝離，并在對本發明的智能失禁報警裝置進行簡單清潔后，重新固定到新更換的載體上。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域的技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種智能失禁報警裝置，其特征在于，包括紅外傳感器、處理控制模塊、報警模塊和電源模塊；所述紅外傳感器對著人體排泄部位以接收來自所述人體排泄部位處的紅外輻射，所述紅外傳感器與所述處理控制模塊相連接，所述處理控制模塊與所述報警模塊相連接，所述電源模塊與所述紅外傳感器、所述處理控制模塊及所述報警模塊相連接并為所述纖外傳感器、所述處理控制模塊及所述報警模塊供電；所述人體排泄部位處出現排泄物時，所述紅外傳感器產生的電信號進入所述處理控制模塊并使所述處理控制模塊發出報警指
2.如權利要求I所述的智能失禁報警裝置，其中所述報警模塊包括無線通信單元，所述報警信息包括所述無線通信單元通過無線網絡發出的遠程報警信息，所述無線通信單元是射頻芯片。
3.如權利要求I或2所述的智能失禁報警裝置，其中所述報警模塊包括聲音報警單元和/或光報警單元，所述報警信息包括所述聲音報警單元和/或光報警單元發出的本地報 m樣自目 I R ο
4.如權利要求3所述的智能失禁報警裝置，其中所述聲音報警單元是蜂鳴器，所述光報警單元是LED ;所述聲音報警單元發出的所述本地報警信息的載體是聲音，所述光報警單元發出的所述本地報警信息的載體是光。
5.如權利要求1、2或4所述的智能失禁報警裝置，其山所述紅外傳感器是熱釋電紅外傳感器，所述電信號是電壓信號。
6.如權利要求5所述的智能失禁報警裝置，其中所述處理控制模塊是微控制器。
7.如權利要求6所述的智能失禁報警裝置，其中所述纖外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊和所述電源模塊布置在柔性電路板上以實現所述紅外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊和所述電源模塊之間的所述連接，所述紅外傳感器、所述處理控制模塊、所述報警模塊、所述電源模塊和所述柔性電路板被容納在柔性外殼內；使用所述智能失禁報警裝置時，所述柔性外殼固定在包覆所述人體排泄部位以接受所述排泄物的載體的外表面上。
8.如權利要求1、2、6或7所述的智能失禁報警裝置，其中所述電源模塊包括電源、充電單元和穩壓單元，所述電源通過所述穩壓單元連接到所述紅外傳感器、所述處理控制模塊和所述報警模塊，所述充電模塊與所述電源相連以實現對所述電源的充電。
9.一種智能失禁報警系統，包括一個或多個如權利要求2所述的智能失禁報警裝置、基站、服務器和一個或多個終端顯示設備；所述一個或多個智能失禁報警裝置的所述無線通信單元向所述基站發出所述一個或多個遠程報警信息，所述基站把所述一個或多個遠程報警信息傳送到所述服務器，所述服務器把所述一個或多個遠程報警信息發送到所述一個或多個終端顯示設備。
10.如權利要求9所述的智能失禁報警裝置，其中所述終端顯示設備是顯示器、信息板、手機或掌上電腦。
全文摘要
本發明公開了一種智能失禁報警裝置，包括紅外傳感器、處理控制模塊、報警模塊和電源模塊。紅外傳感器對著人體排泄部位以接收來自人體排泄部位處的紅外輻射，纖外傳感器與處理控制模塊相連接，處理控制模塊與報警模塊相連接，電源模塊與紅外傳感器、處理控制模塊及報警模塊相連接并為它們供電。人體排泄部位處出現排泄物時，紅外傳感器產生的電信號進入處理控制模塊并使處理控制模塊發出報警指令，報警模塊接受報警指令并發出遠程和/或本地報警信息。本發明通過使用非接觸式的纖外探測方法，不需要接觸人體或人體排泄物，即可輕松偵測大、小便失禁的發生并進行遠程和/或本地報警。本發明功耗低，并可以充電重復使用，穩定性好。
文檔編號A61F13/42GK102727344SQ20121019690
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月14日 優先權日2012年6月14日
發明者丁勇 申請人:上海偉賽智能科技有限公司