本發明屬于嬰兒衛生護理用品領域，尤其涉及一種用于檢測嬰孩尿床的智能尿床檢測系統。
背景技術：
：嬰兒的哭鬧是一個困擾每一位媽媽的問題，不知道嬰兒是否尿床了。對于傳統尿不濕，查看的方法是人工檢查，比如用手伸入，用眼睛觀察是很難分辨的，而這種方式費時費力，加重了每一位媽媽照顧嬰兒的負擔。尿不濕在吸收一定量的尿液后需進行及時更換。但這對于不會說話的嬰兒來說，是無法準確通知護理人的，而護理人又沒有去檢查，而造成使用者的屁股被尿或大便長時間接觸，對嬰兒產生不適，甚至導致嬰兒出現紅屁股，起濕疹，患上皮膚病的問題。嬰兒的尿液及糞便中包含大量的生理信息，通過提取尿液及糞便中的生理信息，可以達到預防和檢測疾病的目的。中國專利CN201320890639和CN201520223789已經公開了兩種嬰兒尿床報警器。其中專利CN201320890639中的裝置包括測試頭、警報器外殼、檢測放大電路、延遲放大電路、語音警報電路以及電源電路，檢測放大電路中有濕敏電阻，如果嬰孩尿床,濕敏電阻通過檢測感知濕度變化程度使其電阻值減小，同時在后續電路配合下，揚聲器報警提示更換尿布。專利CN201520223789中的裝置包括濕度檢測裝置和報警裝置，當濕度檢測裝置檢測到濕度變化時，將電信號傳遞給報警器,使其發出警報聲，同時點亮二極管,引起監護人的注意。技術實現要素：針對現有需求提出的問題，本發明擬解決的技術問題是：提供一種智能尿床檢測系統。使護理人能夠了解到尿不濕有尿液滴入與需要更換的信息，避免使用者出現不適，以及采集尿液生理信息，如排尿頻率，排尿時間，通過無線網上傳至云數據庫進行分析，最后給護理人提供參考建議。本發明提供一種智能尿床檢測系統，包括尿不濕本體和微控制器，其中，所述的尿不濕本體包括自上而下設置的親水層、傳感器層、吸水層和防水層；所述的傳感器層為柔性傳感器，實時采集尿不濕本體的尿床信息；所述的微控制器包括單片機，還包括與單片機連接的電源，與單片機輸出端連接的藍牙發射模塊、報警器；所述的藍牙發射模塊將單片機的信號進行處理，并通過無線傳輸的方式傳輸至智能終端；所述的智能終端設置在室內，其輸出端與藍牙接收模塊連接，所述的藍牙接收模塊與藍牙發射模塊連接；所述的智能終端通過WiFi發射模塊將處理后的數據傳輸至遠端的云數據庫；云數據庫收集使用者的數據，進行醫療分析，之后把分析結果反饋給使用者；所述的云數據庫內設置有二維矩陣(X，Y)，其中，X為傳感器采集并經過處理的數據，通過智能終端實時獲取，Y為針對采集的數據的對應的解決方案庫；所述的云數據庫內設置有二維矩陣(X，Y)，其中，X為傳感器采集并經過處理的尿床信息數據，通過智能終端實時獲取，Y為針對采集的數據的對應的解決方案庫；所述的云數據庫內存儲有尿床時間間隔閾值A1及尿床持續時間B1作為解決方案的選擇依據；(1)當尿床出現的時間間隔XA<尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB<尿床持續時間B1時，則說明嬰兒尿床輕微，未存在病癥，解決方案為降低嬰兒食物的水分；(2)當尿床出現的時間間隔XA>尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB>尿床持續時間B1時，則說明嬰兒尿床嚴重，存在病癥，解決方案為及時就醫；(3)當尿床出現的時間間隔XA>尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB<尿床持續時間B1；或者，當尿床出現的時間間隔XA<尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB>尿床持續時間B1；則說明嬰兒尿床情況不穩定，需調整檢測的指標，減少數據檢測的間隔周期，之后，出現上述(1)或(2)的情況，按上述處理。進一步地，所述的云數據庫在時間間隔t內，平均分配為N2個區間，在每個區間內選擇M2個完整的波形，在每一周期內選擇間斷的X2個點，記錄每個點的瞬時電流值i0；由于采取的為瞬時值，為了采集該區間內的最大值，云數據庫對選擇的每個點進行最大值運算，按下述公式(1)進行修正；im＝ρ×i0(1)其中，im表示采樣點的最大值的電流值，ρ表示運算系數，i0表示采樣點的瞬時電流值；運算系數ρ按下述公式(2)計算，其由采樣區間確定，在0.8-1.0之間。式中，ρ表示運算系數，i01和i02表示相鄰的采樣點的瞬時值，N表示采樣次數，k表示采樣序列；通過上述運算確定時間間隔t內的每個區間內的最大值，依次判斷最大值之間的時間間隔及持續時間。進一步地，所述的藍牙發射模塊包括一加密模塊、一控制模塊、一功率控制模塊，所述的加密模塊包括一密鑰產生模塊、一管理模塊和一變換模塊，其中密鑰產生模塊產生一隨機密鑰key并存儲在管理模塊中，所述的變換模塊，對消息幀中data1或data2即信息部分和密鑰key分別進行移位變換；所述的變換模塊，對移位變換后的消息部分和密鑰部分進行乘積變換，并對所述對上述步驟中乘積變換結果進行移位變換，得到加密后的消息幀中data1或data2即信息部分；所述變換模塊，對管理單元存儲的初始密鑰K_known和密鑰key分別進行移位變換，對移位變換后的管理單元存儲的初始密鑰K_known和密鑰部分進行乘積變換，并對所述對上述步驟中乘積變換結果進行移位變換，得到加密后的密鑰key。所述的藍牙接收模塊包括解密模塊，所述的解密模塊包括一驗證模塊、一管理模塊和一逆變換模塊，其中驗證模塊對信息進行CRC校驗和配對信息驗證。如果接收到的一對消息幀，有一個CRC校驗結果錯誤，則丟棄兩個消息幀，管理模塊向藍牙發射模塊發送重新發射信息；若校驗結果正確，則對消息幀進行配對驗證，選取配對信息一致的一對消息幀傳遞到逆變換模塊中進行解碼；所述逆變換模塊，首先使用管理模塊存儲的初始密鑰k_known對密鑰key解密，所述逆變換模塊，對消息幀中密鑰key和管理模塊存儲的初始密鑰k_known進行反移位變換，對移位變換后的消息幀中密鑰key和管理模塊存儲的初始密鑰k_known進行逆乘積變換，對所述對上述步驟中乘積變換結果進行反移位變換，得到密鑰key；所述逆變換模塊，后用密鑰key對兩個存放data1、data2的消息幀分別解密，所述逆變換模塊，對消息幀中密鑰key和消息幀中的data1、data2進行反移位變換，對移位變換后的消息幀中密鑰key和消息幀中的data1、data2進行逆乘積變換，對所述對上述步驟中乘積變換結果進行反移位變換，逆變換模塊得到解密后信息，將解密后信息發送給控制模塊。進一步地，所述的藍牙接收模塊還包括一矯正模塊，其包括一濾波模塊、一放大模塊和一判決模塊，接收的電信號經過濾波模塊濾去干擾信號，經過放大模塊將信號放大的需要的強度，判決模塊對信號均衡，根據判決公式(1)對電信號進行判決，矯正信號傳輸過程中產生的干擾；判決公式：上述公式中uk為終端輸入信號序列xk的均值，yk為在判決模塊接收到的序列，σ2為噪聲的方差，則恢復出的最有可能序列可有上述公式計算得出。進一步地，所述的云數據庫包括邏輯處理單元，所述的邏輯處理單元包括數據存儲模塊、一采樣模塊、一信號處理模塊和一修正電路；其中，所述的數據存儲模塊內存儲有智能終端初次修正的信號；所述的采樣模塊，其對智能終端的發送信息進行獲取，并且，能夠對信號偏差時刻的時間間隔t內的信號進行提取；所述的信號處理模塊，其按照預設的參數對該信號進行修正發送至所述修正電路；所述修正電路，生成修正后的信號波形；所述的信號采樣模塊，在時間間隔t內，平均分配為N2個區間，在每個區間內選擇M2個完整的波形，在每一周期內選擇間斷的X2個點，記錄每個點的瞬時電流值i0；所述的信號處理模塊對選擇的每個點進行修正，按下述公式(2)進行修正；im＝ρ×i0(2)其中，im表示修正后的采樣點的瞬時電流值，ρ表示修正系數，i0表示采樣點的瞬時電流值；修正系數ρ按下述公式(3)計算，其由信號采樣模塊在檢測到故障時采樣所得；式中，ρ表示修正系數，i01和i02表示出現故障時，所述的信號采樣模塊上兩個點的瞬時電流采樣值，N表示采樣次數，k表示采樣序列。進一步地，所述的傳感器層上設置導電電極；所述的傳感器層包括兩個對稱分布的梳齒形導電電極，所述兩個梳齒形導電電極的各個梳齒之間相互交錯排列，相鄰梳齒位于所述的兩個不同導電電極上，所述相鄰梳齒之間留有空隙并不接觸。與現有技術相比，本發明智能尿床檢測系統能達到的有益效果為：本發明的智能尿床檢測系統，使護理人能夠了解到尿不濕有尿液滴入與需要更換的信息，避免使用者出現不適，以及采集尿液生理信息，如排尿頻率，排尿時間，通過無線網上傳至云數據庫進行分析，最后給護理人提供參考建議。本發明通過二次修正對采取的信號經過遠端傳輸后仍保證信號具有準確性，云數據庫能夠提供準確的護理建議。云數據庫收集每位使用者的信息，與醫療單位合作分析這些生理信號，以便監督與采集全國新生兒的身體健康狀況，并提供護理建議。本發發明采用尿床時間間隔閾值及尿床持續時間兩個重要的時間參量，作為云數據庫采取解決方案的依據，測試及解決方案更加穩定、準確、可靠。附圖說明圖1為本發明智能尿床檢測系統的尿不濕本體結構示意圖；圖2為本發明的控制原理圖；圖3為本發明的電路原理示意圖；圖4為本發明傳輸模塊的程序流程圖。具體實施方式下面結合具體實施例及附圖進一步詳細闡述本發明。請參閱圖1所示，本發明實施例的智能尿床檢測系統包括尿不濕本體和微控制器1，其中，所述的尿不濕本體包括自上而下設置的親水層2、傳感器層2、吸水層3和防水層4。請參閱圖3所示，本發明配置濕度傳感器，當有尿液滴入，電路會導通，微控制器1接收到采集的信號并將信號發送給智能終端，采用多種發送模式，有線方式：傳感器直接與微控制器1的報警器和顯示屏相連。所述的傳感器層2為柔性傳感器，實時采集尿不濕本體的尿床信息，其上的導電電極131、132；親水層2采用功能高分子薄膜制作。所述的傳感器層23包括兩個對稱分布的梳齒形導電電極131和132，所述兩個梳齒形導電電極131、132的各個梳齒之間相互交錯排列，相鄰梳齒位于所述的兩個不同導電電極上，所述相鄰梳齒之間留有空隙并不接觸。上述梳齒形導電電極的使用，能夠盡可能大范圍的覆蓋尿不濕，檢測各個位置。所述的導電電極131、132采用印刷工藝鋪設在聚氨酯材質的基底133上，所述的兩個印刷電極131、132分別由兩根印刷導線134、135導出，當有導電性液體滲入上述印刷電極兩兩相臨的梳齒之間時，所述梳齒之間的空隙被導電性液體填充，使得位于所述兩個不同印刷電極131、132上的梳齒連通斷路。所述的兩個印刷電極131、132之間相互通電，向所述的微控制器1提供信號，所述的柔性傳感器具有耐水洗的特點。請參閱圖2所示，本發明實施例的微控制器1包括單片機，在本實施例中為stm32單片機；還包括與單片機連接的電源，在本實施例中，其為5V電池；還包括與單片機輸出端連接的藍牙發射模塊、報警器。所述的藍牙發射模塊將單片機的信號進行處理，并通過無線傳輸的方式傳輸至智能終端。本實施例的智能終端為手機或者電腦，可以手機內設置APP實現終端功能。所述的智能終端設置在室內，其輸出端與藍牙接收模塊連接，所述的藍牙接收模塊與藍牙發射模塊連接；直接通過在五十米范圍內智能終端接收到藍牙信號，則采用近距離傳輸模式。所述的智能終端通過WiFi發射模塊將處理后的數據傳輸至遠端的云數據庫；云數據庫收集使用者的數據，進行醫療分析，之后把分析結果反饋給使用者。在本實施例中，所述的云數據庫內設置有二維矩陣(X，Y)，其中，X為傳感器采集并經過處理的尿床信息數據，通過智能終端實時獲取；Y為針對采集的數據的對應的解決方案庫。本實施例中，根據采集的數據值與解決方案庫一一對應。在本實施例中，所述的云數據庫根據尿床出現的時間間隔XA與每次尿床的持續時間XB作為參考基準，判定解決方案；為了節約程序資源，本實施例避免采用對時間間隔的終點、始點的持續監控方式。云數據庫在時間間隔t內，平均分配為N2個區間，在每個區間內選擇M2個完整的波形，在每一周期內選擇間斷的X2個點，記錄每個點的瞬時電流值i0。由于采取的為瞬時值，為了采集該區間內的最大值，云數據庫對選擇的每個點進行最大值運算，按下述公式(2)進行修正；im＝ρ×i0(2)其中，im表示采樣點的最大值的電流值，ρ表示運算系數，i0表示采樣點的瞬時電流值；運算系數ρ按下述公式(3)計算，其由采樣區間確定，在0.8-1.0之間。式中，ρ表示運算系數，i01和i02表示相鄰的采樣點的瞬時值，N表示采樣次數，k表示采樣序列。通過上述運算確定時間間隔t內的每個區間內的最大值，依次判斷最大值之間的時間間隔及持續時間。所述的云數據庫內存儲有尿床時間間隔閾值A1及尿床持續時間B1作為解決方案的選擇依據；(1)當尿床出現的時間間隔XA<尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB<尿床持續時間B1時，則說明嬰兒尿床輕微，未存在病癥，解決方案為降低嬰兒食物的水分；(2)當尿床出現的時間間隔XA>尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB>尿床持續時間B1時，則說明嬰兒尿床嚴重，存在病癥，解決方案為及時就醫；(3)當尿床出現的時間間隔XA>尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB<尿床持續時間B1；或者，當尿床出現的時間間隔XA<尿床時間間隔閾值A1，每次尿床的持續時間XB>尿床持續時間B1；則說明嬰兒尿床情況不穩定，需調整檢測的指標，減少數據檢測的間隔周期，之后，出現上述(1)或(2)的情況，按上述處理。本發發明采用尿床時間間隔閾值及尿床持續時間兩個重要的時間參量，作為云數據庫采取解決方案的依據，測試及解決方案更加穩定、準確、可靠。如果使用者臨時有事需要出門但又放心不下孩子可以采用遠距離傳輸模式，程序流程如圖4所示，單片機信號發送端先搜索范圍內匹配設備，如果搜索不到手機，將發送到電腦端，由電腦撥打預留手機號碼進行語音提醒，這樣無論身在何處都能第一時間掌握孩子的信息。本發明實施例的藍牙發射模塊包括一加密模塊、一控制模塊、一功率控制模塊，所述加密模塊包括一密鑰產生模塊、一管理模塊和一變換模塊，其中密鑰產生模塊產生一隨機密鑰key并存儲在管理模塊中，所述變換模塊，對消息幀中data1或data2即信息部分和密鑰key分別進行移位變換，所述變換模塊，對移位變換后的消息部分和密鑰部分進行乘積變換，并對所述對上述步驟中乘積變換結果進行移位變換，得到加密后的消息幀中data1或data2即信息部分。配對信息data1keyCRC校驗表1配對信息data2keyCRC校驗表2所述變換模塊，對管理單元存儲的初始密鑰K_known和密鑰key分別進行移位變換，對移位變換后的管理單元存儲的初始密鑰K_known和密鑰部分進行乘積變換，并對所述對上述步驟中乘積變換結果進行移位變換，得到加密后的密鑰key。所述的藍牙接收模塊包括解密模塊，所述的解密模塊包括一驗證模塊、一管理模塊和一逆變換模塊，其中驗證模塊對信息進行CRC校驗和配對信息驗證。如果接收到的一對消息幀，有一個CRC校驗結果錯誤，則丟棄兩個消息幀，管理模塊向藍牙發射模塊發送重新發射信息。若校驗結果正確，則對消息幀進行配對驗證，選取配對信息一致的一對消息幀傳遞到逆變換模塊中進行解碼。所述逆變換模塊，首先使用管理模塊存儲的初始密鑰k_known對密鑰key解密，所述逆變換模塊，對消息幀中密鑰key和管理模塊存儲的初始密鑰k_known進行反移位變換，對移位變換后的消息幀中密鑰key和管理模塊存儲的初始密鑰k_known進行逆乘積變換，對所述對上述步驟中乘積變換結果進行反移位變換，得到密鑰key。所述逆變換模塊，后用密鑰key對兩個存放data1、data2的消息幀分別解密，所述逆變換模塊，對消息幀中密鑰key和消息幀中的data1、data2進行反移位變換，對移位變換后的消息幀中密鑰key和消息幀中的data1、data2進行逆乘積變換，對所述對上述步驟中乘積變換結果進行反移位變換，逆變換模塊得到解密后信息，將解密后信息發送給控制模塊。所述的藍牙接收模塊還包括一矯正模塊，其包括一濾波模塊、一放大模塊和一判決模塊，接收的電信號經過濾波模塊濾去干擾信號，經過放大模塊將信號放大的需要的強度，判決模塊對信號均衡，根據判決公式(1)對電信號進行判決，矯正信號傳輸過程中產生的干擾。判決公式：上述公式中uk為終端輸入信號序列xk的均值，yk為在判決模塊接收到的序列，σ2為噪聲的方差，則恢復出的最有可能序列可有上述公式計算得出。經過上述判決公式判決后，即可精準確定傳輸后的數據信息。在本發明實施例的云數據庫中存儲有使用者的數據，進行醫療分析，之后把分析結果反饋給使用者。所述的智能終端通過WiFi模塊將信息傳輸至云數據庫中，在所述的云數據庫包括邏輯處理單元，所述的邏輯處理單元包括數據存儲模塊、一采樣模塊、一信號處理模塊和一修正電路；其中，所述的數據存儲模塊內存儲有智能終端初次修正的信號；所述的采樣模塊，其對智能終端的發送信息進行獲取，并且，能夠對信號偏差時刻的時間間隔t內的信號進行提取；所述的信號處理模塊，其按照預設的參數對該信號進行修正發送至所述修正電路；所述修正電路，生成修正后的信號波形。所述信號采樣模塊，在時間間隔t內，平均分配為N2個區間，在每個區間內選擇M2個完整的波形，在每一周期內選擇間斷的X2個點，記錄每個點的瞬時電流值i0。所述信號處理模塊對選擇的每個點進行修正，按下述公式(2)進行修正；im＝ρ×i0(2)其中，im表示修正后的采樣點的瞬時電流值，ρ表示修正系數，i0表示采樣點的瞬時電流值；修正系數ρ按下述公式(3)計算，其由信號采樣模塊在檢測到故障時采樣所得。式中，ρ表示修正系數，i01和i02表示出現故障時，所述的信號采樣模塊上兩個點的瞬時電流采樣值，N表示采樣次數，k表示采樣序列。該信號修正模塊的運用，結合故障點處的信息，將修正的信號進行重新發送，信號修正以電流為依據，對電流進行修正使用一修正系數，保證信號還原具有較高的準確性。本發明智能尿床檢測系統的工作步驟如下：1)準備工作將尿床檢測墊像床單一樣鋪在嬰孩下面，尿床檢測裝置開啟。2)嬰孩沒有尿濕時嬰孩沒有尿濕，柔性傳感器上附有的兩個導電電極131、132保持斷路，報警器無電力驅動或沒有接收到開啟信號則不會發出提醒信號。3)嬰孩尿濕時嬰孩尿濕，具備導電性質的尿液充滿柔性傳感器所附著的兩印刷電極131、132之間，兩印刷電極131、132可以相互導電，保持導通狀態，報警器得電開啟發出警報信號或通過無線信號發射模塊發出信號給無線報警器，使其接收到開啟信號進入報警狀態，發出警報信號。4)數據上傳所述的柔性傳感器將采集的數據傳輸至微控制器1中，通過藍牙發射模塊將數據傳輸至藍牙發射模塊，所述的藍牙發射模塊將數據傳輸至藍牙接收模塊，所述的藍牙接收模塊通過對數據進行一次修正，將數據傳輸至云數據庫中，所述的云數據庫將信號進行二次修正，存儲。實驗表明，本發明設計的智能尿床檢測系統的檢測準確性較高，反應速度快，耐水洗，壽命長，操作簡便，嬰孩使用舒適。以上對本發明的實施進行了詳細說明，但所述內容為本發明的較佳實施過程，不能被認為用于限定本申請權利要求的保護范圍。凡以本發明申請權利要求范圍所做的均等變化與改進，均應歸屬于本申請權利要求的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3