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1、(10)申请公布号 CN 102342827 A (43)申请公布日 2012.02.08 CN 102342827 A *CN102342827A* (21)申请号 201010246635.1 (22)申请日 2010.08.06 A61B 5/0205(2006.01) G06K 7/00(2006.01) H04B 1/38(2006.01) (71)申请人 陈哲 地址 100054 北京市西城区广安门南街 60 号荣宁园 4 号楼 2107 室 (72)发明人 陈哲 (54) 发明名称 一种新型电子体温计 (57) 摘要 本发明公开了一种具有脉搏测量、 温度修正、 电子标签识别和无线。
2、数据通信功能的医用电子体 温测量装置。该体温测量装置可通过射频识别阅 读器自动读取被测对象的电子条码， 并可以在测 量体温的同时， 完成脉搏的测量。 在完成体温和脉 搏测量后， 该装置可将体温数据、 脉搏数据和电子 条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。此 外， 该测量装置还具备温度修正功能， 当温度显示 值与真实值不一致时， 可通过修正使显示值与真 实值达到一致。 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。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 6 页 CN 10234284。
3、3 A1/1 页 2 1. 一种医用电子体温计， 包括体温测量模块 1、 液晶屏 2、 微控制器 3， 其特征在 于还包括一个脉搏测量模块 4 和一个无线通信模块 5 ； 2. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征是， 系统具有温度值修正功能， 电路中有 F1ash 存储器用于存储温度的修正量， 体温测量模块所测量的温度值经过微控制器修正后显示在 液晶屏上 ； 3. 根据权利要求 2 所述的系统， 其特征是， 温度的修正量可通过体温计按键存入系统 或进行改写。 4. 根据权利要求 2 所述的系统， 其特征是， 温度的修正量可通过有线或无线数据通信 的方式传入系统， 系统收到数据后， 由内部程。
4、序对温度修正量进行存储或改写。 5.根据权利要求1所述的系统， 其特征是， 所述脉搏测量模块4主要由一个声音传感 器、 一个放大电路、 滤波器和一个模数转换电路组成 ； 6.根据权利要求1所述的系统， 其特征是， 所述脉搏测量模块4也可以由一个压力传 感器、 一个放大电路、 滤波器和一个模数转换电路组成 ； 7.根据权利要求1所述的系统， 其特征是， 所述脉搏测量模块4也可以由一个发光光 源、 一个光电接收器、 一个放大电路、 一个模数转换电路组成 ； 8.根据权利要求1所述的系统， 其特征是， 所述无线通信模块5主要包括一个无线数 据收发模块 22、 一个射频天线 23、 一个射频识别阅读器。
5、 24、 一个耦合线圈 25 ； 9. 根据权利要求 8 所述的系统， 其特征是， 所述无线数据收发模块 22 主要由一个射 频收发芯片、 及外围元器件构成 ； 10.根据权利要求8所述的系统， 其特征是， 所述射频识别阅读器24主要由专用芯片 及外围元器件构成。 权 利 要 求 书 CN 102342827 A CN 102342843 A1/4 页 3 一种新型电子体温计 0001 技术领域 本发明涉及一种温度测量装置， 特别涉及一种具有脉搏测量、 温度修 正、 射频识别和无线数据通信功能的医用体温测量装置。 0002 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。
6、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。 0003 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 不具备温度修正、 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。 0004 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。
7、至今为止还不适用于临床使 用。 0005 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。 0006 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。
8、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。 0007 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。
9、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 ； 0008 此外， 以上发明存在的一个共同的不足是 ： 不具备脉搏测量、 温度修正、 电子标签 识别等功能， 因而在临床应用中受到一定的限制。 0009 发明内容 本发明克服现有技术的不足， 提。
10、供了一种具有脉搏测量、 温度修正、 电 子标签识别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读取被 测对象的电子条码， 并可以在测量体温的同时， 完成脉搏的测量。 在完成体温和脉搏的测量 说 明 书 CN 102342827 A CN 102342843 A2/4 页 4 后， 该装置可将体温数据、 脉搏数据和电子条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。 此 外， 该测量装置还具备温度修正功能， 当温度显示值与真实值不一致时， 可通过修正使显示 值与真实值达到一致。 0010 为解决上述问题， 本发明采用以下技术方案 ： 0011 该体温测量装置由一个体温测量模块 1、 。
11、一个液晶屏 2、 一个微控制器 3、 一个脉搏 测量模块 4 和一个无线通信模块 5 组成。体温测量模块中的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。体温测 量模块 1 测得体温后， 通过数据接口电路将体温数据传送至微控制器 3。微控制器 3 收到 体温数据后， 将该数据与预存的温度值修正量相加后得到真实的体温数据， 并驱动液晶屏 2 显示体温数据。脉搏测量模块 4 在微控制器 3 的控制下， 完成人体的脉搏测量， 并将脉搏数 据发送给微控制器 3。无线通信模块 5 具有射频识别和无线数据收发功能， 在每次测量前， 无线通信模。
12、块 5 可在微控制器 3 的控制下通过射频识别阅读器 24 读取患者的电子标识码。 在体温和脉搏测量完成后， 微控制器3控制无线数据收发模块6与外部接收设备通信， 发送 体温、 脉搏数据和电子标识码。 0012 与目前已公开的专利技术相比， 本产品具有脉搏测量、 温度修正、 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。该 装置在测量体温的同时可以完成脉搏的测量， 。
13、并可对体温数据进行修正， 是结果更加准确。 当体温和脉搏的测量完成后， 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 0013 图 1 是本发明系统总体构成框图 ； 00。
14、14 图 2 是图 1 中体温测量模块与微控制器及液晶屏连接的原理框图 ； 0015 图 3 是图 2 中温度传感器与体温计专用芯片的连接电路图 ； 0016 图 4 是图 1 中微控制器及周边元件电路图 ； 0017 图 5 是图 1 中脉搏测量模块与控制器连接原理框图 ( 方案一 ) ； 0018 图 6 是图 1 中脉搏测量模块与控制器连接原理框图 ( 方案二 ) ； 0019 图 7 是图 1 中无线通信模块与控制器连接原理框图 ； 0020 图 8 是图 7 中无线数据收发模块电路图 ； 0021 图 9 是图 7 中射频识别阅读器电路图 ； 0022 具体实施方式 下面结合附图与具。
15、体实施方式对本发明作进一步的详细描述 ： 0023 附图 1 描述的电子体温计由一个体温测量模块 1、 一个液晶屏 2、 一个微控制器 3、 一个脉搏测量模块 4 和一个无线通信模块 5 组成。体温测量模块中的温度传感器直接或间 说 明 书 CN 102342827 A CN 102342843 A3/4 页 5 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。 体温测量模块 1 测得体温后， 通过数据接口电路将体温数据传送至微控制器 3。微控制器 3 收到体温数据后， 将该数据与预存的温度值修正量相加后得到真实的体温数据， 并驱动液 晶屏 2 显示体。
16、温数据。脉搏测量模块 4 在微控制器 3 的控制下， 完成人体的脉搏测量， 并将 脉搏数据发送给微控制器3。 无线通信模块5具有射频识别和无线数据收发功能， 在每次测 量前， 无线通信模块 5 可在微控制器 3 的控制下通过射频识别阅读器 24 读取患者的电子标 识码。在体温和脉搏测量完成后， 微控制器 3 控制无线数据收发模块 6 与外部接收设备通 信， 发送体温、 脉搏数据和电子标识码。 0024 图 2 是图 1 中体温测量模块与微控制器及液晶屏连接的原理框图。图中温度传感 器 6 采用热敏电阻， 它与体温计专用芯片 7 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 7。
17、 根据阻值的不同， 直接计算出该阻值所对应的温度。该芯片具有数据 通信功能， 可将温度数据传给微控制器 3。由于体温测量模块可能存在系统误差， 因此必须 对其结果进行修正。Flash 存储器 8 用于存储体温数据的修正量表。在修正量表中， 每一个 温度数据都对应一个修正量值， 微控制器 3 将体温体温计专用芯片输出的测量结果与相应 的修正量相加后驱动液晶屏 2 显示体温的真实值。修正量表是通过校准实验得到的， 它可 在微控制器3的程序控制下， 通过体温计按键和液晶屏2上的人机交互界面， 由人工输入至 微控制器 3 的存储器中， 再由微控制器 3 将数据写入 Flash 存储器 8 中。修正量表。
18、也可以 通过无线传输的方式， 由外部的发射装置发送， 再由内部的无线通信模块 5 接收， 微控制器 3 的控制程序可自动将数据写入 Flash 存储器 8。Flash 存储器 8 也可以由为控制器 3 内部 的 Flash 存储器来代替。 0025 图 3 是图 2 中温度传感器 6 和体温计专用芯片 7 的连接电路图。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。
19、U1选用腾富(JAZTEK) 公司的 JA31104 芯片。该体温计专用芯片 7 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。 0026 图 4 是图 1 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 MSP430F435 作为微控制器， 该芯片共有 80 个管脚。其中管 脚 58(OEB) 和管脚 59(DATA) 分别与体温测量模块中的体温计专用芯片 7 相连接， 用于接收 体温数据 ； 管脚 12、 管脚 13、 管脚 14、 。
20、管脚 15、 管脚 16、 管脚 17、 管脚 18、 管脚 19、 管脚 20、 管脚 21、 管脚 45、 管脚 46、 管脚 47 与液晶屏 2 连接， 用于驱动液晶屏 ； 管脚 75、 管脚 76、 管 脚 77 与放大器 10( 或接收放大器 19) 中的数字电位器相连， 用于调节放大器的放大倍数 ； 管脚 60、 管脚 61、 管脚 62、 管脚 63、 管脚 64、 管脚 65、 管脚 66、 管脚 67 与 A/D 转换器 12( 或 A/D 转换器 17) 相连接用于读入 A/D 转换器的输出数据 ； 管脚 36、 管脚 37、 管脚 38、 管脚 39 和管脚 40 与脉搏。
21、测量模块 4 中的 D/A 转换器 16 相连接， 用于控制 D/A 转换器 16 以及与 D/ A 转换器 16 进行数据通信 ； 管脚 54、 管脚 55 与无线数据收发模块相连接， 主要完成数据的 传输功能 ； 管脚 30 和管脚 31 与射频识别阅读器相连接， 完成与该模块的数据通信功能。 0027 图 5 是图 1 中脉搏测量模块与控制器连接的第一种实施例。在该实施例中， 声音 ( 或压力 ) 传感器 9 采集心脏跳动的声音信号 ( 或压力信号 )， 并将其转化为电信号， 经放 说 明 书 CN 102342827 A CN 102342843 A4/4 页 6 大器 10 放大和滤。
22、波器 11 滤波后， 通过 A/D 转换器 12 将模拟信号转变成数字量， 微控制器 3 对该数字量进行数字滤波处理后， 可得到脉搏值。微控制器 3 还可以根据 A/D 转换器 12 的输出值的大小， 通过控制放大器10中的数字电位器调节放大倍数， 以确保滤波器11输出 的模拟信号的幅度与 A/D 转换器 12 的动态范围相匹配。 0028 图6是图1中脉搏测量模块与控制器连接的第二种实施例。 在该实施例中， 微控制 器 3 通过 D/A 转换器 16、 驱动电路 15 控制一个发光二极管 14 发出一个强度恒定的红 ( 或 红外 ) 光， 当光线照射人体组织时， 一部分光线会被反射回来。因血。
23、液中的含氧血红蛋白对 红 ( 或红外 ) 光具有很强的吸收作用， 因此反射光的强度被脉搏信号所调制。光电二极管 20 接收反射光后， 经接收放大器 19、 滤波器 18 和 A/D 转换器变换后， 将模拟信号变成数字 量。微控制器 3 还可以根据 A/D 转换器 17 的输出值的大小， 通过控制接收放大器 19 中的 数字电位器调节放大倍数， 以确保滤波器 18 输出的模拟信号的幅度与 A/D 转换器 17 的动 态范围相匹配。微控制器 3 对 A/D 转换器 17 输出的数字量进行数字滤波处理后， 得出脉搏 值。 0029 图 7 是图 1 中无线通信模块与控制器连接的技术实现方案。微控制器。
24、 3 控制无 线通信模块 4 工作。无线通信模块 4 由一个无线数据收发模块 22、 一个射频天线 23、 一个 射频识别阅读器 24 和一个耦合线圈 25 构成。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 3 的 Flash 中 ； 体温和脉搏的测量完成后， 微控制器 3 对体温数据进行修正， 得到真实的体温数 据， 然后根据外设的请求， 将该体温、 脉搏数据和电子识别码发送至无线数据收发模块 22。 无线数据收发模块 22 收到数据后， 立即通过天线 23 将该数据发送出去。天线 23 与无线数 据收发模块 22 。
25、相连接， 用于提高本装置的数据传输距离。 0030 图 8 是图 7 中无线数据收发模块电路图。在本实施例中， 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。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 3 的管脚 54 和管脚 55 相连接。 0031 图 9 是图 7 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。
26、。 MFRC522 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。MF RC522 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。
27、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与 U3 的管脚 31 和。
28、管 脚 30 相连接。 说 明 书 CN 102342827 A CN 102342843 A1/6 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102342827 A CN 102342843 A2/6 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102342827 A CN 102342843 A3/6 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 102342827 A CN 102342843 A4/6 页 10 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102342827 A CN 102342843 A5/6 页 11 图 8 说 明 书 附 图 CN 102342827 A CN 102342843 A6/6 页 12 图 9 说 明 书 附 图 CN 102342827 A 。