一种智能尿湿报警方法及系统.pdf

本发明提供一种智能尿湿报警方法，能够实现自动监测和主动呼叫功能，采用检测电容和电阻变化的智能识别报警方式，具有更高的灵敏度和识别准确度。本发明还提供一种智能尿湿报警系统，是一种带有自动监测和病人手工呼叫功能的无线尿湿报警系统。通过采用基于电容值和电阻值变化量测量的识别报警装置，能够更加灵敏和智能地识别人体接近、尿失禁发生及护理完成等情况。能够以无线的方式将报警信号及时发给陪护人员手机提醒进行护理，并传输给服务器，由服务器把病人的尿湿和相应的护理情况转发给亲友或医护人员进行监督，也可用于分析病人的病情发展情况。本发明还提供一种具有更高识别度的能够测量尿湿面积的智能尿湿报警系统。

权利要求书
1.  一种智能尿湿报警系统，其特征在于，包括一尿湿传感单元，包括两个不连接区域；
一尿湿检测电路，包括一电容；
所述其中一不连接区域连接电容的一端并同时接地，另一不连接区域与电容的另一端连接，并同时连接一CPU；
所述CPU用以将电容两端的电容值和电阻值的变化量转化为电信号，并将所述电信号传输至一服务器及一看护手机用户。

2.  根据权利要求1所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述尿湿传感单元为一次性产品，包括若干层可透水的薄片材料，其中间一层或多层上具有导电网纹，所述两个不连接的区域分别具有两个接点。

3.  根据权利要求1所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述CPU还用以处理电信号获得数据，区分事件：尿不湿穿戴正确，病人未发生尿失禁，病人发生了尿失禁，病人发生了严重尿失禁，病人护理完成重新穿戴正确；并记录发生事件的时间。

4.  根据权利要求1所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述看护手机用户还用以向服务器传输数据和事件信息。

5.  根据权利要求4所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，还包括与CPU连接的一蓝牙模块，用以接收CPU传输的数据，并向看护手机用户传输前述数据和事件信息。

6.  根据权利要求5所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述蓝牙模块还用以直接向服务器传输数据和事件信息。

7.  根据权利要求6所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述服务器用以接收、记录、识别及分析不少于一个蓝牙模块传输的数据及向一其他手机用户传输数据。

8.  根据权利要求1所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，还包括与CPU连接的一手动呼叫模块，用以手动控制向看护手机用户或服务器传输数据。

9.  根据权利要求1所述的智能尿湿报警系统，其特征在于，所述尿湿传感单元包括三组以上的不连接区域，分别与相应数量的尿湿检测电路连接后并接入CPU。

10.  通过权利要求1-9任一项所述的智能尿湿报警系统，实现的智能尿湿报警方法，包括以下步骤：
1)将尿湿传感单元接触病人身体；
2)CPU定时对电容两端的电容值和电阻值参数进行测量，并根据电容值和电阻值参数变化的时间序列，判断出尿湿情况，向看护人员传送报警。

说明书一种智能尿湿报警方法及系统
技术领域
本发明涉及医疗护理器械技术领域，具体涉及一种智能尿湿报警方法及系统。
背景技术
尿失禁是老年常见问题，会严重影响患者的生活质量，给他们造成严重的心理负担。如果老人失禁，并且老人无法自主地发出信号的话，看护的人就不能很好地察觉到这一情况，从而会极大地影响老人的舒适度，可能还会引发某些严重的疾病。如果需要看护人员经常性地去触摸尿布的话，又对看护人员的体力和精力提出了很高的要求，直接影响长期看护效果。所以这样一种带有主动呼叫功能并且能自动报警的尿湿提醒器的存在是很有必要的。
目前的尿湿提醒器的产品主要是各个形态的基于湿敏传感器的报警器，包括光报警、声报警等报警器，这些产品的主要特征是，通过湿敏电路检测到尿液，然后通过指示灯或者蜂鸣器的形式进行报警，看护人员就能察觉。但这些产品在使用时，仍有以下一项或多项不足：
1.算法固定，且通过传统的湿敏传感器检测尿湿识别精准度较低，误报率较高，产品的实用性受到影响。
2.很多设备仍然要求看护人员陪在身旁，时刻观察声音或发光的报警信号。
3.有的尿湿提醒器采用的是无线通信的方式，只能与看护人员的接收端设备近距离连接，但家属无法远程对看护人员的情况进行监督。
4.光报警或者声报警的方式容易影响到周围的人，特别是当病人在住院病房的时候，极易影响别的病人。
5.护理后需要单独清理传感器，使用上有不卫生和不方便的缺点。
6.不支持对老人的尿湿情况和护理情况进行记录和监督，以便于进一步改善对于老人的护理和治疗。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的之一在于提供一种智能尿湿报警系统，是一种带有自动监测和病人手工呼叫功能的无线尿湿报警系统。通过采用基于电容两端电容值和电阻值变化量测量的识别报警装置，能够更加灵敏和智能地识别人体接近、尿失禁发生及护理完成等情况。能够通过蓝牙模块以无线的方式将报警信号及时发给陪护人员的手机提醒进行及时的护理，并传输给服务器。然后由服务器把病人的尿湿情况和相应的护理情况转发给亲友或医护人员进行监督，也可用于分析病人的病情发展情况。
为了达到上述目的，本系统采用如下技术方案：
一种智能尿湿报警系统，包括一尿湿传感单元，包括同时与病人的可能尿湿部位接触的两个不连接区域；
一尿湿检测电路，包括一电容；
所述电容的一端连接上述其中一不连接区域同时接地，另一不连接区域与电容的另一端相连，并接到CPU；
所述CPU用以将电容两端的电容值和电阻值转化为电信号，并将所述电信号传输至一服务器及一看护手机用户。
进一步地，所述尿湿传感单元为一次性产品，包括若干可透水的薄片材料，其中间一层或多层上具有由导电网纹，分成两个互不连接的区域，并有两个接点。
进一步地，所述CPU用以处理电信号获得数据，并对数据分析可以区分尿不湿穿戴正确，病人未发生尿失禁，病人发生了尿失禁，病人发生了严重尿失禁，病人护理完成重新穿戴正确等事件，并记录发生该事件的时间。
进一步地，还包括与CPU连接的一蓝牙模块，用以接收经过CPU传输的数据，并通过无线方式向看护手机用户传输前述数据和事件信息。
进一步地，所述看护手机通过无线方式向服务器传输数据和事件信息。
进一步地，所述蓝牙模块也可以直接向服务器传输数据。
进一步地，所述服务器用以接收、记录、识别及分析不少于一个蓝牙模块传输的数据及向其他手机用户传输数据。
进一步地，还包括与CPU连接的一手动呼叫模块，病人可以用以手动控制向看护手机用户或服务器传输数据。
如上所述，通过采取上述结构，人体接近或尿湿传感单元的湿度变化引起电容量和电阻值的变化，此变化量经过CPU的处理判断发生了穿戴到位，尿湿发生等事件，将数据传输给看护手机用户，提示看护人员进行及时护理，由此而不需要看护人员经常性地用手去触摸尿布，可以保证看护人员足够的休息时间。即使看护人员可以短暂地离开，也能确保收到老人尿失禁的有关情况。采用蓝牙模块通过无线传输对于看护人员的手机进行提醒，所以不容易影响到周围的人。
如上所述，其中的尿湿传感单元是可更换的一次性设计，用后即可丢弃，方便卫生。也可直接安装在尿不湿的内部作为一体化的尿不湿来使用，使用完成后一起丢弃。
如上所述，服务器在接收信息的同时，可以定时与尿湿报警器通信，读取尿湿传感单元的当前状态，比如对尿湿传感单元的安装是否到位进行监督，对尿湿报警器和看护人员的手机连接是否正常等进行监控，可以保证系统的可靠性。
如上所述，利用服务器可以同时对多个病人的尿湿情况和护理情况进行记录、管理和分析，可以改善护理和治疗情况，提高护理质量；
如上所述，服务器上记录了病人的长时间的尿湿监测情况，该数据也可用于自动改进智能尿湿报警系统的算法，提高系统的可靠性和实用性。
本发明的另一目的在于提供一种可靠性更高的智能尿湿报警系统。
为达到上述目的，所采取的方案是：
在前述智能尿湿报警系统的基础上，尿湿传感单元可以含有多组的两两互不接触的区域，相当于尿布湿上存在多个尿湿检测点，与多个尿湿检测电路连接，接到同一个CPU上，可以对多个可能的尿湿检测点进行同时检测，结合这些尿湿检测点的位置，可以获知尿湿的面积，如果结合尿湿程度信息，通过算法，可以进一步提高智能尿湿检测的可靠性。
本发明的又一目的在于提供一种通过上述智能尿湿报警系统实现的智能尿湿报警方法，能够实现自动监测和主动呼叫功能，采用检测电容和电阻变化的智能识别报警方式，具有更高的灵敏度和识别准确度。
为达到上述目的，本发明所采取的方案是：
一种智能尿湿报警方法，包括以下步骤：
1)将尿湿传感单元接触病人身体；
1-1)把尿湿传感单元粘贴到尿不湿产品的内侧；
尿湿传感单元内的两个导电区域分别连接到测量电容A，B两端，在A，B上会有一个固定的电容，约为50pf，此时由于尿湿传感单元未有尿湿，A，B两端的等效电阻为数兆欧姆，通过测量该电容上电容值和电阻值的参数变化，比如电容上的放电时间，可以得到一个时间参数T1。
1-2)为病人穿戴尿不湿；
当病人穿戴上尿不湿后，由于人体接近了尿湿传感单元的电极，A，B两端的电容将会变大到200pf，AB两端的电阻未变化，测量该电容上的放电时间，可以得到一个比T1长的时间参数T2。
当病人发生尿湿情况时，由于尿湿传感单元的电极两端A，B之间的电阻由完全干燥的数兆欧姆，变化到数百千欧姆，从而引起A，B两点电容上放电时间的变化，测量此时的放电时间，即时间参数T3，随着尿湿程度增加，电阻会变的更小，使该时间参数进一步减少为T4，如果病人有大便失禁的情况发生，将会使该时间参数更小一些为T5。
2)CPU定时对电容的放电参数进行测量，并根据放电参数变化的时间序列，判断出尿湿情况，向看护人员传送报警；
CPU对上述时间参数测量后，由于上述时间参数存在如下关系：T2〉T1〉T3〉T4〉T5，通过算法可以区分下述事件：尿不湿穿戴正确，病人未发生尿失禁，病人发生了尿失禁，病人尿湿严重，病人护理完成重新穿戴正确等事件，从而记录病人的失禁情况，同时对事件发生的时间进行记录。
此外，CPU还可以将数据传输给服务器，通过服务器分析病人尿湿情况的变化及护理信息。
分析病人尿湿情况随着住院治疗期间的变化情况，比如尿湿发生的间隔变长，尿湿次数的减少等，可以对病人的病情发展和治疗效果有一定的参考价值。
分析病人发生尿湿情况到护理完成的时间，可以对看护人员的看护情况进行评估和监督，比如病人尿湿的时间点，与护理完成的时间点相差过大，表示看护人员未进行及时的护理，服务器将给家属手机或护士手机发出提示信息。
通过上述步骤，可以实现智能的尿湿报警检测。
附图说明
图1为本发明一实施例的系统组成示意图。
图2为本发明一实施例中的尿湿报警器的外形图。
图3为本发明一实施例中的尿湿检测电路的工作原理图。
图4为本发明一实施例中的看护手机用户程序流程图。
图5为本发明一实施例中的服务器程序流程图。
图中：100-尿湿传感单元；200-尿湿报警器；210-尿湿检测电路；211-电容；220-CPU；230-电池模块；240-蓝牙模块；250-指示灯；260-手动呼叫模块；270-蜂鸣器，300-服务器；400-看护手机用户；500-其他手机用户。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
实施例1：
如图1所示，智能尿湿报警系统包括：尿湿传感单元100、尿湿报警器200、看护手机用户400、服务器300、其他手机用户500。其他手机用户500可以为多台手机用户，如病人家属手机、护士手机等(图未示)。整个虚线框描述的即为尿湿报警器200。
尿湿传感单元100由三层以上的可透水的薄片材料组成，外层薄片具有柔软的表面，以提高病人的舒适度，其中间一层或多层上有使用导电网纹，所述导电网纹可由导电油墨印刷而成，或采用其他常规手段制作，本发明不对此作限定。尿湿传感单元100分成两个互不连接的区域，并有两个接点，可以通过导线连接到尿湿报警器200中的尿湿检测电路210。最下面一层薄片上涂布有不干胶，可把尿湿传感单元100粘在尿不湿内侧合适的位置。也可安装在普通尿不湿的内部，作为一种新的一体化尿不湿使用。尿湿传感单元100在每次使用后，可以直接丢弃，方便卫生。
CPU220连接着尿湿检测电路210，并且与手动呼叫模块260、蜂鸣器270、指示灯250、电池模块230以及蓝牙模块240相连。尿湿报警器200的外形如图2所示，导线与尿湿传感单元100相连，其外壳旁边有电源开关，控制电池模块230供电，外壳的上方还有手动呼叫按钮，控制手动呼叫模块260进行报警，以及用于指示报警的指示灯250。
本实施例所示的智能尿湿报警系统，其尿湿程度的检测通过尿湿传感单元100和尿湿检测电路210及CPU220实现，如图3所示，图中AB两点的电容约为50pf，由于尿湿传感单元处于干燥状态其两端的电阻为数兆欧姆，CPU220测量其放电时间记为时间T1＝T，当尿湿传感单元100贴到尿不湿上，病人(即受测对象)穿好后，由于病人身体接近尿湿传感单元100，将引起图中A、B两点的电容变化，电容值一般会从50pf变化到200pf，从而引起电容211充放电时间的增加到原来的4倍，放电时间测量为T2＝4T，当尿湿传感单元100上的湿度发生变化的时候，相当于该电容A，B两点上并联的电阻从干燥状态的数兆欧姆，随着湿度变化和体液导电成分的影响，变为数千欧姆，下降约10倍，从而使电容211的充放电时间随着尿湿程度的增加，而减小10倍，，该时间参数由CPU220进行测量，得到T3＝4T/10＝0.4T，随着尿湿程度的增加，放电时间将进一步减少，比如T4＝0.2T，这些不同的放电时间存在明显的不同，即T2〉T1〉T3〉T4，通过CPU220内部的算法，可以区分尿不湿未穿戴(T1)，尿不湿穿戴到位(人体接近)(T2)，尿失禁发生(T3)，尿失禁严重发生(T4)等事件的发生，当护理完成时，A、B两点的电容恢复到干燥的电容，电阻也恢复到干燥时的电阻，电容上的充放电时间回到起始状态(T2)，系统通过此状态可判断出护理已完成。
下面详细说明CPU220测量上述放电时间参数的具体方法如下所述：CPU220选用一单片机，AB两端中的A端与单片机的一个数字管脚相连，该管脚可以由单片机设置成输出或收入管脚，通过以下步骤可以实现放电时间的测量：[1]设置该管脚为输出，并设置为高电平，则A点的电平快速充电为3.3V(假定单片机的接口电平为3.3电平标准)。[2]设置该管脚为输入，并开始计时。单片机同时判断该管脚的电平为高电平，当A点的电压随着放电的开始，逐渐降低，直到达到单片机低电平的输入转换电平比如1V时，单片机可以判断该管脚的电平变成了逻辑低。单片机同时停止计时，即可获得该次放电的时间参数。该时间参数与AB两端的等效电容和并联的等效电阻有关，电容越大，放电时间越长，电阻越小，放电时间越短。
尿湿报警器200定时对电容的放电参数进行测量，比如每1秒一次，并对获取的时间参数序列进行智能判断分析，得出尿湿事件信息，并把判断出的事件信息，打包发送到看护手机400，例如尿失禁事件信息，看护手机400收到该信息后，该手机以震动、或声音等方式提醒看护人员进行及时护理，同时该手机将把得到的各种事件的信息，如尿湿的时刻，尿湿程度等传递给服务器300，使得服务器300能够对数据进行记录，服务器300可以自动通知值班护士的手机或病人亲属的手机等。尿湿报警器200也可直接发给服务器300，由服务器300提醒看护人员。
尿湿报警器200当看护人员护理完成后，可根据尿湿传感单元100是否已重新安装，判断此次护理的情况，比如护理结束时间，护理干净程度等，并上报服务器300记录护理情况。
当病人有呼叫需求时，也可以按下呼叫按钮，直接与看护人员的手机通信，提醒看护人员，该信息也会发送到服务器上记录。
看护手机用户400、其他手机用户500及服务器300的功能主要都是通过软件的编程来实现。手机程序流程图可参考图4，服务器程序的流程图可参考图5。
一台服务器300能够接受多台尿湿报警器200(图未示)，从而达到一台服务器管理多个病人的效果。如果尿湿报警器200与看护手机用户400不能通信，尿湿报警器200的蜂鸣器将发出声音提示护理。服务器300定时与看护手机进行连接，如果发现看护手机用户未连接服务器300，可以对其他手机用户500报警，提醒护士或病人家属协助处理。服务器300也可定时与尿湿报警器连接，实现自动检查尿湿报警器200的连接和工作状态，如果不能实现与看护手机的连接，则提示护士进行及时处理。
服务器300能对记录的病人的尿湿情况和护理情况进行分析，以方便对病人治疗和看护工作的改进。分析病人尿湿情况随着住院治疗期间的变化情况，比如尿湿发生的间隔变长，尿湿次数的减少等，可以对病人的病情发展和治疗效果有一定的参考价值。分析病人发生尿湿情况到护理完成的时间，可以对看护人员的看护情况进行评估和监督，比如病人尿湿的时间点，与护理完成的时间点相差过大，表示看护人员未进行及时的护理。
同时，由于服务器300能记录尿湿发生的程度和过程，可以通过特定的算法，自动调整尿湿报警器200的相关算法，比如根据病人的不同调整尿湿报警的相关阈值等，从而有效地提高尿湿报警的可靠性，或者根据病人的历史尿湿情况，以及尿不湿的具体应用情况，比如尿湿三次或尿湿达到一定的程度，才提示进行护理，增加系统的实用性。
尿湿传感单元可以含有多组的两两互不接触的区域，对应于尿布湿上的多个尿湿检测点，分别与多个尿湿检测电路连接，接到同一个CPU上，可以对多个可能的尿湿检测点同时进行检测，由于这些尿湿检测点通过算法，比如简单多数的方法，即如果有多个点发生了尿湿事件可以进一步确认尿湿事件的发生，同时也可结合尿湿检测点的位置，判断尿湿发生的面积，进一步提高智能尿湿检测的可靠性。
如上述，本实施例所举智能尿湿报警方法及系统不仅支持病人进行主动报警。其具有的CPU220还能够自动接收尿湿传感单元100的信号并进行分析，区分尿不湿穿戴到位(人体接近)，尿失禁发生，护理完成等情况，然后通过蓝牙模块240向看护人员的手机进行报警，同时该手机把尿湿报警情况和护理情况上传服务器300并通知亲属和护士，服务器300可以基于记录的数据进行后续分析，以方便未来的治疗和护理，也可自动调整尿湿报警器200的算法，提高系统的可靠性。