一種基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，包括核心微處理器（MCU）、RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、天線、電源，以及觸發(fā)標簽進入工作狀態(tài)的啟動電路；所述的RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、電源負極均分別通過電路與核心微處理器連接；所述的天線與RFID模塊連接，所述的啟動電路與電源連接。該基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置可實時檢測病人的體溫數(shù)據(jù)；當基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置放置在底盒時，標簽停止工作，拿出底盒時，開始上電工作；同時當電壓低于1.8V時，標簽發(fā)出LowBattery報警信號。
【專利說明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線射頻識別【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系 統(tǒng)和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動識別技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，RFID (Radio Frequ ency Identification,無線射頻識別)作為一項新技術(shù)，已在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。RFID 技術(shù)具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空間，被認為是21世紀最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。
[0003]現(xiàn)代化的大中型醫(yī)院期望利用RFID技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)及 數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對醫(yī)院各項管理、醫(yī)療護理、物資經(jīng)濟和科研教學等信息進行有效的管理和應(yīng) 用，實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)、外部信息資源共享的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。同時，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民 生活水平的不斷提高，國人人均壽命延長，人們對醫(yī)療保健的要求也越來越高。在一些大型 醫(yī)院中常常因為病人太多，醫(yī)護人員工作繁重而來不及給一些病人進行常規(guī)的監(jiān)護治療， 使病人的一些突發(fā)情況得不到關(guān)注和及時的治療，最后造成一些不必要的影響，給病人和 醫(yī)院都帶來了無可挽回的損失。
[0004]因此，有必要開發(fā)一個能對病人基本體征數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)測的電子監(jiān)護標簽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種可實時監(jiān)測病人體溫的主動式RFID電子標簽。
[0006]其具體實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，包括核心微處理器、RFID模塊、體溫監(jiān) 測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、天線、電源，以及觸發(fā)標簽進入工作狀態(tài)的啟動 電路；所述的RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、電源負極均分 別通過電路與核心微處理器連接；所述的天線與RFID模塊連接，所述的啟動電路與電源連 接。
[0007]所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置中，電源正極串接了一個常閉電磁 開關(guān)，當標簽的底盒裝有小磁鐵，當標簽裝入底盒時，開關(guān)斷開，電源回路標簽停止工作；當 標簽?zāi)贸龅缀袝r，開關(guān)閉合，標簽上電開始工作，用于實時監(jiān)測體溫的模塊啟動，RFID模塊 定期發(fā)送帶有標簽ID號和溫度數(shù)據(jù)、信號強度、數(shù)據(jù)鏈接質(zhì)量的無線射頻信號(即RFID信 號)，無線射頻信號被RFID閱讀器實時接收和監(jiān)護，并上傳至數(shù)據(jù)管理中心。
[0008]所述的RFID模塊可采用常用的無線射頻識別元件，如射頻芯片等；為了降低能耗 優(yōu)選微功耗射頻芯片。
[0009]所述的微功耗射頻芯片的發(fā)射和接收頻率最好為ISM頻段，可以不需申請免費使用。
[0010]所述的微功耗射頻芯片采用動態(tài)時槽ALOHA防沖突協(xié)議以及其自帶的移頻鍵控 FSK調(diào)制方式和CSMA/⑶。[0011]所述的RFID模塊發(fā)射信號的周期為2S-8S的隨機數(shù)值，可減少多個標簽同時發(fā)射 帶來的信號沖突問題。
[0012]所述的核心微處理器可采用常用的微處理器，為了降低能耗優(yōu)選低功耗微處理 器，一般可選用工作電壓為1.8 V1.6V、待機電流為I 以下且從待機模式喚醒時間為I U s以下的微功耗微處理器；可選用含有內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存儲空間的微功耗MCM，所述 的存儲空間或存儲模塊的容量至少為1K，以更好的滿足存儲的需要。
[0013]所述的電源電壓監(jiān)測模塊是定時監(jiān)測微處理器的一個I/O和GND之間的電壓差。 通過定時控制該I/O 口輸出高電平，同時開啟ADC轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，控制該I/O 口輸出低 電平，并關(guān)閉ADC內(nèi)核，從而達到省電的目的。同時核心微處理器具有對采集的電源電壓進 行自我補償功能。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置可實時監(jiān)測病人的體溫數(shù)據(jù)，并最終上 傳至數(shù)據(jù)管理中心。當基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置電源電壓低于1.8V時，標簽 發(fā)出Low Battery報警信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的電源電源監(jiān)測示意圖；
圖3為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的啟動電路示意圖；
圖4為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的信號發(fā)射周期圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、2、3所示，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，包括核心微處 理器、RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、天線、電源，以及觸發(fā)標 簽進入工作狀態(tài)的啟動電路。微處理器、RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實 時時鐘電路、天線、啟動電路設(shè)計在一塊1.0mm厚的PCB電路板上。RFID模塊、體溫監(jiān)測模 塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、電源負極均分別通過電路與微處理器連接。天線與 RFID模塊連接。電源電壓監(jiān)測是定時監(jiān)測MCM的一個I/O和GND之間的電壓差。通過定 時控制該I/O 口輸出高電平，同時開啟ADC轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，控制該I/O 口輸出低電平，并 關(guān)閉ADC內(nèi)核，從而達到省電的目的。同時核心微處理器具有對采集的電源電壓進行自我 補償功能。電源正極串接了一個常閉電磁開關(guān)，當標簽的底盒裝有小磁鐵，當標簽裝入底盒 時，開關(guān)斷開，標簽停止工作。
[0017]如圖4所示，具體實施時電源可采用CR2032型號鈕扣電池，通過雙列直角插針焊 接在PCB電路板上；天線可采用陶瓷天線，通過焊腳焊接在PCB電路板上，可最大限度節(jié)省 PCB電路板空間；RFID模塊可采用微功耗射頻芯片CC1101，其發(fā)射和接收頻率采用ISM頻 段的433MHz，采用移頻鍵控FSK調(diào)制方式和CSMA/⑶和動態(tài)時槽ALOHA防沖突協(xié)議，通過焊 腳焊接在PCB電路板上；微處理器可采用含8Kflash存儲器的MSP430f2132，其工作電壓為
1.8-3.6V、待機電流為0.1 ii A，且從待機模式喚醒時間為6 u S，通過焊腳焊接在PCB電路板上；啟動電路的電磁開關(guān)通過焊腳焊接在PCB電路板上。
[0018]如圖5所示，基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置的定時器基準設(shè)定為5S，也 就是每個電子標簽每隔5S發(fā)射一次，考慮到多個電子標簽在同一個區(qū)域會產(chǎn)生空間信號 碰撞，所以針對5S的定時器，增加了隨機時間At發(fā)生器，At=0_3S，隨機時間疊加在5S的 時間周期上，最終能產(chǎn)生tn=5S± A t ( A t=0-3S)的隨機發(fā)射周期，這樣在很大程度上避免 了信號沖突。即RFID模塊發(fā)射信號的周期為2S-8S的隨機數(shù)值，可減少多個標簽同時發(fā)射 帶來的信號沖突問題。
[0019]本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置具體使用時，需從底盒中取出，此 時啟動電路中電磁開關(guān)閉合，標簽開始上電工作，用于實時監(jiān)測體溫的模塊啟動，RFID模塊 定期發(fā)送帶有標簽ID號和溫度數(shù)據(jù)、信號強度、數(shù)據(jù)鏈接質(zhì)量的無線射頻信號(即RFID信 號)，無線射頻信號被RFID閱讀器實時接收和監(jiān)護，并上傳至數(shù)據(jù)管理中心。其中標簽上電 初始化后，先檢測一次電源電壓，并通過RFID模塊發(fā)送至RFID閱讀器，然后進入低功耗狀 態(tài)。當電壓低于1.8V時,標簽發(fā)出Low Battery報警信號。標簽不使用時,放回底盒，電磁 開關(guān)斷開，電源回路切斷，標簽停止工作。
【權(quán)利要求】
1.基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，包括核心微處理器(MCM)、 RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電路、天線、電源，以及觸發(fā)標簽進 入工作狀態(tài)的啟動電路；所述的RFID模塊、體溫監(jiān)測模塊、電源電壓監(jiān)測模塊、實時時鐘電 路、電源負極均分別通過電路與核心微處理器連接；所述的天線與RFID模塊連接，所述的 啟動電路與電源連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 核心微處理器是具有對體溫測量值進行自我校準功能的核心微處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 核心微處理器為含有內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存儲空間的超低功耗微處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 RFID模塊采用微功耗射頻芯片，其發(fā)射和接收頻率為ISM頻段。
5.如權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 微功耗射頻芯片采用移頻鍵控FSK調(diào)制方式、CSMA/CD和動態(tài)時槽ALOHA防沖突協(xié)議。
6.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 RFID模塊發(fā)射信號的周期為2S-8S的隨機數(shù)值。
7.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述的 體溫監(jiān)測模塊采用超低功耗溫度傳感芯片，其工作電壓為1.4V-3.6V，待機電流僅為I ii A, 同時其精度仍能達到0.5° C，分辨率可達12Bits。
8.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，電源電 壓監(jiān)測是定時監(jiān)測MCM的一個I/O和GND之間的電壓差；通過定時控制該I/O 口輸出高電 平，同時開啟ADC轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，控制該I/O 口輸出低電平，并關(guān)閉ADC內(nèi)核，從而達到 省電的目的。
9.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，核心微 處理器具有對采集的電源電壓進行自我補償功能。
10.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的病人體溫監(jiān)測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，電源正 極串接了一個常閉電磁開關(guān)，當標簽的底盒裝有小磁鐵，當標簽裝入底盒時，開關(guān)斷開，標簽停止工作。
【文檔編號】G06K7/00GK103577688SQ201310482743
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】章笠中 申請人:醫(yī)惠科技(蘇州)有限公司