一种新型智能纸尿裤报警装置及报警方法与流程

本发明涉及智能硬件领域，具体而言是涉及一种新型智能纸尿裤报警装置及报警方法。

背景技术：

纸尿裤是一次性使用后即可抛弃的产品。以无纺布、卫生纸、绒毛浆、高分子吸水树脂、pe膜、橡皮筋等材料制成。有幼儿专用与成人专用两种，主要用在婴儿、瘫痪者以及大小便失禁病人的照理上。

就使用纸尿裤的那部分皮肤而言，健康的皮肤应当是干爽的。湿皮肤很快就会变得脆弱，易发生湿疹。为了最大限度地减少纸尿裤造成的皮肤危害，应当经常更换纸尿裤，并使用吸收力特强的纸尿裤。特别是新生宝宝的皮肤更为细嫩，应当经常检查和更换尿裤，但是经常检查纸尿裤，不仅给使用者带来了不便，也加大了监护者的负担。

为了解决经常检查纸尿裤的不便，本发明提出一种新型纸尿裤智能报警装置及报警方法；可在不使用电池的情况下检测纸尿裤的状态，同时检测芯片和导电极片可预埋入纸尿裤内部，不影响纸尿裤的使用舒适度。

技术实现要素：

本发明的目的是解决监护者经常检查纸尿裤带来的不便，包括用于提示用户更换纸尿裤的报警端以及用于在纸尿裤内部收集电能并通过无线传输采集传感器数据的智能数据采集芯片两部分。

所述的智能数据采集芯片包含了温度传感器、湿度传感器、阻抗传感器和电介常数传感器，智能数据采集芯片含有无线发射功能，仅需外部提供两个导电极片，智能数据采集芯片即可获取能量；所述报警端包含无线数据接收模块、状态判断模块和报警提示模块。

进一步，智能数据采集芯片以及导电极片，在纸尿裤生产时置于纸尿裤内部，用户无需任何附加操作，使用极为方便。在纸尿裤尿湿或是便脏之后，利用排泄物的液体所携带的能量，通过能量收集和数据处理两个步骤，将当前纸尿裤的状态传到接收装置，接收装置通过算法判断当前纸尿布的状态，并根据纸尿裤相应的状态，报警提示监护者及时更换纸尿裤。

本发明所述智能数据采集芯片分为两部分，能量采集模块和数据处理模块。能量采集模块利用电化学反应，获取尿液等排泄物里的能量，并转化为电能，供数据采集传输模块使用。数据处理模块采集纸尿裤当前的相对湿度、温度、排泄物阻抗、电介常数参数，并通过无线数据传输方式，传到报警端。

智能数据采集芯片所述的能量采集模块，包括原电池部分、升压电路部分、电能蓄积部分三部分。原电池由两片不同材质的导电片组成，在排泄物中，两个导电片形成电势差。升压电路将原电池产生的电能，转变到所需的电压，并通过电能蓄积部分，存储电能。

为了提高获取的电能，两个导电片不直接接触，且两导电片之间的最小距离在0.1毫米到15毫米区间，两个导电片可处于纸尿裤同一层，也可处于不同层。导电片的厚度小于2毫米，以保证纸尿裤的柔软舒适性。

智能数据采集芯片所述的数据处理模块，包括电量检测模块、传感器数据采集模块、无线传输模块。电量检测模块用于检测当前储能部分所存储的电能，当存储电能达到门限之后，开启传感器数据采集传输模块。传感器数据采集模块，采集了纸尿裤内部的相对湿度、温度、纸尿裤阻抗、电介常数数据，并通过无线，如蓝牙、sub1g方式传输出去。

本发明所述报警端，包括数据接收模块、状态判决模块、提示模块；在接收到数据之后，首先进行算法判断，判断纸尿裤当前的状态，提示模块根据纸尿裤当前的状态，提醒监护者及时更新纸尿裤。

报警端所述的数据接收模块，用于接收智能数据采集芯片传出的纸尿裤原始数据，并将原始转换后传给状态判决模块。在更换纸尿裤之后，用户通过交互界面，告知报警端纸尿裤已经更换，报警端会忽略已经更换过的纸尿裤所发出的无线数据，避免对更换过的纸尿裤重复报警。

报警端所述的状态判决模块，利用当前纸尿裤的温度、湿度阻抗、电介常数，判断出当前纸尿裤是尿湿还是便脏了，并给出纸尿裤状态。由于纸尿裤上的电能收集速度与排泄物的量成正相关，排泄物越多，电能收集越快，数据采集端单位时间内发送的数据越多，因此状态判断模块根据接收数据的时间间隔，来估计纸尿裤上排泄物的多少。

报警端所述的提示模块，根据纸尿裤的状态和用户设置，决定是否报警。用户可以设置报警门限，即排泄物达到一定量时，才进行报警，可以提高对纸尿裤的使用效率。

附图说明

图1为本发明所述报警装置系统示意图。

图2为本发明所述智能数据采集芯片和报警端内部模块结构图。

图3为本发明所述智能数据采集芯片内部结构示意图。

图4为本发明所述电能采集导电极片形状示意图。

图5为本发明所述报警端状态判断模块处理流程图。

上述附图中，各附图标记的含义为：1-1电能收集装置，1-2数据采集、传输装置，1-3报警端，1-4智能数据采集芯片，4-1导电极片1，4-2导电极片2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，自始自终，相同的标号表示相同的原件或功能模块。通过附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，不能解释为对本发明的限制。

实施例

如图1-图5所示，表示出了本发明所述的智能纸尿裤报警装置。预置于纸尿裤内部的智能数据采集芯片1-4由电能收集装置1-1和数据处理模块1-2组成；配合提示报警端1-3，组成了整个系统。

如图2所示，电能收集装置由三部分构成，分别是导电极片、升压电路和电能存储部分。其中导电极片由两个不同材质的导电片组成。结合图4，本实施例中，导电极片4-1和导电极片4-2呈“e”字形扣合在一起，两个导电极片间的距离为6毫米，所选导电极片厚度为0.5毫米，以达到柔软的效果。

如图2所示，数据处理模块，在电量充足的情况下开始工作，并将采集的数据，通过无线传输的方式，传给提示报警端1-3。

如图2所示，提示报警端1-3由数据接收模块、状态判断模块和报警提示模块组成；数据接收模块将接收到的数据，传给状态判断模块；状态判断模块根据纸尿裤当前的温度、湿度、阻抗电介常数数据，判断出纸尿裤当前是否需要更换，如果需要更换，则通过报警提示模块，提醒监护人员更换纸尿裤。

如图2所示，所述的智能数据采集芯片1-4内部由一个微处理器控制，外部接口包括传感器控制模块、时钟模块、模拟数字转换模块组成，芯片内部有一个电量检测模块，当电量检测模块检测到电能收集装置所存储的电能满足本次数据采集发送的时候，唤醒微处理器，执行一次数据采集传输操作。

当纸尿裤上存在人体排泄物时，排泄物所含液体具有导电性，将两导电极片导通，导电极片上形成电压；在本实施例中，升压电路将电压转变到2伏以上，并给电能存储单元充电。当电能存储单元的电压达到2.3伏时，电量检测模块开始工作，当检测到电能存储单元的电压达到2.8伏的时候，表明存储电量已经充足，开启智能数据采集芯片1-4内部的微处理器以及相应的传感器，进行一次数据采集、传输。

提示报警端1-3一直处于数据接收状态，当接收到智能芯片传出的数据之后，把数据输入状态判断模块，状态判断模块执行如下步骤：

1)等待新的数据，当有新的数据传入时，转到步骤2；

2)将原始数据进行转换，计算出当前纸尿裤的温度、湿度、阻抗、电介常数参数；并判断数据是否处于正常范围，如果处于正常范围，则进入步骤3；否则退出本次判断，回到步骤1，状态不变；

3)根据温度值，判断当前纸尿裤是否佩戴于人体上；如果是佩戴于人体之上，则进入步骤4，否则退出本次判断，回到步骤1，纸尿裤状态不变；

4)根据湿度值参数，判断当前纸尿裤是否处于尿湿；根据阻抗、电介常数参数，判断纸尿裤当前是否处于便脏状态；并根据单位时间内收到数据的量，估计出排泄物的多少。

5)根据尿裤的状态和用户的设置，进行显示或报警回到步骤1。

监护人员更换了纸尿裤之后，在提示报警端1-3上点击更换按钮，表示该纸尿裤已经更换，后续报警端1-3将不再接收该纸尿裤内智能数据采集芯片1-4发出的无线数据，转而监听新的无线数据。