CN103577688A - 一种基于物联网的病人体温监测***和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，包括核心微处理器（MCU）、RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、天线、电源，以及触发标签进入工作状态的启动电路；所述的RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、电源负极均分别通过电路与核心微处理器连接；所述的天线与RFID模块连接，所述的启动电路与电源连接。该基于物联网的病人体温监测***和装置可实时检测病人的体温数据；当基于物联网的病人体温监测***和装置放置在底盒时，标签停止工作，拿出底盒时，开始上电工作；同时当电压低于1.8V时，标签发出LowBattery报警信号。
Description
技术领域
本发明涉及无线射频识别技术领域，具体涉及一种基于物联网的病人体温监测***和装置。
背景技术
随着移动识别技术的不断推广和应用，RFID（Radio Freqμency Identification，无线射频识别）作为一项新技术，已在各个领域得到了广泛的应用。RFID技术具有巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。
现代化的大中型医院期望利用 RFID 技术、计算机技术、网络技术和通信技术及数据库技术，对医院各项管理、医疗护理、物资经济和科研教学等信息进行有效的管理和应用，实现医院内、外部信息资源共享的 RFID 应用***。同时，随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，国人人均寿命延长，人们对医疗保健的要求也越来越高。在一些大型医院中常常因为病人太多，医护人员工作繁重而来不及给一些病人进行常规的监护治疗，使病人的一些突发情况得不到关注和及时的治疗，最后造成一些不必要的影响，给病人和医院都带来了无可挽回的损失。
因此，有必要开发一个能对病人基本体征数据进行远程监测的电子监护标签。
发明内容
本发明提供了一种可实时监测病人体温的主动式RFID电子标签。
其具体实现由以下技术方案完成：
一种基于物联网的病人体温监测***和装置，包括核心微处理器、RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、天线、电源，以及触发标签进入工作状态的启动电路；所述的RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、电源负极均分别通过电路与核心微处理器连接；所述的天线与RFID模块连接，所述的启动电路与电源连接。
所述的基于物联网的病人体温监测***和装置中，电源正极串接了一个常闭电磁开关，当标签的底盒装有小磁铁，当标签装入底盒时，开关断开，电源回路标签停止工作；当标签拿出底盒时，开关闭合，标签上电开始工作，用于实时监测体温的模块启动，RFID模块定期发送带有标签ID号和温度数据、信号强度、数据链接质量的无线射频信号（即RFID信号），无线射频信号被RFID阅读器实时接收和监护，并上传至数据管理中心。
所述的RFID模块可采用常用的无线射频识别元件，如射频芯片等；为了降低能耗优选微功耗射频芯片。
所述的微功耗射频芯片的发射和接收频率最好为ISM频段，可以不需申请***。
所述的微功耗射频芯片采用动态时槽ALOHA防冲突协议以及其自带的移频键控FSK调制方式和CSMA/CD。
所述的RFID模块发射信号的周期为2S-8S的随机数值，可减少多个标签同时发射带来的信号冲突问题。
所述的核心微处理器可采用常用的微处理器，为了降低能耗优选低功耗微处理器，一般可选用工作电压为1.8 V~3.6V、待机电流为1μA以下且从待机模式唤醒时间为1 μs以下的微功耗微处理器；可选用含有内置模数转换器和存储空间的微功耗MCΜ，所述的存储空间或存储模块的容量至少为1K，以更好的满足存储的需要。
所述的电源电压监测模块是定时监测微处理器的一个I/O和GND之间的电压差。通过定时控制该I/O口输出高电平，同时开启ADC转换，转换结束后，控制该I/O口输出低电平，并关闭ADC内核，从而达到省电的目的。同时核心微处理器具有对采集的电源电压进行自我补偿功能。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明基于物联网的病人体温监测***和装置可实时监测病人的体温数据，并最终上传至数据管理中心。当基于物联网的病人体温监测***和装置电源电压低于1.8V时，标签发出Low Battery报警信号。
附图说明
图1为本发明基于物联网的病人体温监测***和装置的电路结构示意图；
图2为本发明基于物联网的病人体温监测***和装置的电源电源监测示意图；
图3为本发明基于物联网的病人体温监测***和装置的启动电路示意图；
图4为本发明基于物联网的病人体温监测***和装置的内部结构示意图；
图5 为本发明基于物联网的病人体温监测***和装置的信号发射周期图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明基于物联网的病人体温监测***和装置，包括核心微处理器、RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、天线、电源，以及触发标签进入工作状态的启动电路。微处理器、RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、天线、启动电路设计在一块1.0mm厚的PCB电路板上。RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、电源负极均分别通过电路与微处理器连接。天线与RFID模块连接。电源电压监测是定时监测MCΜ的一个I/O和GND之间的电压差。通过定时控制该I/O口输出高电平，同时开启ADC转换，转换结束后，控制该I/O口输出低电平，并关闭ADC内核，从而达到省电的目的。同时核心微处理器具有对采集的电源电压进行自我补偿功能。电源正极串接了一个常闭电磁开关，当标签的底盒装有小磁铁，当标签装入底盒时，开关断开，标签停止工作。
如图4所示，具体实施时电源可采用CR2032型号钮扣电池，通过双列直角插针焊接在PCB电路板上；天线可采用陶瓷天线，通过焊脚焊接在PCB电路板上，可最大限度节省PCB电路板空间；RFID模块可采用微功耗射频芯片CC1101，其发射和接收频率采用ISM频段的433MHz，采用移频键控FSK调制方式和CSMA/CD和动态时槽ALOHA防冲突协议，通过焊脚焊接在PCB电路板上；微处理器可采用含8Kflash存储器的MSP430f2132，其工作电压为1.8-3.6V、待机电流为0.1μA，且从待机模式唤醒时间为6μs，通过焊脚焊接在PCB电路板上；启动电路的电磁开关通过焊脚焊接在PCB电路板上。
如图5所示，基于物联网的病人体温监测***和装置的定时器基准设定为5S，也就是每个电子标签每隔5S发射一次，考虑到多个电子标签在同一个区域会产生空间信号碰撞，所以针对5S的定时器，增加了随机时间Δt发生器，Δt=0-3S，随机时间叠加在5S的时间周期上，最终能产生tn=5S±Δt（Δt=0-3S）的随机发射周期，这样在很大程度上避免了信号冲突。即RFID模块发射信号的周期为2S-8S的随机数值，可减少多个标签同时发射带来的信号冲突问题。
本发明基于物联网的病人体温监测***和装置具体使用时，需从底盒中取出，此时启动电路中电磁开关闭合，标签开始上电工作，用于实时监测体温的模块启动，RFID模块定期发送带有标签ID号和温度数据、信号强度、数据链接质量的无线射频信号（即RFID信号），无线射频信号被RFID阅读器实时接收和监护，并上传至数据管理中心。其中标签上电初始化后，先检测一次电源电压，并通过RFID模块发送至RFID阅读器，然后进入低功耗状态。当电压低于1.8V时，标签发出Low Battery报警信号。标签不使用时，放回底盒，电磁开关断开，电源回路切断，标签停止工作。
Claims (10)
1.基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，包括核心微处理器（MCΜ）、RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、天线、电源，以及触发标签进入工作状态的启动电路；所述的RFID模块、体温监测模块、电源电压监测模块、实时时钟电路、电源负极均分别通过电路与核心微处理器连接；所述的天线与RFID模块连接，所述的启动电路与电源连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的核心微处理器是具有对体温测量值进行自我校准功能的核心微处理器。
3.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的核心微处理器为含有内置模数转换器和存储空间的超低功耗微处理器。
4.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的RFID模块采用微功耗射频芯片，其发射和接收频率为ISM频段。
5.如权利要求2所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的微功耗射频芯片采用移频键控FSK调制方式、CSMA/CD和动态时槽ALOHA防冲突协议。
6.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的RFID模块发射信号的周期为2S-8S的随机数值。
7.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，所述的体温监测模块采用超低功耗温度传感芯片，其工作电压为1.4V-3.6V，待机电流仅为1μA，同时其精度仍能达到0.5°C，分辨率可达12Bits。
8.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，电源电压监测是定时监测MCΜ的一个I/O和GND之间的电压差；通过定时控制该I/O口输出高电平，同时开启ADC转换，转换结束后，控制该I/O口输出低电平，并关闭ADC内核，从而达到省电的目的。
9.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，核心微处理器具有对采集的电源电压进行自我补偿功能。
10.如权利要求1所述的基于物联网的病人体温监测***和装置，其特征在于，电源正极串接了一个常闭电磁开关，当标签的底盒装有小磁铁，当标签装入底盒时，开关断开，标签停止工作。
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|---|---|---|---|---|
| CN110012085A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-12 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种物联网终端设备并发冲突的解决方法 |
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| CN111312135A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 奇景光电股份有限公司 | 源极驱动器及其操作方法 |
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