具有射頻識別和無線數據通信功能的電子體溫計的製作方法
2024-03-22 00:28:05
專利名稱：具有射頻識別和無線數據通信功能的電子體溫計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溫度測量裝置，特別涉及一種具有射頻識別和無 線數據通信功能的醫用體溫測量裝置。
背景技術：
目前，醫院病房中的日常體溫測量仍然採用傳統的方式進行。主要是 由醫護人員將體溫計逐一發給每個患者，待患者完成體溫測量後，再逐一取回，並分別記錄 測量結果。這種工作模式的主要缺點是工作量大，且操作過程容易導致水銀體溫計破碎，造 成汞汙染。市場上所銷售的電子體溫計只有簡單的體溫測量功能，僅適用於家庭使用。由於 不具備無線通信、數據存儲及身份識別等功能，因此還無法替代水銀體溫計在醫院廣泛使用。儘管目前無線遙測技術在醫療監護領域得到長足的發展。現有的技術已將無線收 發模塊與電子測溫模塊相結合，實現將所測得的溫度數據通過無線傳輸的方式發送到帶有 無線接收模塊的接收器。但由於各種技術上的缺陷，此類產品至今為止還不適用於臨床使用。在申請號為00114319的中國發明專利申請中公開了名為「一種用於生理病理 信號監測的多目標無線數據傳輸系統」的技術方案，該方案採用頻分多址(FDMA)技術將 280MHz 350MHz頻段分為若干個信道，每個信道對應一個發射機。由於只有70MHz的帶 寬，可同時使用的發射機數量有限，而且該方案也沒有涉及體溫測量。在申請號為0擬00420119160](授權公告日為2006年3月1日)的中國發明專 利中，公開了名為「病房無線體溫數據採集裝置」的技術方案。該方案採用紅外線溫度探測 儀測量人體的面部溫度，紅外線溫度探測儀固定設置在病房內病人躺臥位置的上方，其內 部設置一個藍牙發射模塊，該模塊將溫度數據發送到個人數字處理裝置，個人數字處理裝 置可以進一步通過無線區域網將數據傳給伺服器。該發明存在的不足之處是其採用紅外 線測溫的方法，這種方法只能測量人體的體表溫度，而這一溫度不代表人體的真實體溫，因 此，該方案不能用於臨床體溫測量。在申請號為03U6789.0的中國發明專利申請中公開了名為「無線集中監測群體 體溫的方法和系統」的技術方案。該方案採用無線分站的形式增加了系統中可同時工作的 體溫檢測終端的數量，以微型計算機為數據處理工作站，數據處理工作站通過通訊接口電 路連接1 1 個分站，每個分站佔用一個信道進行無線通信，分站下可對應和1 IOM 個終端進行通信。該發明存在的不足是(1)溫度測量電路採用溫度傳感器、A/D與微處理 器結合的方法實現。這種實現方法帶來的缺點是電路複雜，且成本較高；( 數據通信採 用射頻收發晶片，不便於與具有藍牙通信功能的設備(如計算機、PDA等)進行數據交換；此外，以上發明存在的一個共同的不足是不具備自動識別標籤的功能，因而在臨 床應用中受到一定的限制。發明內容本實用新型克服現有技術的不足，提供了一種具有射頻識別功能和無 線數據通信功能的醫用電子體溫測量裝置。該體溫測量裝置可自動識別被測對象的電子條 碼，並在的完成體溫測量後，將體溫數據和電子條碼以無線傳輸的方式發送至數據接收系統。為解決上述問題，本實用新型採用以下技術方案該體溫測量裝置由一個溫度傳感器1、一個具有數據通信功能的體溫計專用晶片 2、一個液晶屏3和一個無線通信模塊4等部件組成。溫度傳感器直接或間接與人體接觸 (如夾在腋下)，通過熱交換，溫度傳感器的溫度將會逐漸接近人體的體溫。具有數據通信 功能的體溫計專用晶片2與溫度傳感器1相連接，它可將溫度傳感器的溫度轉換成數字量。 體溫計專用晶片2具有液晶驅動功能，可以直接驅動液晶屏，並將溫度數據顯示在液晶屏 上。此外體溫計專用晶片2還具有數據通信功能，可以將溫度數據傳送給無線通信模塊。無線通信模塊的實現可以採用以下兩種技術方案實現方案一無線通信模塊4由一個微控制器5、一個無線數據收發模塊6、一個射頻天 線7、一個射頻識別閱讀器8和一個耦合線圈9構成。微控制器5分別與體溫計專用晶片 2、無線數據收發模塊6和射頻識別閱讀器8相連接。在每次測溫前，體溫計中的射頻識別 閱讀器通過非接觸的方式讀取被測者電子標籤中的電子識別碼，並將此識別碼存入微控制 器5的Flash中；測溫完成後，微控制器5接收體溫計專用晶片2發送來的溫度數據，然後 根據外設的請求，將該溫度數據和電子識別碼發送至無線數據收發模塊6。無線數據收發模 塊6收到數據後，立即通過天線7將該數據發送出去。天線7與無線數據收發模塊6相連 接，用於提高本裝置的數據傳輸距離。方案二 無線通信模塊4由一個藍牙通信模塊10、一個射頻天線11、一個射頻識別 閱讀器12和一個耦合線圈13構成。藍牙通信模塊10分別與體溫計專用晶片2、射頻天線 11、射頻識別閱讀器12相連接。在每次測溫前，體溫計中的射頻識別閱讀器通過非接觸的 方式讀取被測者電子標籤的電子識別碼，並將該識別碼存入藍牙模塊的Flash中；測溫完 成後，藍牙通信模塊10接收體溫計專用晶片2發送來的溫度數據，然後根據外設的請求，將 該溫度數據和電子識別碼發通過天線11發送出去。天線11與藍牙通信模塊10相連接，用 於提高本裝置的數據傳輸距離。與目前已公開的專利技術相比，本產品具有射頻識別功能和電子識別碼存儲功 能，適合在醫院中推廣使用。例如，在病房中為每個患者預先配發一個電子標籤，標籤上存 有患者的電子識別碼。在使用本裝置為患者測量體溫時，首先用本裝置中的射頻識別閱讀 器讀取患者的電子識別碼，並將該電子識別碼存入裝置內的Flash中。當體溫測量完成後， 無線通信模塊將溫度數據和電子識別碼一同發送至外部接收裝置。外部接收裝置接收到數 據後可將數據發送至醫院信息系統(HIS)，由於數據中含有身份識別碼，因此HIS系統可自 動通過電子識別碼將體溫數據與患者的姓名一一對應起來，存入患者的電子病例。此外，還 可以通過帶有無線數據通信功能的網關直接發送到區域網中，再通過區域網傳送至護士工 作站。這種新裝置的採用，可以減輕醫護人員的勞動強度，同時可以替代目前在病房中大量 使用的水銀體溫計，以減輕環境汙染。
圖1是本實用新型系統總體構成框圖；圖2是圖1中無線通信模塊的技術實現原理框圖(方案一)；圖3是圖1中無線通信模塊的技術實現原理框圖(方案二)；[0019]圖4是圖1中溫度傳感器、體溫計專用晶片和液晶屏的連接電路圖；圖5是圖2中微控制器及周邊元件電路圖；圖6是圖2中無線數據收發模塊電路圖；圖7是圖2和圖3中射頻識別閱讀器電路圖；圖8是圖3中藍牙通信模塊電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述附圖1描述的電子體溫計由一個溫度傳感器1、一個體溫計專用晶片2、一個液晶 屏3和一個無線通信模塊4組成。其中無線通信模塊4的實現方案有兩種。圖2是圖1中無線通信模塊的技術實現方案之一。無線通信模塊4由一個微控制 器5、一個無線數據收發模塊6、一個射頻天線7、一個射頻識別閱讀器8和一個耦合線圈9 構成。微控制器5分別與體溫計專用晶片2、無線數據收發模塊6和射頻識別閱讀器8相連 接。在每次測溫前，體溫計中的射頻識別閱讀器通過非接觸的方式讀取被測者電子標籤中 的電子識別碼，並將此識別碼存入微控制器5的Flash中；測溫完成後，微控制器5接收體 溫計專用晶片2發送來的溫度數據，然後根據外設的請求，將該溫度數據和電子識別碼發 送至無線數據收發模塊6。無線數據收發模塊6收到數據後，立即通過天線7將該數據發送 出去。天線7與無線數據收發模塊6相連接，用於提高本裝置的數據傳輸距離。圖3是圖1中無線通信模塊的技術實現的另一種方案。無線通信模塊4由一個藍 牙通信模塊10、一個射頻天線11、一個射頻識別閱讀器12和一個耦合線圈13構成。藍牙 通信模塊10分別與體溫計專用晶片2、射頻天線11、射頻識別閱讀器12相連接。在每次測 溫前，體溫計中的射頻識別閱讀器通過非接觸的方式讀取被測者電子標籤的電子識別碼， 並將該識別碼存入藍牙模塊的Flash中；測溫完成後，藍牙通信模塊10接收體溫計專用芯 片2發送來的溫度數據，然後根據外設的請求，將該溫度數據和電子識別碼發通過天線11 發送出去。天線11與藍牙通信模塊10相連接，用於提高本裝置的數據傳輸距離。圖4是圖1中溫度傳感器1、體溫計專用晶片2和液晶屏3的連接電路圖。這三個 元件與周邊的電阻及電容等元器件構成常規電子體溫計電路。圖中的熱敏電阻knsor作 為溫度傳感器。熱敏電阻的一端與體溫計專用晶片Ul的管腳22 (RS)相連，另一端與Ul的 管腳20(SC)相連。熱敏電阻在不同的溫度下呈現不同的阻值，體溫計專用晶片Ul根據阻 值的不同，直接計算出該阻值所對應的溫度。體溫計專用晶片Ul選用騰富(JAZTEK)公司 的JA31104晶片。該晶片具有液晶驅動功能，其COMl 3、SAl 3、SBl 3、SCl 3管 腳可直接驅動液晶屏。元件U2為液晶屏，它與Ul相連接，用於體溫測試結果的顯示。此外 該體溫計專用晶片2還具有數據通信功能，其管腳33 (OEB)和管腳34 (DATA)可用於數據通 信，這兩個管腳可直接與微控制器相連，將溫度數據傳給微控制器。圖5是圖2中微控制器及周邊元件電路圖。圖中U3是微控制器。在本實施例中， 我們選用德州儀器(Tl)公司的MSP430F1232作為微控制器，該晶片通過管腳10 (P2. 2)和 管腳19(P2. 3)分別與體溫計專用晶片的管腳34 (DATA)和管腳33 (OEB)相連接，進行數據 通信。此外，U3的管腳15 (P3. 4)和管腳16 (P3. 5)分別與藍牙模塊U4的管腳17(UART_RX) 和管腳2(UART_TX)相連接，主要完成數據的傳輸功能。在微控制器晶片MSP430F1232中， 有池的flash存儲器用於存儲控制程序和電子識別碼的存儲。[0031]圖6是圖2中無線數據收發模塊電路圖。在本方案中，我們採用藍牙技術實現 無線數據通信功能。圖中U4為藍牙模塊。在本實施例中，我們選用臺灣DELTA公司生產 的DFBM-CS120模塊作為藍牙模塊來實現通信功能，該模塊以美國CSR公司的bleuCOre3. 0 作為內核，並將此內核與外圍電路封裝在一個晶片內。該模塊的管腳17(UART_RX)和管腳 2(UART_TX)分別與微控制器的管腳15 (P3. 4)和管腳16 (P3. 5)相連接。圖7是圖2和圖3中射頻識別閱讀器電路圖。電路的核心元器件TO採用的是MF RC522。MF RC522是應用於13. 56MHz非接觸式通信中高度集成度讀寫卡系列晶片中的一 員。MFRC522利用了先進的調製和解調概念，完全集成了在13. 56MHz下所有類型的被動非 接觸式通信方式和協議。它支持IS014443A的多層應用。其內部發送器部分可驅動讀寫器 天線與IS014443A/MIFARE卡或應答機的通信，無需其它的電路。接收器部分提供一個堅 固而有效的解調和解碼電路，用於處理與IS014443A兼容的應答器信號。數字部分可處理 IS014443A幀和錯誤檢測(奇偶&CRC)。MFRC522支持MIFARE更高速的非接觸式通信，雙 向數據傳輸速率高達4241cbit/S。電路中，元器件R12、R13、C35、C36與晶片的管腳16、管 腳17組成接收電路。元器件L11、C25、L12、(^6和晶片的管腳11、管腳13連接組成發射電 路。元器件〔23丄24丄27丄28、1 14、1 15為天線1^的匹配電路。MF RC522晶片支持三種串 行接口說1、說肌、12(，本電路中我們採用的是^串行接口，該接口的外接引腳少。U5的 管腳1為1 使能端，置為高電平。U5的管腳M和管腳31分別為數據線和時鐘線。當無 線通信模塊採用圖2的方案時，我們將圖5中U3的管腳18和管腳17分別設置為數據線和 時鐘線，U5的管腳M和管腳31分別與U3的管腳18和管腳17相連接。當無線通信模塊 採用圖2的方案時，我們將圖8中U6的管腳J3和管腳B2分別設置為數據線和時鐘線，U5 的管腳M和管腳31分別與U6的管腳J3和管腳B2相連接。圖8是圖3中藍牙通信模塊電路圖。電路中的核心器件TO採用CSR公司的第四代 CSRBlueCore4藍牙晶片BC417143，該晶片完全符合藍牙V2. 0+EDR標準，支持2. 4GHz的RF 收發器，內部有16位的ARM處理器，48Kbyte片上RAM，支持8Mbit external flash。PI05、 PI06管腳接溫度晶片的OEB和DATA接收溫度數據。AIOO管腳接電池電量檢測，隨時檢測 電池的電量，PI010管腳接單鍵開關控制溫度計的開關。PI08、PI04、PI011、PI07、PIOO管 腳接IXD顯示，顯示溫度和電量，PIOl、PI03管腳分別和U5的管腳31和管腳M相連實現 1 接口。圖中T2(FB20U)為平衡濾波器，接在天線與藍牙之間，用於避免產生耦合或幹擾。 U4(39VF800A)為8Mbit flash存儲晶片，可以用於存儲藍牙協議棧。
權利要求1.一種醫用電子體溫計，包括溫度傳感器[1]、體溫計專用晶片[2]、液晶屏[3]，其特 徵是體溫計專用晶片還與一個無線通信模塊[4]相連接；
2.根據權利要求1所述的電子體溫計，其特徵是，所述無線通信模塊[4]由一個微控制 器[5]、一個無線數據收發模塊[6]、一個射頻識別閱讀器[8]、一個射頻天線[7]和一個耦 合線圈[9]構成；
3.根據權利要求1所述的電子體溫計，其特徵是，所述無線通信模塊[4]也可以由一 個藍牙通信模塊[10]、一個射頻天線[11]、一個射頻識別閱讀器[12]和一個耦合線圈[13] 構成。
專利摘要本實用新型公開了一種具有射頻識別和無線數據通信功能的電子體溫測量裝置。該裝置由溫度傳感器、體溫計專用晶片、液晶屏和無線通信模塊等部件組成。溫度傳感器直接或間接與人體接觸，體溫計專用晶片與溫度傳感器相連接，它可將溫度傳感器的溫度轉換成數字量。體溫計專用晶片具有液晶驅動功能，可以直接驅動液晶屏顯示溫度數據。此外體溫計專用晶片還具有數據通信功能，可將溫度數據傳送給無線通信模塊。無線通信模塊具有射頻識別功能和無線數據通信功能，可自動識別被測對象的電子條碼，並在完成體溫測量後，將體溫數據和電子條碼以無線傳輸的方式發送至數據接收系統。該裝置主要應用於臨床，能夠替代目前醫院病房內大量使用的水銀體溫計。
文檔編號H04B5/02GK201847673SQ20102027384
公開日2011年6月1日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者陳哲 申請人:北京潤康醫療器械有限責任公司