基於物聯網的床位無線傳感裝置的製作方法
2023-05-28 14:20:01 1
專利名稱：基於物聯網的床位無線傳感裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種床位無線傳感裝置，尤其是一種基於物聯網的床位無線傳感裝 置，具體地說就是一種基於物聯網的床位監控及管理的裝置，屬於物聯網的技術領域。
背景技術：
目前國內眾多的福利院和醫院中，在對於臥床老人和行動不便的病人護理中，時 常會發生一些意外，病人在沒有護理人員在場的情況，擅自離床活動，導致跌倒，摔傷等等 意外，尤其是夜間上洗手間，摔倒後短時護理人員無法知曉，從而導致意外事件，對此福利 院以及醫院以及其他領域目前都沒有合適的技術解決方案，不能對上述意外事件進行緊急處理。發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基於物聯網的床位無線傳 感裝置，其結構簡單，安裝使用方便，提高了監控的可操作性，自動化程度高，安全可靠。
按照本發明提供的技術方案，所述基於物聯網的床位無線傳感裝置，包括用於檢 測床位重量的床位壓力傳感器，所述床位壓力傳感器的輸出端與信號採集與處理模塊相 連，所述信號採集與處理模塊將床位壓力傳感器檢測的床位重量信號採集與處理後無線傳 輸至物聯網的床位管理裝置；當床位壓力傳感器檢測的床位重量信號低於設定的重量範圍 且超過設定時間長度時，物聯網的床位管理裝置輸出床位報警信號。
所述信號採集與處理模塊的輸出端與第一無線信號傳輸模塊相連，所述第一無線 信號傳輸模塊通過第一天線與第二無線信號傳輸模塊的第二天線無線連接；第二無線信號 傳輸模塊的輸出端與物聯網的床位管理裝置相連。
所述信號採集與處理模塊包括ADC轉換模塊及單片機；所述單片機的輸入端通過 ADC轉換模塊與床位壓力傳感器相連。所述物聯網的床位管理裝置與英特網連接模塊相互 連接。
所述床位壓力傳感器包括殼體，所述殼體的下部固定安裝有彈性體，所述彈性體 與殼體間形成傳感器座體；彈性體內的底部設置有對床位重量檢測的壓力傳感件，所述壓 力傳感件的上方設有受壓體，所述受壓體與彈性體固定連接；受壓體與壓力傳感件間設有 應變腔體。
所述傳感器座體上設有支撐腳，所述支撐腳固定安裝於彈性體的下部。所述殼體 上設有均勻分布的安裝固定螺栓。所述殼體呈圓柱體結構。
所述彈性體通過殼體固定螺栓與殼體相固定。所述壓力傳感件上設有輸出導線， 所述輸出導線與壓力傳感件電連接。
本發明的優點床位壓力傳感器安裝於待檢測床位的床腳底部，信號採集與處理 模塊用於採集床位壓力傳感器輸出的床位重量信號，並將所述床位重量信號轉換成數字信 號；信號採集與處理模塊將轉換後的床位重量信號無線傳輸至物聯網的床位管理裝置；當輸入至物聯網的床位管理裝置的床位重量信息長時間低於設定範圍時，物聯網的床位管理 裝置輸出報警信號，從而避免了床位上人員離開時間較長且出現事故時，無人監管的發生， 提高了監控的可操作性，提高了床位監控的可靠性，結構簡單，安裝使用方便。
圖1為本發明的結構框圖。
圖2為本發明床位壓力傳感器的結構示意圖。
圖3為圖2的俯視圖。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖廣圖3所示本發明包括床位壓力傳感器1、信號採集與處理模塊2、第一無 線信號傳輸模塊3、第一天線4、第二天線5、第二無線信號傳輸模塊6、物聯網的床位管理裝 置7、英特網連接模塊8、殼體9、輸出導線10、殼體固定螺栓11、彈性體12、支撐腳13、壓力 傳感件14、應變腔體15、受壓體16及安裝固定螺栓17。
如圖1所示在夜間，為了能夠醫院或福利院的床位進行監控，避免床位上的人出 現意外事故，需要在床位上安裝床位壓力傳感器1，所述床位壓力傳感器1安裝於床位的床 腳底部，通過床位壓力傳感器1來感應床位上的重量變化；當床位上的人下床時，床位的重 量就會減小；一個床位需要安裝四個床位壓力傳感器1，分別安裝於床位的四個床腳，提高 檢測床位重量的準確性。床位壓力傳感器1的輸出端與信號採集與處理模塊2相連，所述 信號採集與處理模塊2包括ADC轉換模塊(模數轉換)及單片機；所述ADC轉換模塊將床位 壓力傳感器1檢測的床位重量信號轉換成相應的數位訊號，並將所述數位訊號傳輸到單片 機內，由單片機進行相應的編碼等處理後輸出；所述ADC轉換模塊具有不同的轉換精度，選 擇不同精度的ADC轉換模塊能夠得到不同的床位重量信號測量精度。信號採集與處理模塊 2的輸出端與第一無線信號傳輸模塊3相連，所述第一無線信號傳輸模塊3上設有第一天線 4 ；第一無線信號傳輸模塊3通過第一無線4及第二天線5與第二無線信號傳輸模塊6無線 連接。第二無線信號傳輸模塊6與物聯網的床位管理裝置7相連，所述物聯網的床位管理 裝置7通過第二無線信號傳輸模塊6接收信號採集與處理模塊2發送的床位重量信號，並 對所述信號進行相應的解碼處理；並將所述床位重量信號與設定的重量信號相比較；當接 收到的床位重量信號不在設定的重量信號範圍內且當前狀態持續到設定的時間時，物聯網 的床位管理裝置7輸出床位報警信號，提示相關人員前去查看，確保相應床位出現意外事 故時能夠及時進行相應處理，降低了意外事故導致的危險情況；不需要專門人員實時監管， 提高了操作性，自動化程度高。
醫院或福利院內的多個床位都可以安裝床位壓力傳感器1，用於檢測對應的床位 重量信號；每個床位的重量信號通過相應的第一無線信號傳輸模塊3、第一天線4、第二天 線5及第二無線傳輸模塊6無線傳輸至物聯網的床位管理裝置7內，物聯網的床位管理裝 置7可以根據不同床位的地址編碼進行相應的解碼，能夠避免信號間的混亂，實現多個床 位的同時監控與管理。物聯網的床位管理裝置7可以為計算機構成的監控系統，用於對多 臺床位進行監控，實現基於物聯網的監控系統。
物聯網的床位管理裝置7還與英特網連接模塊8相連，通過英特網連接模塊8可 以實現遠程的連接與監控。第一無線信號傳輸模塊3與第二無線信號傳輸模塊6間的傳輸 頻率可以為2. 4GHz或433MHz，其中，2. 4GHz頻率是國際通用的免費民用頻段，433MHz是國 內免費民用頻段。
如圖2和圖3所示為床位壓力傳感器1的結構示意圖。床位壓力傳感器1包括 殼體9，所述殼體9呈圓柱體狀；殼體9的下部設有彈性體12，所述彈性體12通過殼體固定 螺栓11與殼體9相固定；彈性體12的上部設有凹槽，彈性體12的形狀與殼體9的形狀相 對應；彈性體12與殼體9間形成傳感器座體。在彈性體12的凹槽底部設有壓力傳感件14， 壓力傳感件14為應變片或其他壓力檢測元件；所述壓力傳感件14用於檢測相應床位的壓 力；壓力傳感件14上設有電連接的輸出導線10，壓力傳感器14檢測的床位重量信號通過 輸出導線10向外輸出。壓力傳感件14的上方設有受壓體16，所述受壓體16的端部與彈 性體12相連，受壓體16與壓力傳感件14間設有應變腔體15，用於為壓力傳感件14提供 應變的空間；受壓體16與床位的床腳相連。傳感器座體的底部設有支撐腳13，所述支撐腳 13與彈性體12相連，通過支撐腳13便於保持床位的平衡。殼體9上設有均勻對稱分布的 安裝固定螺栓17，通過安裝固定螺栓17能夠將傳感器座體緊固安裝在床位的床腳上。
實施例一如圖廣圖3所示使用時，將壓力傳感件14放置於彈性體12上，然後將受壓體16安 裝在彈性體12上，受壓體16與壓力傳感件14間設有應變腔體15 ；再將殼體9固定安裝在 彈性體12上組成床位壓力傳感器1。將床位壓力傳感器1安裝床位四個床腳的底部。將 床位壓力傳感器1的輸出導線10連接到信號採集與處理模塊2，信號採集與處理模塊2的 ADC轉換模塊使用10位採樣率對床位壓力傳感器1進行床位重量信號採集；這樣床位上重 量變化的解析度的1023分度，床位上最大重量設為250公斤，(含床位本身的重量)單片機 輸出的重量分度值約等於0. 244公斤。工作時，信號採集與處理模塊2將採集到的模擬重 量信號通過ADC轉換模塊轉換為數位訊號，經過編碼後，與第一無線信號傳輸模塊3相連， 第一無線信號傳輸模塊3經過內部調製，用頻率為2. 4GHz的無線電波通過第一天線4向外 發射，第二無線信號傳輸模塊6通過第二天線5接收第一無線信號傳輸模塊3發送的床位 重量數位訊號，並將所床位重量信號輸入到物聯網的床位管理裝置7內。
物聯網的床位管理裝置7內設有2. 4GHz的無線接受端，用於與第二無線信號傳輸 模塊6相連，接收發送的床位重量數位訊號。物聯網的床位管理裝置7將接收到的床位重 量數位訊號與預先設定相應床位的重量信號相比較，當接收到的床位重量低於設定的床位 重量時，可以認定床位上的人不在床位上；且當床位上重量低於設定的床位重量時間大於 設定的變化時間時，物聯網的床位管理裝置7可以認定床位上的人出現意外情況，物聯網 的床位管理裝置7可以輸出床位報警信號，監控人員根據相應的床位報警信號，能夠及時 到達相應床位，避免床位上出現意外事故不能及時處理，實現監控床位的目的。物聯網的床 位管理裝置7還能夠通過英特網連接模塊8實現遠程監控及處理。
實施例二如圖廣圖3所示使用時，將壓力傳感件14放置於彈性體12上，然後將受壓體16安 裝在彈性體12上，受壓體16與壓力傳感件14間設有應變腔體15 ；再將殼體9固定安裝在 彈性體12上組成床位壓力傳感器1。將床位壓力傳感器1安裝床位四個床腳的底部。床位壓力傳感器1與信號採集與處理模塊2相連，信號採集與處理模塊2的ADC轉換模塊使 用16位採樣率進行採集，這樣床位上重量變化的解析度的65535分度，床位上最大重量設 為250公斤，(含床位本身的重量)單片機輸出的重量分度值約等於3. 8克。工作時，信號採 集與處理模塊2將採集到的模擬重量信號通過ADC轉換模塊轉換為數位訊號，經過編碼後， 與第一無線信號傳輸模塊3相連，第一無線信號傳輸模塊3經過內部調製，用頻率為433MHz 的無線電波通過第一天線4向外發射，第二無線信號傳輸模塊6通過第二天線5接收第一 無線信號傳輸模塊3發送的床位重量數位訊號，並將所床位重量信號輸入到物聯網的床位 管理裝置7內。
物聯網的床位管理裝置7內設有433MHz的無線接受端，用於與第二無線信號傳輸 模塊6相連，接收發送的床位重量數位訊號。物聯網的床位管理裝置7將接收到的床位重 量數位訊號與預先設定相應床位的重量信號相比較，當接收到的床位重量低於設定的床位 重量時，可以認定床位上的人不在床位上；且當床位上重量低於設定的床位重量時間大於 設定的變化時間時，物聯網的床位管理裝置7可以認定床位上的人出現意外情況，物聯網 的床位管理裝置7可以輸出床位報警信號，監控人員根據相應的床位報警信號，能夠及時 到達相應床位，避免床位上出現意外事故不能及時處理，實現監控床位的目的。物聯網的床 位管理裝置7還能夠通過英特網連接模塊8實現遠程監控及處理。
本發明床位壓力傳感器1安裝於待檢測床位的床腳底部，信號採集與處理模塊2 用於採集床位壓力傳感器1輸出的床位重量信號，並將所述床位重量信號轉換成數字信 號；信號採集與處理模塊2將轉換後的床位重量信號無線傳輸至物聯網的床位管理裝置7 ； 當輸入至物聯網的床位管理裝置7的床位重量信息長時間低於設定範圍時，物聯網的床位 管理7裝置輸出報警信號，從而避免了床位上人員離開時間較長且出現事故時，無人監管 的發生，提高了監控的可操作性，提高了床位監控的可靠性，結構簡單，安裝使用方便。
權利要求
1.一種基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是包括用於檢測床位重量的床位壓 力傳感器(1)，所述床位壓力傳感器(1)的輸出端與信號採集與處理模塊(2)相連，所述信 號採集與處理模塊(2)將床位壓力傳感器(1)檢測的床位重量信號採集與處理後無線傳輸 至物聯網的床位管理裝置(7);當床位壓力傳感器(1)檢測的床位重量信號低於設定的重量 範圍且超過設定時間長度時，物聯網的床位管理裝置(7)輸出床位報警信號。
2.根據權利要求1所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述信號採集 與處理模塊(2)的輸出端與第一無線信號傳輸模塊(3)相連，所述第一無線信號傳輸模塊 (3)通過第一天線(4)與第二無線信號傳輸模塊(6)的第二天線(4)無線連接；第二無線信 號傳輸模塊(6)的輸出端與物聯網的床位管理裝置(7)相連。
3.根據權利要求1所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述信號採集 與處理模塊(2)包括ADC轉換模塊及單片機；所述單片機的輸入端通過ADC轉換模塊與床 位壓力傳感器(1)相連。
4.根據權利要求1所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述物聯網的 床位管理裝置(7 )與英特網連接模塊(8 )相互連接。
5.根據權利要求1所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述床位壓力 傳感器(1)包括殼體(9)，所述殼體(9)的下部固定安裝有彈性體(12)，所述彈性體(12)與 殼體(9)間形成傳感器座體；彈性體(12)內的底部設置有對床位重量檢測的壓力傳感件 (14)，所述壓力傳感件(14)的上方設有受壓體(16)，所述受壓體(16)與彈性體(12)固定連 接；受壓體(16)與壓力傳感件(14)間設有應變腔體(15)。
6.根據權利要求5所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述傳感器座 體上設有支撐腳(13)，所述支撐腳(13)固定安裝於彈性體(12)的下部。
7.根據權利要求5所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述殼體(9)上 設有均勻分布的安裝固定螺栓(8)。
8.根據權利要求5所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述殼體(9)呈 圓柱體結構。
9.根據權利要求5所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述彈性體 (12)通過殼體固定螺栓(11)與殼體(9)相固定。
10.根據權利要求5所述的基於物聯網的床位無線傳感裝置，其特徵是所述壓力傳感 件(14)上設有輸出導線(10)，所述輸出導線(10)與壓力傳感件(14)電連接。
全文摘要
本發明涉及一種基於物聯網的床位無線傳感裝置，包括用於檢測床位重量的床位壓力傳感器，所述床位壓力傳感器的輸出端與信號採集與處理模塊相連，所述信號採集與處理模塊將床位壓力傳感器檢測的床位重量信號採集與處理後無線傳輸至物聯網的床位管理裝置；當床位壓力傳感器檢測的床位重量信號低於設定的重量範圍且超過設定時間長度時，物聯網的床位管理裝置輸出床位報警信號。本發明當輸入至物聯網的床位管理裝置的床位重量信息長時間低於設定範圍時，物聯網的床位管理裝置輸出報警信號，從而避免了床位上人員離開時間較長且出現事故時，無人監管的發生，提高了監控的可操作性，提高了床位監控的可靠性，結構簡單，安裝使用方便。
文檔編號A61G12/00GK102028592SQ201110004439
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者孫敏 申請人:孫敏