一种尿湿检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种检测方法，尤其设及一种尿湿检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 生活不能自理的婴幼儿、老龄人口在排尿后需要及时更换尿片，否则会造成湿疹 等各种疾病。由于排尿时间不确定，给监护人造成沉重的负担。因此，如何有效、及时地监控 他们的身体状况，有效提高医护人员、家属的工作效率和服务质量，成为亟待解决的问题。
[0003] 目前，市面上监测排尿的装置大多通过检测相对湿度值监测排尿行为，当相对湿 度值超过湿度口限时即报警，同时利用蓝牙等无线技术传送数据，但运些方法存在如下问 题：
[0004] (1)通常设定固定的湿度口限值，未考虑环境因素的影响。不同地域、不同环境、不 同季节的空气的湿度不同，在南方潮湿季节，空气相对湿度超过90%，此时一般的口限值已 基本失效，严重影响设备的工作；
[0005] (2)由于无法对湿度阔值进行智能调整，因此若湿度环境发生变化，不管是因外界 环境引起，或因第一次排尿后监护人员未及时更换尿布之后产生第二次排尿而引起，则在 运些情况下，现有方法无法对排尿实现正确检测；
[0006] (3)未考虑无线传输距离的限制。若排尿发生时，看护人和被看护人距离较远而超 出无线传输距离，装置无法及时记录排尿行为，易出现数据漏报。
[0007] 综上所述，现有的尿湿检测方法无法满足尿湿报警器的应用需求。
【发明内容】
[000引本发明的目的是针对上述问题和难点，克服现有技术中利用固定湿度口限检测而 无法适应不同湿度环境而影响检测效果的问题，提供一种尿湿检测方法及装置。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种尿湿检测方法，该方法包括：
[0010] l)w采样周期Ts采集相对湿度值，并设置初始检测灵敏度，其中Ts< 5s;
[0011] 2)对步骤1)采集的相对湿度值进行滤波；
[0012] 3)根据步骤2)的滤波后的数据计算相对湿度变化梯度，若连续两次W上检测到相 对湿度变化梯度大于检测灵敏度，则进行排尿报警;若相对湿度变化梯度小于检测灵敏度， 则返回步骤1)。
[0013] 上述的技术方案中，所述的步骤1)中，根据采集的相对湿度值将湿度环境分为高 湿度环境、中湿度环境、低湿度环境，当相对湿度值为0 % -60 %时，设定为低湿度环境，当 相对湿度值为60 % -70 %时，设定为中湿度环境，当相对湿度值为70 % -100 %时，设定为高 湿度环境。
[0014] 上述的技术方案中，所述的步骤1)中，将高湿度环境、中湿度环境、低湿度环境对 应的检测灵敏度分别设定为高灵敏度、中灵敏度和低灵敏度；高灵敏度初始值设定为 0.5 % /s，中灵敏度初始值设定为0.8 % /s，低灵敏度初始值设定为1 % /s。
[0015] 上述的技术方案中，所述的步骤2)中，所述滤波方法为平滑滤波，滤波表达式为 才"I = .、·,. I ,〇+才& η-〇)，其中曰< 1，k〉o，xk是采集到的第k个相对湿度值，苟是对第k个相对湿 度值进行平滑滤波的结果，^ = A。 ΛΛ/f
[0016] 上述的技术方案中，所述的步骤3)中，相对湿度变化梯度h定义为：A =-^:，其中， Is A Μ是相邻两次采集的相对湿度值的差值。
[0017] 本发明中，将步骤3)的检测结果暂存或将步骤3)的检测结果通过无线方式发送到 用户的手机。当无法进行无线连接时，将检测结果暂存可W保证数据的完整性。
[0018] 本发明中，若用户接到排尿报警，但未发现排尿行为，则认为是误报;若用户发现 有排尿行为，但未接到排尿报警，则认为是漏报;若用户判断为漏报数据，则将检测灵敏度 降低0.05%/s;若用户判断为误报数据，则将检测灵敏度提高0.05%/s;其中，高灵敏度调 整范围设定为0.45%/s-0.65%/s，中灵敏度调整范围设定为0.65%/s-0.9%/s，低灵敏度 调整范围设定为0.9%/s-1.05%/s。
[0019] 本发明中，进行排尿报警后，在3-lOmin内停止检测。运样可W防止一次排尿而产 生多次报警的误操作。
[0020] 本发明还提供一种实现上述尿湿检测方法的尿湿检测装置，包括：
[0021 ]数据采集模块:用于采集相对湿度值，且采样周期为Ts;
[0022] 处理器:用于对数据采集模块采集的相对湿度值进行滤波，设置检测灵敏度，并根 据滤波模块滤波后的数据计算相对湿度变化梯度，若连续两次W上检测到相对湿度变化梯 度大于检测灵敏度，则进行排尿报警;否则，控制所述数据采集模块重新采集相对湿度值， 并重新检测。
[0023] 上述尿湿检测装置中，还包括与所述处理器连接、并将检测结果传输到用户手机 的无线通信模块，W及为所述数据采集模块、处理器、无线通信模块提供工作电源的供电模 块。本发明中的无线通信模块采用蓝牙模块。
[0024] 本发明具有的优点和积极效果是：
[0025] 1、本发明中，采用相对湿度变化梯度值判断是否出现尿湿，降低了环境因素对检 测效果的影响，适用于不同湿度环境；
[0026] 2、本发明中，根据采集的相对湿度值将湿度环境分为高湿度环境、中湿度环境、低 湿度环境，在不同湿度环境中对应采用不同的检测分辨率，提高了检测性能；
[0027] 3、本发明中，根据环境相对湿度的测量W及是否为漏报数据、误报数据而调整检 测灵敏度，可W适应变化的实际环境需求，提高了检测性能；
[0028] 4、本发明中，通过将检测结果暂存，解决了在无法进行无线连接时无法将数据传 送到用户手机而产生的漏报数据问题；
[0029] 5、本发明中，在进行排尿报警后，在3-lOmin内停止检测，解决了误触发或一次排 尿多次报警的问题；
[0030] 6、本发明中，当排尿发生后，若监护人没有及时更换尿片，则可通过环境感知调整 检测灵敏度，进行智能多次检测。
【附图说明】
[0031] 图1是采用本发明的尿湿检测方法的尿湿检测装置的硬件结构图；
[0032] 图2是本发明的尿湿检测方法的流程图；
[0033] 图3是两次模拟排尿过程的相对湿度值的变化；
[0034] 图4采集数据经平滑滤波后的结果；
[0035] 图5是本发明的注入30mL仿生尿液时相对湿度值随时间变化的曲线；
[0036] 图6是本发明的注入30mL仿生尿液时相邻两次采集的相对湿度值的差值随时间变 化的曲线。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 采用本发明的尿湿检测方法的尿湿检测装置的硬件结构图如图1所示。图中，数据 采集模块用于采集相对湿度值，且采样周期为Ts;处理器用于对数据采集模块采集的相对 湿度值进行滤波，设置检测灵敏度，并根据滤波模块滤波后的数据计算相对湿度变化梯度， 若连续两次W上检测到相对湿度变化梯度大于检测灵敏度，则进行排尿报警;否则，控制所 述数据采集模块重新采集相对湿度值，并重新检测;装置包括与所述处理器连接，并将检 测结果传输到用户手机的无线通信模块，W及为所述数据采集模块、处理器、无线通信模块 提供工作电源的供电模块。本发明中，所述数据采集模块为湿度传感器，所述处理器为单片 机，所述无线模块采用蓝牙模块。
[0039] 本发明的一种尿湿检测方法如图2所示，主要包括数据采集与环境感知学习、数据 平滑滤波、根据相对湿度变化梯度检测排尿行为、反馈智能学习系统、数据暂存、排尿行为 智能多次检测、抗干扰，W下分别进行描述。
[0040] (1)数据采集与环境感知学习
[0041] 图3为采样周期Ts为Is时，某次试验中通过传感器采集的相对湿度值。由图3可W 看出，由于排尿而引起的相对湿度变化达到稳定需要30s左右的时间。若Ts值太小，则功耗 过高，不利于节能;若Ts值太大，则无法及时采集数据，影响检测效果。因此，为了达到低功 耗的使用效果，令Ts ^ 5s可W保证不遗漏排尿过程。
[0042] 不同地域、不同环境、不同季节的空气的湿度不同。在南方潮湿季节，空气相对湿 度超过90%，因此需根据实际环境设定初始检测灵敏度。
[0043] 每次系统初始化后都认为短时间内没有排尿行为，可W进行环境数据采集。根据 采集的相对湿度值将环境设定为高湿度环境、中湿度环境、低湿度环境，将高湿度环境、中 湿度环境、低湿度环境对应的检测灵敏度分别设定为高灵敏度、中灵敏度和低灵敏度。通过 测量环境相对湿度值确定初始检测灵敏度，并根据具体使用环境调整检测策略。系统可W 适应各种使用环境，在不同环境下都能达到一个理想检测概率。
[0044] 在本发明中，当相对湿度值为0%-60%时，设定为低湿度环境；当相对湿度值为 60 % - 70 %时，设定为中湿度环境;当相对湿度值为70 % -100 %时，设定为高湿度环境。高灵 敏度初始值设定为0.5 % /s，中灵敏度初始值设定为0.8 % /s，低灵敏度初始值设定为1 % / So
[0045] (2)数据平滑滤波
[0046] 若外界环境湿度很高，采集到的数据受环境影响会出现抖动。本发明中，在装置硬 件端设计了FIF0(First Input First Output,先入先出队列）缓存，在FIFO缓存中进行数 据的平滑，去除因测量精度造成的数据抖动的影响。将采集到的数据先进行平滑，然后将平 滑后的数据保存在FIFO中，FIFO中保留最新的10个数据，将旧数据丢弃。
[0047] 本发明中优选的平滑滤波的滤波表达式为：
[004引
[0049] 其中α<1，k〉0，xk是采集到的第k个相对湿度值，％是对第k个相对湿度值进行平滑 滤波的结果，苟《兩。
[0050] 运种方式可W免除记录过多的原始数据，有利于实时计算，采集一个数据即处理 一个数据，保存的都是经过平滑的数据。当令0 = 0.2时，采样周期Ts = ls时采集的数据滤波 后效果如图4所示，图中所示为2次排尿行为采集的数据。从图中可W看出，经过平滑滤波 后，测量数据的不稳定性得到改善，使得相对湿度变化趋势更为明显，并且消除了测量值上 下抖动的影响。
[0051 ] (3