本發(fā)明屬于體溫檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種佩戴式體溫測(cè)量腕帶及體溫測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平逐步提高，注意力也從解決溫飽轉(zhuǎn)移到了身心健康上。為此，各式各樣的穿戴式人體機(jī)能監(jiān)控設(shè)備相繼問世，其中最具代表性的莫過于智能手表和手環(huán)。

在現(xiàn)有智能穿戴設(shè)備中，雖有部分集成了心率測(cè)量、步數(shù)統(tǒng)計(jì)、卡路里消耗記錄等功能，但都不具備體溫測(cè)量的能力，即便加入了溫度測(cè)量功能，測(cè)量的也只是體表區(qū)域的溫度與真實(shí)體溫差別較大。且現(xiàn)有的測(cè)溫設(shè)備要么是接觸式的，要么是非接觸式的，沒有將兩者統(tǒng)一起來。對(duì)于非接觸式測(cè)溫設(shè)備還存在測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)的問題，而且非接觸式紅外溫度計(jì)對(duì)于使用環(huán)境要求比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種佩戴式體溫測(cè)量腕帶及體溫測(cè)量方法，采用佩戴式腕帶的方式進(jìn)行體溫測(cè)量，并且提高了體溫測(cè)量的準(zhǔn)確度。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶測(cè)量裝置包括溫度采集模塊、主控模塊、人機(jī)交互模塊、存儲(chǔ)模塊，其中：

溫度采集模塊包括接觸式溫度傳感器和紅外溫度傳感器，其中接觸式溫度傳感器位于腕帶內(nèi)側(cè)，用于測(cè)量腕溫T₁，紅外溫度傳感器設(shè)置于腕帶外側(cè)，用于測(cè)量環(huán)境溫度T₂；溫度采集模塊接收主控模塊發(fā)送的體溫測(cè)量指令，啟動(dòng)接觸式溫度傳感器和紅外溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量得到的腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂發(fā)送給主控模塊；

主控模塊接收人機(jī)交互模塊發(fā)送的體溫測(cè)量指令，轉(zhuǎn)發(fā)給溫度采集模塊；接收人機(jī)交互模塊發(fā)送的查詢指令，從存儲(chǔ)模塊中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋給人機(jī)交互模塊進(jìn)行顯示；接收溫度采集模塊反饋的腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂，采用二次擬合曲線得到擬合實(shí)際體溫T₀，二次擬合曲線公式為：

T₀＝aT₂²+bT₂+c+T₁

其中，a、b、c表示二次擬合曲線系數(shù)，采用若干歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到；

采用定值校準(zhǔn)得到實(shí)際體溫ΔT表示定值校準(zhǔn)常數(shù)；

主控模塊將實(shí)際體溫發(fā)送給人機(jī)交互模塊反饋給用戶，并送入存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)；

人機(jī)交互模塊提供人機(jī)交互接口，用于用戶發(fā)送控制指令，包括體溫測(cè)量指令、查詢指令，并向用戶反饋體溫?cái)?shù)據(jù)；

存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)測(cè)得的體溫?cái)?shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供了一種佩戴式體溫測(cè)量腕帶的體溫測(cè)量方法，包括以下步驟：

S1：采用接觸式溫度傳感器測(cè)量得到用戶腕溫T₁；

S2：采用紅外溫度傳感器測(cè)量得到環(huán)境溫度T₂；

S3：采用二次擬合曲線對(duì)腕溫進(jìn)行校準(zhǔn)，得到擬合實(shí)際體溫T₀，二次擬合曲線的公式為：

T₀＝aT₂²+bT₂+c+T₁

其中，a、b、c表示二次擬合曲線系數(shù)，采用若干歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到；

S4：令實(shí)際體溫ΔT表示定值校準(zhǔn)常數(shù)。

本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶及體溫測(cè)量方法，采用接觸式溫度傳感器測(cè)量腕溫，采用紅外溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度，根據(jù)腕溫和環(huán)境溫度進(jìn)行二次曲線擬合、定值校準(zhǔn)從而得到實(shí)際體溫，實(shí)現(xiàn)采用佩戴式腕帶的形式對(duì)體溫的準(zhǔn)確測(cè)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶中體溫測(cè)量裝置的一種具體實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)施例中溫度采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶的體溫測(cè)量方法的具體實(shí)施方式流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。

實(shí)施例

佩戴式體溫測(cè)量腕帶可以分為腕帶和體溫測(cè)量裝置兩部分，腕帶用于佩戴，而體溫測(cè)量裝置用于測(cè)量體溫，體溫測(cè)量裝置固定在腕帶上。圖1是本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶中體溫測(cè)量裝置的一種具體實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶中體溫測(cè)量裝置包括溫度采集模塊1、主控模塊2、人機(jī)交互模塊3、存儲(chǔ)模塊4。

溫度采集模塊1包括接觸式溫度傳感器和紅外溫度傳感器，其中接觸式溫度傳感器位于腕帶內(nèi)側(cè)，用于測(cè)量腕溫T₁，紅外溫度傳感器設(shè)置于腕帶外側(cè)，用于測(cè)量環(huán)境溫度T₂；溫度采集模塊1接收主控模塊2發(fā)送的體溫測(cè)量指令，啟動(dòng)接觸式溫度傳感器和紅外溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量得到的腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂發(fā)送給主控模塊2。

主控模塊2是整個(gè)裝置的運(yùn)算核心和控制核心，在本實(shí)施例中采用STM32芯片實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)其余各個(gè)模塊之間的通信與數(shù)據(jù)交互，其主要功能包括：接收人機(jī)交互模塊3發(fā)送的體溫測(cè)量指令，轉(zhuǎn)發(fā)給溫度采集模塊1；接收人機(jī)交互模塊3發(fā)送的查詢指令，從存儲(chǔ)模塊4中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋給人機(jī)交互模塊3進(jìn)行顯示；接收溫度采集模塊1反饋的腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂，擬合校準(zhǔn)得到實(shí)際體溫發(fā)送給人機(jī)交互模塊3反饋給用戶，并送入存儲(chǔ)模塊4中存儲(chǔ)。

由于環(huán)境溫度對(duì)腕溫有較大影響，因此需要通過環(huán)境溫度對(duì)腕溫進(jìn)行校準(zhǔn)，以得到準(zhǔn)確的體溫。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際體溫與腕溫的差值與環(huán)境溫度具有一定的關(guān)系，其大致趨勢(shì)為：環(huán)境溫度越低，實(shí)際體溫與腕溫的差值就越大。其基本趨勢(shì)大致為一條拋物線，所以本發(fā)明中采用二次擬合的方式來得出校準(zhǔn)曲線，二次擬合曲線的公式為：

T₀＝aT₂²+bT₂+c+T₁

其中，T₀表示擬合實(shí)際體溫，T₁表示腕溫，T₂表示環(huán)境溫度，a、b、c表示二次曲線系數(shù)，采用若干歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到。

由于不同的人在理想外界環(huán)境下腋溫與腕溫的恒定差值不盡相同，因此還需要對(duì)擬合實(shí)際體溫T₀進(jìn)行定值校準(zhǔn)，給擬合實(shí)際體溫T₀補(bǔ)償一個(gè)恒定的常數(shù)，將補(bǔ)償曲線上下平移來達(dá)到校準(zhǔn)目的。定值校準(zhǔn)的公式為：實(shí)際體溫ΔT表示定值校準(zhǔn)常數(shù)，可以通過測(cè)量用戶實(shí)際體溫與擬合實(shí)際體溫T₀的差值來學(xué)習(xí)得到。

人機(jī)交互模塊3提供人機(jī)交互接口，用于用戶發(fā)送控制指令，包括體溫測(cè)量指令、查詢指令，并向用戶反饋體溫?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)施例中，人機(jī)交互模塊包括四個(gè)按鍵以及OLED顯示屏，四個(gè)按鍵分別是電源開關(guān)按鍵、確定/進(jìn)入按鍵、取消/退出按鍵和多功能按鍵，其中多功能按鍵可以針對(duì)不同的主菜單模式提供不同的功能，例如本實(shí)施例中在主菜單模式時(shí)對(duì)應(yīng)上翻/下翻功能，在子菜單參數(shù)設(shè)置模式時(shí)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)修改功能，菜單中的指令根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。OLED顯示屏用于展示可用于人機(jī)交互的功能，包括測(cè)量完成提示音的開關(guān)、時(shí)間設(shè)置以及溫度顯示等。

存儲(chǔ)模塊4用于存儲(chǔ)測(cè)得的體溫?cái)?shù)據(jù)。一般來說在存儲(chǔ)體溫?cái)?shù)據(jù)時(shí)，會(huì)存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息，以便用戶查詢。在本實(shí)施例中，主控模塊2采用IIC方式來對(duì)所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行讀寫操作。

為了便于用戶使用，本實(shí)施例在體溫測(cè)量裝置中還配置一個(gè)無線通信模塊5，主控模塊2通過無線通信模塊5與上位機(jī)(例如手機(jī)等移動(dòng)終端)進(jìn)行通信，即從上位機(jī)接收指令發(fā)送給主控模塊2，并將主控模塊2反饋的體溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，同時(shí)還可以根據(jù)需要向主控模塊2設(shè)置周期性地主動(dòng)上報(bào)體溫?cái)?shù)據(jù)。

本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶的工作過程為：測(cè)溫開始前，用戶應(yīng)處于測(cè)試環(huán)境中一段時(shí)間并不做劇烈運(yùn)動(dòng)。用戶佩戴好佩戴式體溫測(cè)量腕帶，瀏覽菜單并選擇開始測(cè)溫，手臂自然下垂并不接觸任何其他物體，溫度采集模塊1采集腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂發(fā)送給主控模塊2，主控模塊2擬合校準(zhǔn)得到實(shí)際體溫發(fā)送到人機(jī)交互模塊3，人機(jī)交互模塊3在接收到實(shí)際體溫后發(fā)出提示音提示用戶，顯示體溫?cái)?shù)據(jù)反饋給用戶。

為了使佩戴式體溫測(cè)量腕帶獲取更加準(zhǔn)確的體溫，本實(shí)施例還對(duì)溫度采集模塊的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。圖2是本實(shí)施例中溫度采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例中溫度采集模塊除接觸式溫度傳感器11和紅外溫度傳感器12外，還包括導(dǎo)熱銀片13和搭載接觸式溫度傳感器11的PCB板14。導(dǎo)熱銀片13位于腕帶內(nèi)側(cè)，與用戶手腕直接接觸，以加快熱傳遞的速度，從而減小測(cè)量時(shí)間。為了提高傳熱效果，本實(shí)施例中導(dǎo)熱銀片13采用雙層銀片，其中內(nèi)側(cè)銀片為長(zhǎng)條形，包裹橈動(dòng)脈和尺動(dòng)脈，外側(cè)銀片面積小于內(nèi)側(cè)銀片，一面緊貼內(nèi)側(cè)銀片，另一面與PCB板14焊接。PCB板14背面無縫焊接在導(dǎo)熱銀片13上，接觸式溫度傳感器11與PCB板14焊接的熱焊盤設(shè)置有導(dǎo)熱孔，在接觸式溫度傳感器11頂部設(shè)置有隔熱泡沫15。

在腕溫測(cè)量時(shí)，導(dǎo)熱銀片緊貼手腕皮膚，橈動(dòng)脈與尺動(dòng)脈從銀片底部流過，接觸式傳感器被隔熱泡沫包裹，測(cè)量時(shí)相當(dāng)于處在一個(gè)穩(wěn)定密閉的測(cè)溫環(huán)境中，使腕溫的測(cè)量不容易受外溫和風(fēng)速干擾，使測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。

而對(duì)于紅外溫度傳感器12，將其采用鋁罐16包裹，采用固定軸17置于腕帶外側(cè)，不與手腕和其他模塊直接接觸，可以避免手腕和其他模塊溫度對(duì)環(huán)境溫度測(cè)量產(chǎn)生的干擾。

由于本發(fā)明配置了紅外溫度傳感器，因此除了體溫測(cè)量外，還可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的額溫測(cè)量和環(huán)境溫度測(cè)量。因此在用戶指令還可以包括額溫測(cè)量指令和環(huán)境溫度測(cè)量指令；當(dāng)溫度采集模塊1通過主控模塊2接收到額溫測(cè)量指令時(shí)，啟動(dòng)紅外溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量得到的額溫通過主控模塊2反饋給人機(jī)交互模塊3；當(dāng)溫度采集模塊1通過主控模塊2接收到環(huán)境溫度測(cè)量指令時(shí)，啟動(dòng)紅外溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量得到的環(huán)境溫度通過主控模塊2反饋給人機(jī)交互模塊3。

為了使佩戴式體溫測(cè)量腕帶獲取更加準(zhǔn)確的體溫，本發(fā)明還提供了一種佩戴式體溫測(cè)量方法。圖3是本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶的體溫測(cè)量方法的具體實(shí)施方式流程圖。如圖3所示，本發(fā)明佩戴式體溫測(cè)量腕帶的體溫測(cè)量方法的具體方法包括以下步驟：

S301：測(cè)量腕溫：

采用接觸式溫度傳感器測(cè)量得到用戶腕溫T₁。本實(shí)施例中，接觸式傳感器溫度采集使用SPI方式，先讀取預(yù)存的溫度計(jì)算多項(xiàng)式的系數(shù)值，再開啟ADC轉(zhuǎn)換器得到ADC，最后代入計(jì)算公式可得此次采集對(duì)應(yīng)的溫度值。

由于只用一次采集的數(shù)據(jù)作為溫度采集值容易受到噪聲干擾帶來誤差，所以本發(fā)明在測(cè)量腕溫時(shí)使用了均值濾波的方式，即連續(xù)測(cè)量N次用戶腕溫后進(jìn)行均值濾波，將均值濾波得到的溫度值作為最終腕溫T₁。又因?yàn)榻佑|式傳感器精度雖高但測(cè)量速度較慢，所以均值濾波采用的腕溫?cái)?shù)量不宜過大，一般設(shè)置N的取值范圍為3≤N≤10。

S302：測(cè)量環(huán)境溫度：

采用紅外溫度傳感器測(cè)量得到環(huán)境溫度T₂。

與接觸式傳感器一樣，用一次采集的數(shù)據(jù)作為溫度采集值容易引起誤差，所以紅外式溫度采集也使用了濾波處理，考慮到紅外測(cè)量速度快，但準(zhǔn)確度較低，更易受到干擾，所以本實(shí)施例中采用了中值濾波加均值濾波的方法：連續(xù)測(cè)量M次環(huán)境溫度后進(jìn)行中值濾波，將中值濾波得到的環(huán)境溫度作為有效環(huán)境溫度，當(dāng)有效環(huán)境溫度數(shù)量達(dá)到K時(shí)，對(duì)K個(gè)有效環(huán)境溫度進(jìn)行均值濾波作為最終環(huán)境溫度T₂。一般來說，M的取值范圍為10≤M≤20，K的取值范圍為20≤M≤50。

S303：二次曲線擬合：

采用二次擬合曲線對(duì)腕溫進(jìn)行校準(zhǔn)，得到擬合實(shí)際體溫T₀，二次校準(zhǔn)曲線的公式為：

T₀＝aT₂²+bT₂+c+T₁

其中，T₁表示腕溫，T₂表示環(huán)境溫度，a、b、c表示二次曲線系數(shù)，采用若干歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到。

將步驟S301和S302中得到的腕溫T₁和環(huán)境溫度T₂代入二次校準(zhǔn)曲線的公式，計(jì)算得到擬合實(shí)際體溫T₀。

S304：定值校準(zhǔn)：

對(duì)擬合實(shí)際體溫T₀進(jìn)行定值校準(zhǔn)，定值校準(zhǔn)的公式為：實(shí)際體溫ΔT表示定值校準(zhǔn)常數(shù)，可以通過測(cè)量用戶實(shí)際體溫與擬合實(shí)際體溫T₀的差值來學(xué)習(xí)得到。

根據(jù)佩戴式體溫測(cè)量腕帶的描述可知，本發(fā)明中的佩戴式體溫測(cè)量腕帶還可以將紅外溫度傳感器用于單獨(dú)測(cè)量額溫和單獨(dú)測(cè)量環(huán)境溫度，其方法與步驟302相同，只是測(cè)量額溫時(shí)，還需要將步驟S302得到的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。本實(shí)施例中紅外溫度傳感器采用MLX90614傳感器的醫(yī)學(xué)版本，其內(nèi)部自帶環(huán)境溫度梯度校準(zhǔn)，可以在測(cè)量時(shí)對(duì)額溫進(jìn)行校準(zhǔn)，其測(cè)得的額溫與腋溫差值相對(duì)恒定，所以只需要再進(jìn)行一次定值校準(zhǔn)即可。

盡管上面對(duì)本發(fā)明說明性的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。