Беспроводный телематический термометр

1 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к беспроводному телематическому термометру, обладающему существенно новыми характеристиками и заметными преимуществами по сравнению с известными устройствами, используемыми с той же целью в настоящее время. В частности, предложен термометр, состоящий из двух отдельных независимых модулей, один из которых функционирует как передатчик, а другой как приемник, для дистанционного измерения температуры тела человека или животного, к которому прикреплен передатчик, таким образом, что температура тела оценивается в приемном модуле на основании информации, принятой от передатчика на радиочастоте, при этом приемный модуль также выполнен с возможностью контроля правильности работы передающего модуля и предупреждения о любой аномалии, возникающей в последнем. Настоящее изобретение может найти применение в области техники, связанной с изготовлением и/или использованием телематических устройств, в частности, в медицине и т.п. Уровень техники и сущность изобретения Известно много разных устройств, предназначенных для измерения температуры тела человека или животного. В некоторых из них используется цифровая технология, так что через определенный период времени после измерения информация об измеренной температуре выдается пользователю на индикаторном экране, показывающем непосредственно полученное значение. Однако существуют ситуации, когда необходимо знать температуру тела, нормально находящегося на определенном расстоянии от того лица, которое должно получить и использовать эту информацию. Например, это касается тех людей или животных, температура тела которых по медицинским или другим причинам должна находиться под постоянным строгим контролем, чтобы определять, находится ли она в заданных пределах. В таких случаях использование упомянутых термометров, локально выдающих необходимые значения, недостаточно для достижения требуемых целей. Для решения представленной выше проблемы были разработаны разные устройства,включая устройство, описанное в международной заявке WO 94/25841 и которое можно считать прототипом настоящего изобретения, представляющее собой локальный термометр, способный посылать сигнал предупреждения, когда температура контролируемого тела выходит за пределы заданного интервала. Несмотря на то,что это было важным достижением по сравнению с используемыми до того времени методами, данное известное устройство не решает указанную выше проблему полностью, так как оно может информировать только о наличии ано 005087 2 мальной температуры на контролируемом теле,но не может информировать о значении измеренной температуры, это значение можно узнать только непосредственно из устройства,прикрепленного к контролируемому телу. Еще один серьезный недостаток заключается в том,что если устройство, прикрепленное к телу,прекратит работу из-за неисправности или отказа, то приемная часть не сможет обнаружить это обстоятельство, просто потому что не посылается никакой сигнал. Понятно, что при необходимости контроля температуры тела требуется использовать средство, обеспечивающее гораздо более эффективную работу. Поэтому существует практическая потребность в создании такого средства, и эта задача положена в основу настоящего изобретения. Для решения упомянутой выше задачи термометр, который будет описан ниже, выполнен как беспроводное телематическое устройство, позволяющее выполнять дистанционные измерения на контролируемом теле, т.е. с удаленного места, где находится лицо, ответственное за выполнение упомянутого контроля, и при этом не требуется подходить к устройству, прикрепленному к телу, для осуществления проверки, как в случае упомянутого выше известного устройства. С этой целью термометр выполнен из двух отдельных независимых модулей, которые могут осуществлять связь между собой по радиочастоте, при этом меньший модуль прикреплен к контролирулируемому телу и периодически посылает данные измерений в другой модуль, который находится в удаленном месте и выполняет все необходимые оценки для определения точной ситуации, имеющей место на контролируемом теле. Такая работа, основанная на периодической передаче данных, позволяет приемнику обнаружить любую аномалию, которая может возникнуть в передатчике, либо по отказу в работе, т.е. когда передатчик прекращает передачу и сигналы не принимаются в ожидаемые периоды, либо по приему показаний температуры в периоды времени, отличные от запрограммированных, либо по измеренным значениям температуры, которые свидетельствуют о наличии аномалии, например если зонд больше не контактирует с телом. Поэтому, в отличие от упомянутого выше известного устройства,показания и предупреждения выдаются исключительно в приемном модуле и не требуется причинять беспокойство носителю передатчика. Предпочтительный вариант выполнения предложенного телематического термометра содержит малогабаритный легкий передающий модуль, закрепляемый на теле человека или животного, температуру тела которого необходимо контролировать и с которым он находится в контакте, поэтому данный модуль выполняют из антиаллергенных материалов и снабжают зажимом или аналогичным средством для при 3 крепления к одежде. Этот модуль содержит электронную систему с очень низким энергопотреблением, так как он не содержит экранов и т.п., кнопок, переключений и т.п. Работа данного модуля ограничена определением температуры и ее передачей в другой модуль или приемник в форме цифровых кодов. Передающий модуль включает в себя термостойкий зонд, связанный с микропроцессором, который преобразует значения мгновенного сопротивления зонда в соответствующие значения температуры,при этом упомянутый микропроцессор также управляет модуляцией по принципу все или ничего радиочастотной передающей схемы,частота которой стабилизирована кристаллом кварца, осуществляющим колебания в требуемом частотном диапазоне для операций телеуправления и телеизмерения. Этот узел получает питание от внутреннего источника питания,который предпочтительно выполнен, благодаря низкому энергопотреблению, в виде конденсатора соответствующей емкости, который может обеспечивать питание в течение заранее определенного периода времени, предпочтительно не менее 12 ч, и может перезаряжаться после этого с помощью другого модуля, т.е. приемного модуля, через электрические контакты, предусмотренные для этой цели. Приемный модуль содержит средства, настроенные на частоту передатчика, с помощью которых последовательности, принятые от передатчика, преобразуются в электрические сигналы для подачи во внутренний микропроцессор, частота которых стабилизируется кристаллом кварца. Упомянутый микропроцессор управляет группой регистраторов движения, с помощью которых осуществляется управление просмотровым экраном, в частности жидкокристаллическим дисплеем, для отображения соответствующей информации. Приемник также содержит набор кнопок, с помощью которых можно выбрать требуемую информацию для просмотра, а также запрограммировать параметры устройства (тревожную температуру,систему измерения в C/F и т.д.). Кроме того,модуль содержит средства тревожной сигнализации, как звуковое (например, пьезоэлектрический зуммер), так и световое (например, светодиод), которые активизируются в разных последовательностях в зависимости от выдаваемых предупреждений. Приемный модуль питается от батарейки или т.п., хотя также предусмотрен соответствующий вход для подсоединения к подходящему источнику питания. В качестве дополнения к передающему модулю приемник снабжен электрическими контактами, предназначенными для присоединения к контактам передатчика, чтобы перезарядить его систему питания, а также другими электрическими соединениями для установления связи под управлением приемника,предназначенными для передачи передающему 4 модулю его идентификационного кода, который должен передаваться как ключ вместе с данными,касающимися каждого выполненного измерения. Приемник может быть дополнительно оборудован другими устройствами, позволяющими ему выполнять другие заданные функции. Например, в предпочтительном варианте выполнения он оснащен последовательным цифровым информационным портом, через который можно устанавливать связь с компьютером, используя соответствующее интерфейсное устройство, чтобы измерения можно было обрабатывать, запоминать или отображать по потребности. Кроме того, приемный модуль может включать в себя обычные часы с программируемым сигналом, которые отображают информацию времени вместе с мгновенным значением температуры. Часы предпочтительно инсталлированы в самом микропроцессоре и поэтому не требуют использования внешних элементов. Что же касается программы, необходимой для выполнения разных функций приемника,понятно, что она предпочтительно инсталлируется в микропроцессоре после окончания изготовления устройства через разные точки контакта, предусмотренные для этой цели в самой печатной схеме. Краткое описание чертежей Другие характеристики и преимущества изобретения поясняются подробным описанием предпочтительного варианта его воплощения,являющегося только иллюстративным и неограничительным примером, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает электрическую схему примерного варианта выполнения передающего модуля согласно изобретению и фиг. 2 изображает электрическую схему примерного варианта выполнения приемного модуля согласно изобретению, который дополняет передающий модуль, изображенный на фиг. 1. Описание предпочтительного варианта воплощения изобретения Согласно предшествующему пояснению предпочтительный вариант воплощения изобретения будет описан на основе примерного варианта, схематически изображенного на обеих фигурах чертежей. Сначала обратимся к электрической схеме на фиг. 1, принадлежащей передающему модулю, где показаны центральный блок (1), представляющий микропроцессор, использованный в данном модуле, а также группа элементов, расположенных вблизи него, для обеспечения остальных функций, предписанных этому модулю. Здесь имеется транзистор (2), к коллектору которого присоединен параллельный резонансный контур для передачи соответствующих сигналов приемному модулю, этот транзистор осуществляет колебания с частотой, управляемой предпочтительно кристаллом кварца (3). Упомянутый микропроцессор (1) осуществляет модуляцию выполненной таким образом пере 5 дающей схемы по принципу все или ничего через ее соединение с базой передатчика, чтобы посылать цифровые коды, соответствующие цифровым значениям измеренных температур. Как пояснялось выше, в термометре используется соответствующий зонд в качестве средства измерения температуры, который предпочтительно образован сопротивлением с переменным температурным коэффициентом,предпочтительно с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК), которое обозначено позицией (4) на схеме на фиг. 1. В практическом варианте воплощения изобретения это сопротивление с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) находится внутри и контактирует с небольшой капсулой, выполненной из высокотеплопроводного металла, так что любое изменение температуры контролируемого тела вызывает соответствующее изменение значения сопротивления зонда (4), и это изменение можно интерпретировать и преобразовать с помощью микропроцессора (1) в соответствующий код,указывающий это новое значение температуры. Позицией (5) показан конденсатор большой емкости, величина которой определяется энергопотреблением остальной части схемы. Как упоминалось выше, энергопотребление данной схемы очень низкое, и заряд конденсатора достаточен, чтобы обеспечивать питание передающего модуля в течение длительного периода времени, предпочтительно не менее 12 ч. Понятно, что конденсатор является пассивным элементом, который можно легко перезаряжать посредством приложения соответствующей разности потенциалов к его выводам. Согласно данному изобретению эту перезарядку выполняют от приемного модуля через соответствующие электрические контакты, которые в приемном модуле обозначены как А, В, С, D и Е и которые можно использовать для выполнения других функций, как пояснялось выше. Как отмечалось выше, передающий модуль осуществляет передачи под управлением микропроцессора (1) через заданные интервалы времени, которые на практике могут составлять от 5 до 10 мин, хотя это не следует считать ограничением, так как можно установить по желанию любое другое время. На фиг. 2 показана электрическая схема примерного варианта осуществления настоящего изобретения. Как видно на чертеже, этот модуль содержит приемные средства (6), которые настроены на ту же частоту, что и передатчик, и с помощью которых принятые от передатчика последовательности обнаруживаются и преобразуются в электрические сигналы для подачи в микропроцессор (7), содержащий внутренний генератор с частотой, стабилизированной кристаллом (8). Этот модуль также содержит группу регистраторов движения, показанных позициями (9-11), которые электрически подсоединены к процессору и которые управляют экраном(12), предпочтительно жидкокристаллическим дисплеем, для просмотра разной информации. Другие элементы, связанные с микропроцессором (7), включают в себя, в основном, последовательный порт, реализованный в виде выводов (13), набор кнопок (14), функция которых пояснялась выше, а также средства звуковой и световой тревожной сигнализации, состоящие из зуммера (15) и светодиода (16), который управляется транзистором (17). И, наконец, приемная схема также содержит выводы А', В' и С', предназначенные для установления электрической связи, соответственно, с выводами А, В и С передающего модуля, чтобы обеспечить обмен соответствующими операциями с последним, а также для зарядки конденсатора (5), используемого в качестве источника питания передающего модуля. Понятно, что последовательности, принимаемые от передатчика, преобразуются приемным средством (6) в электрические сигналы,чтобы их мог обработать микропроцессор в соответствии с инсталлированной в нем программой, и соответствующая информация отображается на просмотровом экране (12). При отказе передатчика и отсутствии появления соответствующего сигнала в установленный период времени микропроцессор (7) выдает соответствующий сигнал предупреждения, активизируя средства, предусмотренные для этой цели, и отображая соответствующую информацию на просмотровом экране (12). Если же утрачен контакт между термостойким зондом (4) и телом, температура которого должна контролироваться, и последовательности, передаваемые передающим модулем, соответствуют значениям температуры, попадающим в другой интервал, отличный от интервала, соответствующего заранее установленным пределам, то эта ситуация обнаруживается и сообщается микропроцессором (7) посредством выработки и отображения соответствующей информации на просмотровом экране (12). Понятно, что благодаря использованию средства кодирования данных описанная выше система беспроводного телематического термометра обеспечивает возможность одновременной работы нескольких термометров в одной и той же области, а вся принимаемая информация может дифференцироваться, так что каждый термометр можно связать с соответствующей ему радиоэлектрической информацией, которая последовательно принимается приемным модулем. Предпочтительно, чтобы на практике передающий модуль был выполнен в корпусе закругленной формы без острых или раздражающих пользователя краев, учитывая необходимость закрепления этого модуля на теле пользователя. Данное изобретение не нуждается в более обширном описании, так как специалист в данной области сможет понять его идею и преимущества и реализовать изобретение на практике. Однако следует понимать, что изобретение было описано на основании предпочтительного варианта его воплощения, и поэтому в него могут быть внесены изменения, не влияющие на сущность изобретения, например касающиеся только его формы, размера и/или материалов, из которых оно изготовлено. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Беспроводный телематический термометр для дистанционного измерения температуры тела человека или животного, состоящий из передающего модуля, связанного с контролируемым телом, и приемного модуля, расположенного в удаленном месте и настроенного на ту же частоту передачи, что и передающий модуль, отличающийся тем, что передающий модуль содержит транзистор (2), к коллектору которого присоединен параллельный резонансный контур для передачи соответствующих сигналов приемному модулю, а также кристалл кварца для управления частотой переключений транзистора, микропроцессор (1) для модуляции колебаний передающей схемы через ее соединение с базой транзистора (2), связанный с зондом (4),находящимся в контакте с телом, температуру которого надлежит контролировать, причем сопротивление зонда (4) зависит от температуры контролируемого тела, при этом микропроцессор выполнен с возможностью преобразования изменения сопротивления зонда (4) в соответствующий код, указывающий новое значение температуры,конденсатор (5) большой емкости для обеспечения электрического питания передающего модуля в течение периода времени по меньшей мере 12 ч, электрические контакты (А,В, С, D и Е), предназначенные для установления кодов в передатчике от приемника для перезарядки источника (5) питания или для возможного подсоединения через интерфейс к соответствующему компьютеру,приемный модуль, в котором микропроцессор (7) содержит внутренний генератор с частотой, стабилизированной кристаллом (8),группу регистраторов (9, 10, 11) движения,электрически подсоединенныхк процессору (7) и которые управляют просмотровым экраном(12), состоящим из жидкокристаллического дисплея для отображения информации с помощью группы регистраторов (9, 10, 11) движения,также связанные с процессором (9) в последовательный порт, реализованный в виде выводов(13), набор кнопок (14) для определения и установки разных функций, средства звуковой (15) и световой (16) тревожной сигнализации, а также выводы (А', В', С') для установления электрической связи с указанными выводами (А, В, С) передающего модуля для обеспечения обмена соответствующими операциями. 8 2. Беспроводный телематический термометр по п.1, отличающийся тем, что упомянутый зонд (4), связанный с микропроцессором (1) в передающем модуле, состоит предпочтительно из термостойкого зонда, предпочтительно сопротивления с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК), размещенного внутри и контактирующего с небольшой капсулой, выполненной из высокотеплопроводного металла, так что любое изменение температуры контролируемого тела передается непосредственно упомянутому зонду (4) и через него в микропроцессор (1). 3. Беспроводный телематический термометр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что информация, касающаяся температуры, полученной зондом (4), периодически посылается в приемник через заранее определенные интервалы времени, которые могут колебаться в пределах 5-10 мин. 4. Беспроводный телематический термометр по пп.1-3, отличающийся тем, что набор кнопок (14) приемного модуля позволяет выбирать информацию для просмотра на экране (12) и устанавливать параметры, касающиеся работы последнего, такие как тревожная температура,система измерения и другие, и средство звуковой тревожной сигнализации предпочтительно состоит из пьезоэлектрического зуммера (15), а средство световой тревожной сигнализации состоит, также предпочтительно, из светодиода