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遗尿感知训练仪

专家
2014-03-16 12:39:14    评分

作者:泰山职业技术学院 于嘉宝 薛微 任纪英

指导教师:高培金 胡英华


  作品简介

  据统计,我国4岁半时有尿床现象者占儿童的10%—20%,6-7岁的孩子发病率最高。9岁时约占5%,而15岁仍尿床者仍有占2%。遗尿不但不利于卫生,增加家务负担,更会使患儿害羞、焦虑、恐惧及畏缩。如果家长不顾及患儿的自尊心,采用打骂、威胁、惩罚的手段,会使患儿更加委屈和忧郁,加重心理负担,症状不但不会减轻,反会加重。药物治疗只能起到抑制神经信号的发出,毒副作用大,不利于儿童健康。

  造成这种疾病的主要原因:1.睡眠觉醒功能障碍,睡眠觉醒功能发育迟缓,觉醒功能障碍是遗尿的主要原因之一。2.功能障碍可因膀胱充盈及收缩的感知功能不全或过度疲劳使睡眠过深而引起,也可因排尿功能不全或发育迟缓而引起。

  对于遗尿的治疗有药物疗法和物理疗法两种方式。其中物理疗法主要通过闹钟定时促醒、针灸、按摩、电针、器械校正等方式,物理疗法无药物的副作用,不易复发,是联合国卫生组织倡导的首选方法。目前物理疗法在国内尚未广泛应用。

  本训练仪治疗原理:当患儿尿床时,传感器检测到尿床信号,发出报警信号,只有拔下传感器探头才能停止报警,将患儿彻底唤醒,通过长时期的“尿床即被叫醒”,形成一种条件反射,来达到治疗的目的。

  本设计共包括尿床信号检测、信号处理、声光报警、震动报警和重复报警等部分。尿床信号检测采用高精度湿敏传感器,能够精确采集到婴儿尿床信号;采用单片机技术,将采集到的信号进行实时、精确的分析和处理;报警电路设计,当患儿尿床时,发出声光和震动报警信号,将患儿唤醒;设计了重复检测系统,如果患儿未能完全觉醒,能够进行重复检测并报警报警,彻底将患儿叫醒。

  本产品采用物理疗法,无药物副作用;采用STC公司的IAP15F2K61S2型号单片机芯片,该单片机芯片为低功耗单片机芯片,低电压供电,安全可靠,节能低碳;此外,制作成品体积小,重量轻,成本低,使用方便,易于推广。


  平台选型说明

  本系统中采用的是深圳宏晶科技公司研发的具有增强型8051内核的IAP15F2K61S2型号单片机,它与传统的8051单片机指令代码完全兼容,并在片内资源、性能以及工作速度上都有很大的改进。IAP15F2K61S2单片机拥有62KB的ROM和2KB的RAM空间,具有3路8位PWM和8路10位高速A/D转换,因此在同样工作频率下,IAP15F2K61S2型号单片机的工作速度是普通8051单片机的8-12倍。而且此种型号单片机最大的特点是低电压、低功耗,安全、可靠、方便,节能低碳。并且单片机本身就是一个仿真器,用户可在用户程序区直接修改程序,方便进行系统调试。


  设计说明

  据统计,我国4岁半时有尿床现象者占儿童的10%—20%,6-7岁的孩子发病率最高。9岁时约占5%,而15岁仍尿床者仍有占2%。遗尿不但不利于卫生,增加家务负担,更会使患儿害羞、焦虑、恐惧及畏缩。如果家长不顾及患儿的自尊心,采用打骂、威胁、惩罚的手段,会使患儿更加委屈和忧郁,加重心理负担,症状不但不会减轻,反会加重。药物治疗只能起到抑制神经信号的发出,毒副作用大,不利于儿童健康。

  造成这种疾病的主要原因:1.睡眠觉醒功能障碍,睡眠觉醒功能发育迟缓,觉醒功能障碍是遗尿的主要原因之一。2.功能障碍可因膀胱充盈及收缩的感知功能不全或过度疲劳使睡眠过深而引起,也可因排尿功能不全或发育迟缓而引起。

  对于遗尿的治疗有药物疗法和物理疗法两种方式。其中物理疗法主要通过闹钟定时促醒、针灸、按摩、电针、器械校正等方式,物理疗法无药物的副作用,不易复发,是联合国卫生组织倡导的首选方法。目前物理疗法在国内尚未广泛应用。

  本训练仪治疗原理:当患儿尿床时,传感器检测到尿床信号,发出报警信号,只有拔下传感器探头才能停止报警,将患儿彻底唤醒,通过长时期的“尿床即被叫醒”,形成一种条件反射,来达到治疗的目的。

  本设计共包括尿床信号检测系统、信号处理系统、报警系统、延时及重复报警系统等部分。尿床信号检测采用湿度传感器,能够精确采集到婴儿尿床信号;信号处理系统采用单片机技术,将采集到的信号进行实时、精确的分析和处理,并将处理结果进行输出;报警系统设计,当患儿尿床时,发出声、光及震动报警信号,将患儿唤醒;重复检测系统,如果患儿未能完全觉醒,能够延时并进行重复报警。

  1. 信号检测系统

  信号检测系统由湿敏传感器、三极管及相应阻容外围电路组成。采用的电阻式湿敏传感器,上面覆有一层高精度感湿膜,当婴儿尿床时,水分子吸附在感湿膜上,元件的电阻值和电阻率发生改变,发出尿床信号,该信号经过处理,由三极管进行放大,送入信号处理系统。

  2. 信号处理系统

  本系统采用STC公司的IAP15F2K61S2型号单片机芯片,该单片机芯片处理功能强大,利用单片机的中断功能,将尿床信号设计为中断源,可以进行迅速的实时处理,并将处理信号送至输出端,控制相应电路工作。

  3. 报警系统

  当检测到患儿尿床信号,信号处理系统做出处理,发出报警。报警系统包括三部分:声音报警电路、灯光报警电路以及振动报警电路。


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关键词: 信号处理     传感器     单片机    

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