安寢一老年人自動(dòng)排便處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

趙明舉 張敢

【摘 要】本文介紹設(shè)計(jì)了一種安寢一老年人自動(dòng)排便處理系統(tǒng)設(shè)備，主要有智能護(hù)理控制主機(jī)和智能護(hù)理床構(gòu)成。智能護(hù)理主機(jī)主要可以通過(guò)生物化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)傳感器能夠識(shí)別人體大便的傳感器，通過(guò)水位探針來(lái)采集人體尿液的產(chǎn)生和感知凈水箱里面的水位;通過(guò)MKB0908來(lái)感知臥床病人在產(chǎn)生大小便過(guò)程中體溫、心率和血壓的變化，上水和排污系統(tǒng)可以通過(guò)電磁閥的通過(guò)過(guò)程來(lái)產(chǎn)生。系統(tǒng)中央處理器（ARM）可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示病人出現(xiàn)大小便過(guò)程的生命體質(zhì)特征參數(shù)，完成對(duì)大、小便之后的沖洗、收集、烘干、上水、排污等系列工作。智能護(hù)理床主要有自動(dòng)/手動(dòng)起背（0?～30?）、防下滑、調(diào)節(jié)防下滑、防側(cè)滑有效防止倒（30?～60?）、自動(dòng)反身功能（0?～30?），符合護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)長(zhǎng)期臥床人員的腰脊功能（起背時(shí)背板帶動(dòng)床墊向上、向后自動(dòng)拉升，床墊和后背保持相對(duì)位置保持不變）、緊急斷電功能、配備夜護(hù)感應(yīng)燈。

【關(guān)鍵詞】ARM控制器;智能護(hù)理;大小便;傳感器

一、緒論

老年人臥床大小便護(hù)理儀設(shè)備將使臥床病人徹底告別便盆和尿不濕的傳統(tǒng)護(hù)理年代，避免了異性護(hù)理的尷尬，讓使用者不再感覺(jué)自己是個(gè)累贅而產(chǎn)生的負(fù)罪感，讓護(hù)理工作變得更加輕松。然而由于該弱勢(shì)群體數(shù)量大、護(hù)理人員緊缺和護(hù)理費(fèi)用高等問(wèn)題，導(dǎo)致這些弱勢(shì)群體的家庭護(hù)理矛盾日益凸顯。目前市場(chǎng)上的長(zhǎng)期臥床病人大小便清潔護(hù)理機(jī)在“智能護(hù)理”方面己比較完善，已經(jīng)具有大小便自動(dòng)識(shí)別與回收、溫水清洗與自動(dòng)烘干等功能，達(dá)到了“人性化”護(hù)理的要求，但在使用過(guò)程中仍然需要專門的“陪護(hù)人員”，對(duì)于絕大多數(shù)現(xiàn)代家庭而言，無(wú)論從人力還是財(cái)力，這都將是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也限制了大小便清潔護(hù)理機(jī)在家庭中的推廣使用，因此，社會(huì)迫切需要一種在現(xiàn)有護(hù)理功能的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)“無(wú)人護(hù)理”功能的新型大小便清潔護(hù)理機(jī)。

二、智能護(hù)理床主要設(shè)計(jì)功能

1、自動(dòng)/手動(dòng)起背（0?～30?）;

2、防下滑、調(diào)節(jié)防下滑、防側(cè)滑有效防止倒（30?～60?）;

3、自動(dòng)反身功能（0?～30?），符合護(hù)理標(biāo)準(zhǔn);

4、保護(hù)長(zhǎng)期臥床人員的腰脊功能（起背時(shí)背板帶動(dòng)床墊向上、向后自動(dòng)拉升，床墊和后背保持相對(duì)位置保持不變）;

5、緊急斷電功能;

6、配備夜護(hù)感應(yīng)燈;

三、智能護(hù)理控制主機(jī)主要功能

1、智能護(hù)理控制裝置主要功能：

① 自動(dòng)感應(yīng)功能

②自動(dòng)收集功能、自動(dòng)清洗功能和自動(dòng)烘干功能

③模式設(shè)置自由設(shè)置功能

④大小便沖洗功能

⑤身體沖洗功能

病人身體的沖洗，需要有合理的控制流程，包括水溫、水壓的控制和烘干排風(fēng)溫度和風(fēng)速的控制，還能夠控制沖洗噴頭的方向，能夠使病人感到舒適，而且又能夠沖洗干凈。當(dāng)大小便被收集完成后，系統(tǒng)迅速進(jìn)入沖洗環(huán)節(jié)，干凈溫水通過(guò)噴嘴對(duì)集便器內(nèi)部和使用者隱部位進(jìn)行清潔。噴出的凈水是都是經(jīng)過(guò)預(yù)加熱的，可根據(jù)使用者的要求設(shè)置合適的水溫范圍。

烘干完成后，即本次大小便清理工作結(jié)束，大小便斗恢復(fù)與人體皮膚的非緊密接觸狀態(tài)，保持通風(fēng)透氣效果。

⑥儲(chǔ)污容器的檢測(cè)

當(dāng)儲(chǔ)污容器污水接近容量限制時(shí)，系統(tǒng)能夠報(bào)警，并不在進(jìn)行排污處理，以防止污水溢出，本設(shè)計(jì)采用智能型非接觸式液位感應(yīng)器，該器件采用了先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)及高速信號(hào)處理芯片，突破了容器壁厚的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)密閉容器內(nèi)液位高度的真正非接觸檢測(cè)。液位傳感器（探頭）安裝于被測(cè)容器外壁的上下方（液位的高位與低位），非金屬容器無(wú)需對(duì)其開(kāi)孔、安裝簡(jiǎn)易、不影響生產(chǎn)。

⑦儲(chǔ)水桶的檢測(cè)，凈水的加熱控制

統(tǒng)能夠檢測(cè)到儲(chǔ)水桶是否放置，以及儲(chǔ)水桶內(nèi)剩余水量是否越下限，并提示護(hù)理人及時(shí)加水，加熱桶的加熱控制模塊設(shè)計(jì)有水溫檢測(cè)和水位檢測(cè)，防止水溫過(guò)高燙傷病人皮膚，以及防止加熱桶干燒等措施。

⑧人機(jī)交互功能

護(hù)理機(jī)采用LCD液晶大屏顯示，結(jié)合觸摸功能可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)查詢（包括各個(gè)傳感器的狀態(tài)），以及報(bào)警信息的查詢。

2、智能護(hù)理控制裝置系統(tǒng)主要構(gòu)成方案

系統(tǒng)主要由ARM單片機(jī)主控板、按鍵板和LCD顯示模塊、傳感/變送器模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊、4G全網(wǎng)通通信模塊等幾部分組成。報(bào)警信息通過(guò)4G無(wú)線通訊模塊以及手機(jī)APP的形式查看病人情況，有報(bào)警就提示監(jiān)護(hù)人及時(shí)回家處理。

三、項(xiàng)目研究的創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目擬在用獨(dú)特的大小便檢測(cè)裝置，完成人機(jī)交互功能和自動(dòng)控制系統(tǒng)研發(fā)，提供一種新的解決方案。

1 獨(dú)特的大小便檢測(cè)裝置

老年人臥床大小便護(hù)理設(shè)備研發(fā)其中第一階段總體實(shí)現(xiàn)過(guò)程可利用現(xiàn)有的溫度、濕度、壓力、光電等現(xiàn)有傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、采集、分析來(lái)實(shí)現(xiàn)部分相關(guān)功能;同時(shí)也可以結(jié)合臥床老人產(chǎn)生大小便時(shí)壓力、心率、氣味等生物特征來(lái)研制出的傳感器來(lái)采集相關(guān)信號(hào)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

2 人機(jī)交互功能設(shè)計(jì)

可以通過(guò)手機(jī)、PC機(jī)終端實(shí)時(shí)查看臥床老人有無(wú)大、小便產(chǎn)生。第一階段做出對(duì)產(chǎn)生污物，實(shí)現(xiàn)沖洗相關(guān)功能對(duì)應(yīng)實(shí)物模型。

3 管道堵塞智能檢測(cè)功能

在使用過(guò)程中有時(shí)候會(huì)因?yàn)槟承┰斐晒艿蓝氯貏e是大便時(shí)排污管道極易造成管道阻塞。該設(shè)備通過(guò)檢測(cè)判斷出水口是否有水流出，在結(jié)合排污風(fēng)機(jī)和水泵工作狀態(tài)。判斷管道是否阻塞，并能夠及時(shí)關(guān)閉控制，產(chǎn)生報(bào)警信息，通知護(hù)理監(jiān)護(hù)人員及時(shí)處理，排除故障。

四、結(jié)論

針對(duì)臥床不起的相關(guān)人群，大小便護(hù)理設(shè)備可使病人徹底告別便盆和尿不濕的傳統(tǒng)護(hù)理年代，避免了異性護(hù)理的尷尬，讓使用者不再感覺(jué)自己是個(gè)累贅而產(chǎn)生的負(fù)罪感，讓護(hù)理工作變得更加輕松。

可解決臥床病人帶來(lái)的護(hù)理人員緊缺和護(hù)理費(fèi)用高、無(wú)人照看等系列問(wèn)題。大小便清潔護(hù)理機(jī)在家庭中的推廣使用，解決了中國(guó)目前面臨老齡化社會(huì)進(jìn)程中難題，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)臥床病人“無(wú)人護(hù)理”的社會(huì)難題，提高家庭生活的幸福指數(shù)。

題目來(lái)源：

2021年度鄭州科技學(xué)院校級(jí)橫向預(yù)研科研項(xiàng)目，項(xiàng)目類別：自然科學(xué)，項(xiàng)目名稱《安寢-老年人自動(dòng)排便處理控制系統(tǒng)研發(fā)》。