基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统及其工作方法，包括：RFID标签及RFID手持终端；其中，RFID标签，其粘贴于尿不湿上，用于采集尿不湿的湿度数据；RFID手持终端，其包含：阅读器天线、RFID阅读器、存储单元、处理单元、交互单元；阅读器天线用于接收RFID标签的ID、信号强度信息；RFID阅读器用于读取阅读器天线接收的RFID标签的ID、信号强度信息；存储单元用于存储经验阈值数据；处理单元用于处理RFID阅读器传输的RFID标签的ID、信号强度信息并得到尿不湿的湿度，交互单元，用于人机交互。本发明专利技术通过射频识别技术实现湿度检测，成本低廉，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统及其工作方法
本专利技术属于RFID射频识别
，具体是一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统及其工作方法。
技术介绍
随着射频识别、无线通信技术的发展，基于射频识别（RFID）技术和景深感知技术的新型应用模式备受关注。借助于非接触式的自动识别能力和无线信号传输技术，RFID系统能够获取RFID标签的信号强度值，利用尿不湿中吸收芯区域不同液体含量对于多个标签的信号值反馈不同，根据规律利用算法计算不同类型标签的信号差异对应的尿不湿中液体含量，最终达到对尿不湿湿度的检测效果，让用户能够有效判断尿不湿是否需要更换。目前的尿不湿湿度检测技术主要有基于传感器的尿不湿湿度检测，基于传感器的尿不湿湿度检测，成本较高，需要将传感器嵌入尿不湿中，会让使用者产生异物感，并且需要实时对传感器供电。
技术实现思路
针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统及其工作方法，以解决现有技术中尿不湿湿度检测技术成本高、让使用者产生异物感的问题。本专利技术通过射频识别技术实现湿度检测，成本低廉，使用方便。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，包括：RFID标签及RFID手持终端；其中，RFID标签，其粘贴于尿不湿上，用于采集尿不湿的湿度数据；RFID手持终端，其包含：阅读器天线、RFID阅读器、存储单元、处理单元、交互单元；阅读器天线用于接收RFID标签的ID、信号强度信息；RFID阅读器用于读取阅读器天线接收的RFID标签的ID、信号强度信息；存储单元用于存储经验阈值数据；处理单元用于处理RFID阅读器传输的RFID标签的ID、信号强度信息并得到尿不湿的湿度，其包含：去噪模块、标签分类模块、分段比较模块；去噪模块，用于对原始信号进行滤波去除高频噪声；标签分类模块，用于将RFID阅读器读取到的RFID标签分类为参照标签和感知标签；分段比较模块，用于将RFID标签的信号强度分段并结合存储单元中存储的经验阈值逐段比较参照标签和感知标签的信号强度；交互单元，用于人机交互。进一步地，所述RFID标签包括：参照标签和感知标签；所述参照标签用于作为感知标签的参照；所述感知标签用于获取尿不湿吸收芯区域湿度信息以判断尿不湿的湿度。进一步地，所述参照标签粘贴于尿不湿正面外侧吸收芯区域的上边缘外，且平行于吸收芯区域的上边缘；所述感知标签平行于上述参照标签并粘贴于尿不湿正面外侧吸收芯区域。进一步地，所述参照标签距吸收芯区域的上边缘8-12cm。进一步地，所述参照标签和感知标签的数量分别为至少一个，当各类标签有多个时，各标签不重合的贴在各自的区域，且标签的粘贴均与吸收芯区域的上边缘保持平行。进一步地，所述RFID阅读器为超高频RFID标签读取模块，所述RFID标签为超高频RFID标签，超高频RFID标签读取模块通过EPCGlobalC1G2协议读写超高频RFID标签。一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统的工作方法，包括以下步骤：1）粘贴于尿不湿上的RFID标签，发出尿不湿湿度信息；2）RFID手持终端持续动态扫描尿不湿上的RFID标签一定时间，读取RFID标签的ID信息，同时获得RSSI信号强度值；并对接收到的信号强度数据进行滤波处理；3）RFID手持终端通过RFID标签ID对标签类别进行区分，并对滤波处理后的两类标签信号进行分段比较，得到尿不湿的湿度，显示于手持终端上。进一步地，所述步骤2）具体包括：RFID手持终端与尿不湿的距离为1m-1.5m。进一步地，所述步骤2）具体包括：RFID阅读器通过阅读器天线发送860-960MHz频率的信号，扫描尿不湿上的RFID标签，扫描时间为3s-5s，RFID手持终端在小范围内移动对尿不湿上的标签进行动态扫描，动态扫描可以消除由扫描角度带来的信号强度偏差，信号强度在动态扫描下会有所波动，但相比之下，参照标签与感知标签之间的信号强度差异仍会是明显的。进一步地，所述步骤2）中的滤波处理采用低通滤波以滤除信号中的高频噪声，具体采用了滑动均值滤波，即选取一定大小的滑动窗口，并对窗口内的信号强度取平均值，不失一般性。进一步地，所述步骤3）中通过RFID标签ID对标签类别进行区分具体包括：通过RFID手持终端对RFID标签ID的识别来对标签类别进行判断，通过设置RFID标签ID中指定区域的字节来区分参照标签和感知标签，参照标签ID的末位为0，感知标签ID的末位为1，不失一般性。进一步地，所述步骤3）中分段比较具体包括：首先，选取时间间隔t，将每个标签的信号强度信息划分为时间长度为t的N段，并对每段的数据求平均值，使得每个标签由长度为N的信号强度序列表示，然后对每类标签的具有相同分段序号的数据取平均值，得到此类标签的分段平均信号强度序列，最终对两类标签的分段平均信号强度序列进行比较，若参照标签与感知标签在某分段序号下的信号强度值相差超过信号强度差值的经验阈值m，则对统计值n加1，n初始值为0；若最终得到的n与N的比值超过比值的经验阈值r，则尿不湿达到了经验阈值m所对应的湿度，尿不湿所能达到的最高信号强度差值的经验阈值M所对应的湿度即为尿不湿此时的湿度；此时，RFID手持终端则会提示尿不湿需要更换。本专利技术提供了一套简单化、便携化的尿不湿湿度检测系统，该系统与基于传感器的尿不湿干湿检测系统区别在于，该尿不湿湿度检测系统使用射频识别技术来对尿不湿的湿度进行检测，相对于基于传感器的尿不湿湿度检测，成本更加低廉，部署更加简单，使用更加便携，处理算法更为简单。该系统使用射频技术去主动获取粘贴于尿不湿表面的标签信号值，用参照标签与感知标签的信号值进行比较，根据两个信号的分段比较对尿不湿的湿度进行判断，达到尿不湿湿度检测的效果。本专利技术的有益效果：1、方法简单：RFID标签部署过程简单，单射频模块能直接获取数据，不需要复杂的方法处理数据，所获取的数据通过简单的处理就可以直接使用。2、使用方便：RFID标签是无源的，无需更换电池，且价格便宜，可供一次性使用，将标签直接贴在尿不湿外侧即可，无需特制尿不湿，RFID标签具有柔性，使用无异物感。附图说明图1为本专利技术检测系统的场景结构图；图2为RFID手持阅读器的内部结构图；图3为系统数据流图；图4为RFID标签信号分段示意图；图5为RFID标签分段比较示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。图1是系统场景结构图。粘贴有RFID标签的尿不湿正常穿戴即可，为了保证尿不湿测量的准确性；参照标签粘贴于尿不湿正面外侧吸收芯区域的上边缘外，且平行于吸收芯区域的上边缘；所述感知标签平行于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，包括：RFID标签及RFID手持终端；其中，/nRFID标签，其粘贴于尿不湿上，用于采集尿不湿的湿度数据；/nRFID手持终端，其包含：阅读器天线、RFID阅读器、存储单元、处理单元、交互单元；/n阅读器天线用于接收RFID标签的ID、信号强度信息；/nRFID阅读器用于读取阅读器天线接收的RFID标签的ID、信号强度信息；/n存储单元用于存储经验阈值数据；/n处理单元用于处理RFID阅读器传输的RFID标签的ID、信号强度信息并得到尿不湿的湿度，其包含：去噪模块、标签分类模块、分段比较模块；/n去噪模块，用于对原始信号进行滤波去除高频噪声；/n标签分类模块，用于将RFID阅读器读取到的RFID标签分类为参照标签和感知标签；/n分段比较模块，用于将RFID标签的信号强度分段并结合存储单元中存储的经验阈值逐段比较参照标签和感知标签的信号强度；/n交互单元，用于人机交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，包括：RFID标签及RFID手持终端；其中，
RFID标签，其粘贴于尿不湿上，用于采集尿不湿的湿度数据；
RFID手持终端，其包含：阅读器天线、RFID阅读器、存储单元、处理单元、交互单元；
阅读器天线用于接收RFID标签的ID、信号强度信息；
RFID阅读器用于读取阅读器天线接收的RFID标签的ID、信号强度信息；
存储单元用于存储经验阈值数据；
处理单元用于处理RFID阅读器传输的RFID标签的ID、信号强度信息并得到尿不湿的湿度，其包含：去噪模块、标签分类模块、分段比较模块；
去噪模块，用于对原始信号进行滤波去除高频噪声；
标签分类模块，用于将RFID阅读器读取到的RFID标签分类为参照标签和感知标签；
分段比较模块，用于将RFID标签的信号强度分段并结合存储单元中存储的经验阈值逐段比较参照标签和感知标签的信号强度；
交互单元，用于人机交互。


2.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，所述RFID标签包括：参照标签和感知标签；所述参照标签用于作为感知标签的参照；所述感知标签用于获取尿不湿吸收芯区域湿度信息以判断尿不湿的湿度。


3.根据权利要求2所述的基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，所述参照标签粘贴于尿不湿正面外侧吸收芯区域的上边缘外，且平行于吸收芯区域的上边缘；所述感知标签平行于上述参照标签并粘贴于尿不湿正面外侧吸收芯区域。


4.根据权利要求2所述的基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，所述参照标签距吸收芯区域的上边缘8-12cm。


5.根据权利要求2所述的基于射频识别技术的尿不湿湿度检测系统，其特征在于，所述参照标签和...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，郭庆，陆桑璐，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32