本发明属于体温监测，具体涉及一种无感化实时连续温度感知系统及方法。
背景技术：
1、体温是极为重要的生理信号、是临床诊断和日常活动中最基本的生命体征，其处于正常范围是保证人体正常机能运转的先决条件。健康人的体温相对恒定，一般在36.2～37.2℃之间。而当身体出现异常时，体温也往往会随之发生变化。例如，体温偏高可能是人体出现了发烧或者炎症，体温偏低可能是人体出现了贫血。对于有高温作业需求或者处在炎热户外环境中的人员，例如消防员和运动员，实时的体温监测有助于避免中暑、热射病以及由于体温过高而引发的脱水、心脏负荷增加等一系列生理问题。
2、然而现有的体温监测手段如红外热成像仪、水银温度计、电子温度计等存在着只能监测局部温度、只能即时监测温度难以实现连续温度监测等问题。故现有的体温监测手段难以对体温数据进行全面深入的分析和研究，无法捕捉体温中包含的大量人体健康信息。同时，传统的体温监测手段往往对人体不友好，存在着隐私或者不舒适等问题，容易给用户带来心理或者生理负担。因此，实现连续实时、大面积、无感化、人体舒适度高的体温监测系统，能够在保证用户良好体验的前提下，对其体温信号进行全面监测和深入分析，及时把握人体健康状态。
3、相关专利公开了一种穿戴式设备的智能体温监测系统，该系统包括智能手环和手机，通过智能手环内置的温度测量模块实现用户体温数据的获取，并通过手机接收并显示用户的体温信号。该体温监测系统能够实现局部体温的采集、展示和示警，但无法全面获取人体温度信息，且长期佩戴智能手环容易让用户产生不适感，影响用户体验。相关专利公开了体温监测系统，通过将若干温度传感器分布于人体的若干预设位置来实现对人体不同位置体温信息的获取，有助于深入分析人体的体温以及健康信息，但是该体温监测系统是将刚性温度传感器通过机械方式布置于人体表面，用户长期使用舒适性差难以真正做到长时间体温监测。相关专利公开了体温监测系统微型无线体温监测系统及体温监测方法，通过将可抛弃式微型无线体温监测仪放置于皮肤表面来获取人体温度信号，能够实现人体体温的非介入式连续采集。但是长期使用这种紧贴皮肤的温度传感器，舒适性差，容易对用户的皮肤产生不良影响。
4、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)传统的温度计式体温监测方式只能实现即时体温监测，无法连续获取人体体温信息；而智能手环等可穿戴温度监测设备虽然能够实时连续的获取人体体温信息，但是囿于器件的形态和面积，只能实现体温的局部采集和分析，无法实现对人体表面各个区域温度的全面、高精度采集，不利于全面深入把握温度背后的人体健康状态。(2)基于红外摄像仪的非接触式体温监测方式和基于可穿戴设备的接触式体温监测方式虽然能够实现体温的连续监测，但也存在着一定的不足。红外摄像仪虽然能够连续监测体温，但是移动不便且用户存在着隐私困扰，只能适用于个别场景；可穿戴监测设备则往往需要用户长期佩戴刚性设备或者皮肤紧贴柔性温度监测贴片，而人体长期接触这类设备不仅会带来生理和心理上的不适感，还会对用户的身体健康造成不良影响，用户通常对此类体温监测设备具有较低的接受度和认同度。
技术实现思路
1、本发明提供一种无感化实时连续温度感知系统及方法，该温度感知系统基于柔性纤维基温度传感器构建了大规模高密度高精度的体温感知阵列，该体温感知阵列传感精度可达±0.5摄氏度，分辨率可达0.1摄氏度，并能够通过集成高密度的传感点实现对人体各个区域温度的全面准确地分析和监测，并且由于纤维基传感器天然的纺织品属性，该体温感知阵列可通过集成于衣服、被子等纺织品中实现体温的大面积无感化监测，能够保证日常穿戴的舒适性和柔性，具有良好的用户舒适度；通过与人工智能和大数据技术相结合，基于柔性纤维基温度传感器构建了能够实时监测用户体温数据的温度感知系统，该系统能够对用户体温数据进行全面深入分析，及时把握用户健康状态。
2、为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
3、本发明实施例提供一种无感化实时连续温度感知系统，包括温度感知织物、系统电路、上位机和终端设备；所述温度感知织物用于实时采集用户的体温信号，并将捕捉到人体体温信号通过系统控制电路转换成电压信号，并通过无线传输至上位机；所述上位机用于分类归纳并存储到人体不同位置温度，建立人体不同位置温度与上位机中温度数据的单一映射关系；所述终端设备用于依据温度数据的映射关系，当人体出现局部发热或发烧时，终端设备还用于及时发现并向用户和紧急联系人发出警报。
4、其中，所述温度感知织物由温度感知纤维通过缝纫方式构成；所述温度感知纤维包括内部功能层以及包覆于所述内部功能层外周的保护层；所述内部功能层通过商用纱线浸渍热敏材料制备而成；所述保护层材料为聚合物材料。
5、根据本发明一可选实施例，所述商用纱线选自涤纶纤维、氨纶纤维、腈纶纤维、锦纶纤维、维纶纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维、芳纶纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、再生纤维素纤维、黏胶纤维、棉、羊毛、亚麻、丝绸纤维中的一种或两种以上材料。
6、所述热敏材料选自1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐中的一种或两种以上材料。
7、根据本发明一可选实施例，所述聚合物材料选自苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、氟树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、热塑性聚氨酯弹性体、聚乙烯、聚甲醛、聚苯醚、丙烯酸酯共聚物和脂肪族芳香族无规共聚酯中的一种或两种以上材料；其中，脂肪族芳香族无规共聚酯的单体包括己二酸、对苯二甲酸、1，4-丁二醇。
8、根据本发明一可选实施例，所述温度感知纤维通过连续浸渍工艺将热敏材料和聚合物材料分别复合在商用纱线和内部功能层表面。
9、根据本发明一可选实施例，所述温度感知纤维的直径为1-3000μm，优选为200～800μm，更优选为500μm。
10、根据本发明一可选实施例，所述温度感知织物至少包括两根及以上的温度感知纤维，温度感知纤维通过纵向和横向排列的方式构成分布式温度传感阵列，所述温度感知纤维的纵向间距和横向间距可动态调整，至少可保证纵向或者横向的温度感知纤维并排着紧密接触；所述温度感知织物感知精度不低于±0.5摄氏度，分辨率可达0.1摄氏度，温度响应时间不超过10秒。
11、根据本发明一可选实施例，所述温度感知织物通过缝纫方式集成于床单、运动服、消防服等纺织品中，基于热敏电阻效应感知人体表面各处温度。
12、根据本发明一可选实施例，所述系统电路包括电源模块、数据采集处理模块以及无线传输模块；所述数据采集处理模块分别与电源模块和无线传输模块连接；所述无线传输模块与电源模块连接；所述电源模块用于为数据采集处理模块以及无线传输模块供电；所述数据采集处理模块包括运算放大电路和数据处理电路；所述运算放大电路用于将温度信号以电压信号的形式采集，并将电压信号放大后传入数据处理电路；所述数据处理电路用于将电压信号进行滤波、模数转换并传输至无线模块；所述无线传输模块用于将电压信号传输至上位机；所述的无线传输模块选自nfc、蓝牙、wifi、zigbee、lora、nb-iot中的一种或两种以上。
13、根据本发明一可选实施例，所述上位机用于将来自系统电路的电压信号转换为温度信号，并以图形和数据曲线方式实时显示。
14、本发明还提供一种无感化实时连续温度感知方法，所述无感化实时连续温度感知方法通过上述实施例中的无感化实时连续温度感知系统实现，所述无感化实时连续温度感知方法包括以下步骤：
15、步骤s101，通过集成在纺织品中的温度感知织物实时采集用户的体温信号；温度感知纤维在捕捉到人体体温信号后，通过系统控制电路将温度信号转换成电压信号并无线传输至上位机。
16、步骤s102，上位机在接收到无线传输模块传输的电压信号后，首先将电压信号还原成相应的体温数据，然后将体温数据依据传感点的位置进行分类归纳并存储到不同的数组中，每个数组分别对应人体的不同位置，数组内的体温数据与对应位置的温度传感点一一对应，最终建立了人体不同位置温度与上位机中温度数据的单一映射关系。
17、步骤s103，终端设备依据温度数据的映射关系，还原出人体各个位置的体温情况，并通过可视化处理将人体各个位置的体温情况和平均温度实时显示出来；当人体出现局部发热或发烧时，终端设备能够及时发现并向用户和紧急联系人发出警报。
18、有益效果：本发明实施例提供的一种无感化实时连续温度感知系统及方法，该无感化实时连续温度感知系统包括温度感知织物、系统电路、上位机和终端设备，温度感知织物基于热敏电阻效应，监测使用者的体温变化，当使用者的体温发生变化时，温度感知织物中温度感知纤维发生电阻变化，电阻变化通过系统电路转换成电压信号并无线传输给上位机，上位机接收到电压信号后将其还原为体温数据，并将体温数据依据传感点的位置分类归纳并存储到不同的数组中，每个数组分别对应人体的不同位置，最终建立人体不同位置温度与终端中温度数据的单一映射关系，终端设备基于该映射关系人体表面各处的温度信息能够以图形的形式实时显示出来，并且当人体出现局部发热或发烧时，系统能够及时向使用者和紧急联系人发出报警；还有温度感知纤维采用商用纱线作为主体，纤维制备工艺简单、成本低廉，并能够连续大批量制备。
1.一种无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，包括温度感知织物、系统电路、上位机和终端设备；所述温度感知织物用于实时采集用户的体温信号，并将捕捉到人体体温信号通过系统控制电路转换成电压信号，并通过无线传输至上位机；所述上位机用于分类归纳并存储到人体不同位置温度，建立人体不同位置温度与上位机中温度数据的单一映射关系；所述终端设备用于依据温度数据的映射关系，当人体出现局部发热或发烧时，终端设备还用于及时发现并向用户和紧急联系人发出警报；
2.根据权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述商用纱线选自涤纶纤维、氨纶纤维、腈纶纤维、锦纶纤维、维纶纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维、芳纶纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、再生纤维素纤维、黏胶纤维、棉、羊毛、亚麻、丝绸纤维中的一种或两种以上材料；
3.根据权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述聚合物材料选自苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、氟树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、热塑性聚氨酯弹性体、聚乙烯、聚甲醛、聚苯醚、丙烯酸酯共聚物和脂肪族芳香族无规共聚酯中的一种或两种以上材料；其中，脂肪族芳香族无规共聚酯的单体包括己二酸、对苯二甲酸、1，4-丁二醇。
4.根据权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述温度感知纤维通过连续浸渍工艺将热敏材料和聚合物材料分别复合在商用纱线和内部功能层表面。
5.根据权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述温度感知纤维的直径为1-3000μm。
6.根据权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述温度感知织物至少包括两根及以上的温度感知纤维，温度感知纤维通过纵向和横向排列的方式构成分布式温度传感阵列，所述温度感知纤维的纵向间距和横向间距可动态调整，至少可保证纵向或者横向的温度感知纤维并排着紧密接触；所述温度感知织物感知精度不低于±0.5摄氏度，分辨率可达0.1摄氏度，温度响应时间不超过10秒。
7.如权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述温度感知织物通过缝纫方式集成于床单、运动服、消防服等纺织品中，基于热敏电阻效应感知人体表面各处温度。
8.如权利要求1所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述系统电路包括电源模块、数据采集处理模块以及无线传输模块；所述数据采集处理模块分别与电源模块和无线传输模块连接；所述无线传输模块与电源模块连接；所述电源模块用于为数据采集处理模块以及无线传输模块供电；所述数据采集处理模块包括运算放大电路和数据处理电路；所述运算放大电路用于将温度信号以电压信号的形式采集，并将电压信号放大后传入数据处理电路；所述数据处理电路用于将电压信号进行滤波、模数转换并传输至无线模块；所述无线传输模块用于将电压信号传输至上位机；所述的无线传输模块选自nfc、蓝牙、wifi、zigbee、lora、nb-iot中的一种或两种以上。
9.如权利要求8所述的无感化实时连续温度感知系统，其特征在于，所述上位机用于将来自系统电路的电压信号转换为温度信号，并以图形和数据曲线方式实时显示。
10.一种无感化实时连续温度感知方法，所述无感化实时连续温度感知方法通过如权利要求1～9任一所述的无感化实时连续温度感知系统实现，其特征在于，包括以下步骤：
