一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，包括：微重量传感器，其粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，用于检测吸湿部各处重量；控制器，其与所述微重量传感器连接，用于接收所述微重量传感器的检测数据并输出检测结果。本发明专利技术所述的基于BP神经网络的尿不湿监测系统，无需将其置于尿不湿与人体接触的一面，提高使用安全性和舒适性。本发明专利技术还提供一种基于BP神经网络的尿不湿监测方法，能够实时监控并反馈尿不湿的尿湿状态，便于及时更换。

A monitoring system and monitoring method for urine retention based on BP neural network

The invention discloses a urine wettability monitoring system based on BP neural network, which comprises a micro-weight sensor, which is attached to the outer surface of the urine wettability moisture absorption part at four corners and the center position for detecting the weight of the moisture absorption part, and a controller which is connected with the micro-weight sensor for receiving the detection number of the micro-weight sensor. And output test results. The urine wetness monitoring system based on BP neural network does not need to be placed on the side where the urine wetness contacts the human body, so as to improve the use safety and comfort. The invention also provides a method for monitoring wetness of urine based on BP neural network, which can monitor and feedback wetness of urine in real time, and is convenient for timely replacement.

【技术实现步骤摘要】
一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统及监测方法
本专利技术涉及智能提醒
，更具体的是，本专利技术涉及一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统及监测方法。
技术介绍
纸尿裤是婴儿及重症病人常用的日用品，干爽的纸尿裤可以使婴幼儿及重症病人保持整夜的安睡，由于吸水性强，被俗称“尿不湿”。在尿不湿的使用过程中，婴幼儿或者重症病人尿湿或便湿不能主动报警通知监护者，只能通过用手接触或者打开尿不湿触摸检查，操作极为不便。对于没有经验的监护者来说，监护者完全需要凭借使用者感知排泄后的反应来判断是否已经排出大小便，这是比较被动的，监护者经常难以准确、及时判断更换尿不湿时机，甚至有时较长时间都无法得知使用者已经排尿，影响使用者的健康。尤其是无法感知、表达的特殊病人，监护者更加难以及时地对他们的尿不湿进行更换，尿湿或者便湿后不能及时地更换尿布导致使用者产生不适，甚至导致使用者出现红屁股，起湿疹，患上皮肤病的问题。随着电子行业的飞速发展，尿湿报警器的品种也越来越多，但也有一些设计不合理之处，市场在售的产品功能单一，报警器多采用蜂鸣器报警，容易吓坏宝宝，从而影响身体健康，并且尿不湿提醒装置是粘附于尿不湿与人体接触的一面，会伴随着漏电的危险，同时也降低了使用舒适性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是设计开发了一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，无需将其置于尿不湿与人体接触的一面，提高使用安全性和舒适性。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种基于BP神经网络的尿不湿监测方法，能够实时监控并反馈尿不湿的尿湿状态，便于及时更换。本专利技术提供的技术方案为：一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，包括：微重量传感器，其粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，用于检测吸湿部各处重量；控制器，其与所述微重量传感器连接，用于接收所述微重量传感器的检测数据并输出检测结果。优选的是，还包括无线通信模块，所述控制器能够通过所述无线通信模块与外部移动终端连接。相应地，本专利技术还提供一种基于BP神经网络的尿不湿监测方法，将微重量传感器粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，所述控制器对所述微重量传感器的检测数据进行实时分析处理，确定尿不湿的尿湿状态，其采用神经网络监测模型，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，通过传感器检测尿不湿吸湿部各处的重量；步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}；其中，x1为吸湿部第一角的重量，x2为吸湿部第二角的重量，x3为吸湿部第三角的重量，x4为吸湿部第四角的重量，x5为吸湿部中心位置的重量，x6为尿不湿使用者情况，所述输入层神经元值当x6为C时，使用者为儿童，当x6为E时，使用者为老年重症患者；步骤3：所述输入层向量映射到中间层，中间层的神经元为m个；步骤4：得到输出层神经元向量o＝{o1,o2,o3}；其中，o1为尿不湿的尿湿面积，o2为尿不湿的尿湿量，o3为是否需要更换尿不湿，所述输出层神经元值当o3为1时，需要更换尿不湿，当o3为0时，不需要更换尿不湿。优选的是，所述步骤4中，当时，其中，SH为尿不湿吸湿部的面积，所述o3＝1，需要更换尿不湿。优选的是，所述步骤4中，当x6＝C时，当时，其中，Y为儿童年龄，mu为尿不湿吸湿部单位面积的吸湿量，所述o3＝1，需要更换尿不湿。优选的是，所述步骤4中，当x6＝E时，当时，其中，mu为尿不湿吸湿部单位面积的吸湿量，所述o3＝1，需要更换尿不湿。优选的是，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。优选的是，所述中间层及所述输出层的激励函数均采用S型函数fj(x)＝1/(1+e-x)。优选的是，更换尿不湿时，可将微重量传感器取下进行重复使用。优选的是，所述输出神经元向量能够在外部移动终端显示。本专利技术所述的有益效果为：(1)本专利技术所述的基于BP神经网络的尿不湿监测系统，无需将其置于尿不湿与人体接触的一面，提高使用安全性和舒适性。(2)本专利技术所述的基于BP神经网络的尿不湿监测方法，能够实时监控并反馈尿不湿的尿湿状态，便于及时更换尿不湿，提高使用安全性和舒适性。附图说明图1为本专利技术所述的的模块结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，包括：微重量传感器110，其粘附于尿不湿吸湿部100外表面四角处及中心位置，用于检测吸湿部各处重量；控制器120，其与所述微重量传感器连接，用于接收所述微重量传感器110的检测数据并输出检测结果。还包括无线通信模块，所述控制器120能够通过所述无线通信模块与外部移动终端130连接。本实施例中，所述外部移动终端为手机，手机上安装有对应的APP，监测系统的检测结果(尿不湿的尿湿面积、尿不湿的尿湿量以及是否需要更换尿不湿)传输到手机APP中，当如果需要更换尿不湿时，则手机APP会将需要更换尿不湿的信息以短信的形式发送到手机上，以便提醒人们及时更换尿不湿。本专利技术所述的基于BP神经网络的尿不湿监测系统，无需将其置于尿不湿与人体接触的一面，提高使用安全性和舒适性。本专利技术还提供一种基于BP神经网络的尿不湿监测方法，将微重量传感器粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，所述控制器对所述微重量传感器的检测数据进行实时分析处理，确定尿不湿的尿湿状态，其采用神经网络监测模型，包括如下步骤：步骤一、建立BP神经网络模型。BP模型上各层次的神经元之间形成全互连连接，各层次内的神经元之间没有连接，输入层神经元的输出与输入相同，即oi＝xi。中间隐含层和输出层的神经元的操作特性为：opj＝fj(netpj)其中p表示当前的输入样本，ωji为从神经元i到神经元j的连接权值，opi为神经元j的当前输入，opj为其输出；fj为非线性可微非递减函数，一般取为S型函数，即fj(x)＝1/(1+e-x)。本专利技术采用的BP网络体系结构由三层组成，第一层为输入层，共n个节点，对应了表示尿不湿的n个检测信号，这些信号参数由数据预处理模块给出；第二层为中间层(隐层)，共m个节点，由网络的训练过程以自适应的方式确定；第三层为输出层，共p个节点，由系统实际需要输出的响应确定。该网络的数学模型为：输入向量：x＝(x1,x2,...,xn)T中间层向量：y＝(y1,y2,...,ym)T输出向量：o＝(o1,o2,...,op)T本专利技术中，输入层节点数为n＝6，输出层节点数为p＝3，隐藏层节点数根据确定，m＝8。输入层6个参数分别表示为：x1为吸湿部第一角的重量，x2为吸湿部第二角的重量，x3为吸湿部第三角的重量，x4为吸湿部第四角的重量，x5为吸湿部中心位置的重量，x6为尿不湿使用者情况，所述输入层神经元值当x6为C时，使用者为儿童，当x6为E时，使用者为老年重症患者；输出层3个参数分别表示为：o1为尿不湿的尿湿面积，o2为尿不湿的尿湿量，o3为是否需要更换尿不湿，所述输出层神经元值当o3为1时，需要更换尿不湿，当o3为0时，不需要更换尿不湿。当输出神经元时，其中，SH为尿不湿吸湿部的面积，所述输出神经元o3＝1，需要更换尿不湿。当输入神经元x6＝C时，当输出神经元o2与o1的比值时，其中，Y为儿童年龄，mu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，其特征在于，包括：微重量传感器，其粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，用于检测吸湿部各处重量；控制器，其与所述微重量传感器连接，用于接收所述微重量传感器的检测数据并输出检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于BP神经网络的尿不湿监测系统，其特征在于，包括：微重量传感器，其粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，用于检测吸湿部各处重量；控制器，其与所述微重量传感器连接，用于接收所述微重量传感器的检测数据并输出检测结果。2.如权利要求1所述的基于BP神经网络的尿不湿监测系统，其特征在于，还包括无线通信模块，所述控制器能够通过所述无线通信模块与外部移动终端连接。3.一种基于BP神经网络的尿不湿监测方法，其特征在于，将微重量传感器粘附于尿不湿吸湿部外表面四角处及中心位置，控制器对所述微重量传感器的检测数据进行实时分析处理，确定尿不湿的尿湿状态，其采用神经网络监测模型，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，通过传感器检测尿不湿吸湿部各处的重量；步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}；其中，x1为吸湿部第一角的重量，x2为吸湿部第二角的重量，x3为吸湿部第三角的重量，x4为吸湿部第四角的重量，x5为吸湿部中心位置的重量，x6为尿不湿使用者情况，所述输入层神经元值当x6为C时，使用者为儿童，当x6为E时，使用者为老年重症患者；步骤3：所述输入层向量映射到中间层，中间层的神经元为m个；步骤4：得到输出层神经元向量o＝{o1,o2,o3}；其中，o1为尿不湿的尿湿面积，o2为尿不湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晶，蒲鑫，王静，易靓，薛丹，白烨，
申请(专利权)人：长春理工大学光电信息学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22