CN109036102B - 用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，所述标签整体呈长方形，该标签从上到下依次包括上保护层、电板层、下保护层和粘结层；所述电板层上设置有定时装置；所述定时装置包括微控制器、译码器、显示驱动集成电路、轻触开关和电源；所述电板层包括第一电板层和第二电板层；所述微控制器、译码器和显示驱动集成电路设置在第二电板层上；所述微控制器输入端连接轻触开关、输出端连接译码器，所述译码器连接显示驱动集成电路；所述轻触开关的上部穿出上保护层裸露在外部。本发明实现了在试剂或食品存储容器的表面达到时间提示的功能。

Description

用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签

技术领域

本发明涉及定时技术领域，尤其涉及一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签及方法。

背景技术

在医疗治疗中，医生会针对病患的生理或病理现象，进行科学的定性或定量的侦测给病患调制医疗试剂，由于药品试剂都会有严格的使用时间，药效的持续时间，甚至在调制药品试剂时，加入的每种药品都有其严格的时间控制；另外，在临床上，医护人员经常需要对患者进行多次药品试剂注射，由于注射的药品试剂都有其有效期，针管中的药品试剂在超过一定的使用有效时间后有可能会在结构、组成、临床效果等方面发生改变，产生药物降解，从而使药效迅速降低，那么该针管中的药品试剂则不能继续使用，因此，医生不仅需要对患者的体表特征进行观察，还需要对使用的药品试剂的使用时间进行计时，很不方便。

对医疗药品试剂使用时间的精准的控制对治疗过程能否顺利进行，病患能否顺利恢复健康有着非常重大的作用，传统的计时方式是通过观察手表或者手机时间来确定试剂的使用时间间隔，既要观察患者的症状，同时记录试剂的使用间隔，非常不便于实现对注射时间间隔的精准控制，并且一旦忘记或者记错药品试剂的使用时间间隔，严重的会导致医疗事故。另外，在食品安全健康方面，很多食品都有一定的保鲜期，例如有些食品必须在开封后规定时间内使用完毕，否则会造成营养大量流失甚至在超出规定时间后会产生对人体有害的成分。

针对以上提出的不足，本发明提供了一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，利用了光伏发电，节能环保，并且该标签在试剂或食品存储容器的表面能够达到时间提示的功能，实现了在医疗中精准控制药品试剂注射时间间隔，降低了医疗事故发生率，提高了医护人员的效率；在食品的食用过程中能够充分利用食品的营养价值。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，在试剂或食品存储容器的表面能够达到时间提示的功能。

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，所述标签整体呈长方形，该标签从上到下依次包括上保护层、电板层、下保护层和粘结层；

所述电板层上设置有定时装置；所述定时装置包括微控制器、译码器、显示驱动集成电路、轻触开关和电源；所述电板层包括第一电板层和第二电板层，第一电板层与第二电板层之间固定连接；所述微控制器、译码器和显示驱动集成电路设置在第二电板层上；

所述微控制器输入端连接轻触开关、输出端连接译码器，所述译码器连接显示驱动集成电路；所述电源连接微控制器、译码器和显示驱动集成电路并为其供电；

所述轻触开关的上部穿出上保护层裸露在外部。

进一步地，所述标签的厚度为5～8mm。

进一步地，所述标签的厚度为6mm。

进一步地，所述上保护层和下保护层均为硅胶薄膜；上保护层和下保护层为一体成型结构；所述电板层均采用柔性线路板。

进一步地，所述电源采用染料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池和轻触开关设置在第一电板层，染料敏化太阳能电池的上表面穿出上保护层的部分覆盖有遮光胶带。

进一步地，所述微控制器为单片机，所述单片机采用STC15F104W型单片机；

所述微控制器的P3.4、P3.5和P3.0端口分别连接轻触开关S0、S1和S2；微控制器的VCC、GND端口分别连接电源的正负极。

进一步地，所述译码器采用74LS138型译码器，所述译码器的A、B和C端口分别连接微控制器的P3.3、P3.2和P3.1端口；译码器的G2A、G2B与GND端口均接地；译码器的Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7端口分别连接电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；相邻两个所述电阻R10～R17之间分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7；

所述电阻R10的阻值为32KΩ，电阻R11的阻值为13KΩ，电阻R12的阻值为7.333KΩ，电阻R13的阻值为5KΩ，电阻R14的阻值为4KΩ，电阻R15的阻值为3.667KΩ，电阻R16的阻值为3.714KΩ，电阻R17的阻值为4KΩ，所述电阻R1～R7的阻值均为1KΩ。

进一步地，所述显示驱动集成电路为LM3914，显示驱动集成电路的端口5连接电阻R7；显示驱动集成电路的输出端口依次连接发光二极管D0～D7，所述发光二极管D0～D7设置于防护壳中。

进一步地，所述防护壳整体呈长方形，防护壳的下部粘结在第一电板层；防护壳的内部通过隔板形成八个保护腔，八个所述保护腔内依次设置发光二极管D0～D7。

进一步地，所述防护壳由透明塑料制成；防护壳的上表面穿出上保护层并裸露在标签外部。

本发明的有益效果是：

本发明提供的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，采用光伏发电电池中的染料敏化太阳能电池代替干电池或蓄电池，利用低强度漫射光进行发电，即使在光线比较暗的室内该太阳能电池也可以工作，工作效率高，节能环保，柔韧性好，同时由于电板层均为柔性线路板，使得标签柔韧性好，对于表面有弧度的容器很适用；易于粘附。

本发明的定时测量结果精准度高，选用STC15F104W单片机，具有数据处理速度较高、可靠性较高、功耗比较低和抗干扰能力非常强等优点，且内部集成了精度较高的时钟以及可靠性较高的复位电路，不仅缩减了体积，还大大提高了定时精度，采用八个发光二极管进行时间提示，能达到多个时间提示的效果，发光二极管的外部设有防护壳，有效防止标签在使用的过程中发光二极管的碰撞及损坏。

本发明定时成本偏低，使用的STC15F104W单片机、型号为74LS138的3-8译码器、LM3914点/条显示驱动集成电路等均为市面上常见的原件，价格低廉；该标签体积小，质量也比较轻；整个定时装置用到的元件比较少也比较小，且均采用贴片式元件，容易集成，使用方法简单。

附图说明

图1是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签的剖视结构示意图。

图2是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签的结构示意图。

图3是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签中定时装置的结构示意图。

图4是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签中定时装置的电路原理图。

图5是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签实施例4中的示意图。

图6是本发明用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签实施例5中的示意图。

附图中标号为：1为上保护层，2为第一电板层，3为第二电板层，4为下保护层，5为粘结层，6为微控制器，7为译码器，8为显示驱动集成电路，9为防护壳，10为保护腔，11为轻触开关，12为电源，13为遮光胶带，14为染料敏化太阳能电池。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，如图1～图4所示，所述标签整体呈长方形，该标签从上到下依次包括上保护层1、电板层、下保护层4和粘结层5；

所述电板层上设置有定时装置；所述定时装置包括微控制器6、译码器7、显示驱动集成电路8、轻触开关11和电源12；所述电板层包括第一电板层2和第二电板层3，第一电板层2与第二电板层3之间固定连接；所述微控制器6、译码器7和显示驱动集成电路8设置在第二电板层3上；所述微控制器6输入端连接轻触开关11、输出端连接译码器7，所述译码器7连接显示驱动集成电路8；所述电源12连接微控制器6、译码器7和显示驱动集成电路8并为其供电；所述轻触开关11的上部穿出上保护层1裸露在外部。

所述标签的厚度为6mm。

作为一种可实施方式，本实施例中的标签的粘结层5采用双面胶带。

所述上保护层1和下保护层4均为硅胶薄膜；上保护层1和下保护层4为一体成型结构；所述电板层均采用柔性线路板。

所述电源12采用染料敏化太阳能电池14，染料敏化太阳能电池的14上表面穿出上保护层1的部分覆盖有遮光胶带13。

所述微控制器6为单片机，所述单片机采用STC15F104W型单片机；所述微控制器6的P3.4、P3.5和P3.0端口分别连接轻触开关11S0、S1和S2；微控制器6的VCC、GND端口分别连接电源12的正负极。

所述译码器7采用74LS138型译码器7，所述译码器7的A、B和C端口分别连接微控制器6的P3.3、P3.2和P3.1端口；译码器7的G2A、G2B与GND端口均接地；译码器7的Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7端口分别连接电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；相邻两个所述电阻R10～R17之间分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7；

所述电阻R10的阻值为32KΩ，电阻R11的阻值为13KΩ，电阻R12的阻值为7.333KΩ，电阻R13的阻值为5KΩ，电阻R14的阻值为4KΩ，电阻R15的阻值为3.667KΩ，电阻R16的阻值为3.714KΩ，电阻R17的阻值为4KΩ，所述电阻R1～R7的阻值均为1KΩ。

所述显示驱动集成电路8为LM3914，显示驱动集成电路8的端口5连接电阻R7；显示驱动集成电路8的输出端口依次连接发光二极管D0～D7，所述发光二极管D0～D7设置于防护壳9中；所述防护壳9整体呈长方形，防护壳9的下部粘结在第一电板层2；防护壳9的内部通过隔板形成八个保护腔10，八个所述保护腔10内依次设置发光二极管D0～D7；所述防护壳9由透明塑料制成；防护壳9的上表面穿出上保护层1并裸露在标签外部。

将发光二极管D0～D7置于防护壳9中，可有效防止在标签的存储或使用过程中，发光二极管的损坏，影响标签的正常使用。

单片机STC15F104W对型号为74LS138的3-8译码器7的三个地址输入端口A、B、C进行地址输入，译码器774LS138的则把这3条数据线上表示的信息转换成8种可能的情况输出，并通过其相连的电阻串调节输出的电压，即不同的地址输入数据导致译码器7输出端口不同，再通过每个输出端口连接的不同的电阻输出不同的电压值。

基于一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签的定时方法，步骤如下：

首先取下覆盖在染料敏化太阳能电池14(DSSCs)上的遮光胶带13，染料敏化太阳能电池14将吸收低强度的室内光并转化为电能，提供+5V的电压，为定时装置的五部分供电，包括：STC15F104W单片机、译码器774LS138及与其相连接的电阻串R1～R7、显示驱动集成电路8LM3914。

STC15F104W单片机的端口P3.4、P3.5和P3.0分别连接轻触开关11S0、S1和S2进行定时方式的选择，端口P3.3、P3.2和P3.1分别与译码器774LS138的A、B、C端口相连进行数据地址输入；

通过轻触开关11S0、S1、S2的调节进行定时方式的选择；

值得注意的是无论选择何种定时方式，在最开始工作的时候译码器774LS138的地址输入为111，与之对应的Y7端口输出电压，经过电阻R17，在显示驱动集成电路8的5引脚处的电压为1V，此时8个发光二极管D0～D7处于全亮状态。

当进行定时方式的选择时，单片机STC15F104W会在选择定时方式后停三秒再进行数据地址信息的输出，以保证选择过程已经完整，防止出现电路对定时方式的判断错误；轻触开关11的选择与定时方式关系如表1所示：

表1轻触开关11的选择与定时方式的关系

由表1可知，当需要选择8天的定时方式定时，开关S0闭合，开关S1和开关S2断开，STC15F104W单片机执行按天计时的时钟程序，即每隔一天的时间STC15F104W单片机的端口P3.3、P3.2和P3.1的输出或译码器774LS138的A、B、C端口输入的数据地址信息进行一次改变，地址信息的改变遵循111-110-101-100-011-010-001-000的顺序，译码器774LS138与之对应的数据输出端口的改变依次为Y7-Y6-Y5-Y4-Y3-Y2-Y1-Y0，由于不同的数据输出端口连接不同的电阻，从而使得其控制的显示驱动集成电路8LM3914的5引脚处的电压按照数据输出端口改变的次序一次减小0.125V；显示驱动电路LM3914的5引脚处的电压每减小0.125V，对应的熄灭防护壳9中的一个发光二极管，发光二极管熄灭的顺序按照D7-D6-D5-D4-D3-D2-D1-D0；按照一定的熄灭次序，每隔一天将熄灭一个发光二极管，从而达到时间提示的功能。

实施例2：实施例2与实施例1中所述标签的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于所述标签的厚度为5mm。

实施例3：实施例4与实施例1中所述标签的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于所述标签的厚度为8mm。

实施例4：应用实施例(一)

光伏定时标签在医疗领域的应用：

在医疗领域中，如手术时，由于治疗的需要，医护人员会对需要进行手术的患者注射麻醉试剂使患者的整体或者局部暂时失去知觉，便于手术的顺利进行。但根据手术的要求，医护人员可能会用一支麻醉剂对患者的不同部位进行分次注射，那么对麻醉剂的使用时间会有严格的要求。若医生一边对患者的体表特征进行观察，一边观察手表或者手机时间来确定麻醉剂使用时间间隔，很难实现对注射时间间隔的精准控制，那么在麻醉剂等医疗用品上贴附一个具有多个时间提示功能的光伏定时标签是非常有效的。

如图5所示，在麻醉剂开始使用前，先在针管壁上通过粘结层5粘附一张标签；当取下染料敏化太阳能电池14表面覆盖的遮光胶带13后，电源12开始工作，为整个电路提供+5V电压，发光二极管D0～D7全亮；接着通过三个轻触开关11进行定时方式的选择，当确定定时方式后，该电路系统内部将按照设定的时间开始计时，发光二极管也将对应的每隔设定的时间熄灭一个；例如：同时闭合开关S0和S1，断开S2，此时该定时标签的定时时间为80分钟，计时单位为10分钟，即在此定时方式下每隔10分钟，将会熄灭一个发光二极管，当发光二极管全部熄灭时表示80分钟的定时完成，从而达到一个渐变，多个时间提示的效果，从而防止使用已经超过有效使用时间甚至在药品试剂的结构、组成、临床效价等方面发生改变，产生药物降解的麻醉剂。

实施例5：应用实施例(二)

光伏定时标签在食品领域的应用：

在食品领域中，为了追究食物的美味，赏味期限都是很短的，尤其赏味期限较短的乳制品需要在严格的时间范围内食用或使用才能保证口感和营养；除此之外，还有一些新鲜食品的保质期也很短，在超过规定的保质期后会产生人体不能分解吸收的成分或者发生蛋白质的分解变性产生有害物质和亚硝酸盐等对人体有害、致癌的物质，因此，光伏定时标签在食品安全、健康方面的应用也显得十分重要。

如图6所示，在牛奶开封前，在牛奶盒上粘附一个标签，当取下染料敏化太阳能电池14表面覆盖的遮光胶带13后，电源12开始工作，为整个电路提供+5V电压，发光二极管D0～D7全亮；接着通过三个轻触开关11进行定时方式的选择，当确定定时方式后，该电路系统内部将按照设定的时间开始计时，发光二极管D0～D7全亮也将对应的每隔设定的时间熄灭一个，如：同时闭合开关S0和S2，断开开关S1，此时该定时标签的定时时间为8小时，计时单位为1小时，即在此定时方式下每隔1小时，将会熄灭一个发光二极管，当发光二极管全部熄灭时表示8小时的定时完成，从而达到一个渐变，多个时间提示的效果，从而防止使用已经超过保质期限的牛奶对人体造成伤害。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述标签整体呈长方形，该标签从上到下依次包括上保护层（1）、电板层、下保护层（4）和粘结层（5）；

所述电板层上设置有定时装置；所述定时装置包括微控制器（6）、译码器（7）、显示驱动集成电路（8）、发光二极管D0~D7、轻触开关（11）和电源（12）；所述电板层包括第一电板层（2）和第二电板层（3），第一电板层（2）与第二电板层（3）之间固定连接；所述电源（12）采用染料敏化太阳能电池（14），所述染料敏化太阳能电池（14）、发光二极管D0~D7和轻触开关（11）设置在第一电板层（2），染料敏化太阳能电池（14）的上表面穿出上保护层（1）的部分覆盖有遮光胶带（13）；所述微控制器（6）、译码器（7）和显示驱动集成电路（8）设置在第二电板层（3）上；其中，染料敏化太阳能电池（14）位于轻触开关（11）和发光二极管D0~D7之间；译码器（7）位于微控制器（6）和显示驱动集成电路（8）之间；显示驱动集成电路（8）和发光二极管D0~D7位于译码器（7）或染料敏化太阳能电池（14）的一侧，轻触开关（11）和微控制器（6）位于译码器（7）或染料敏化太阳能电池（14）的另一侧；

所述微控制器（6）输入端连接轻触开关（11）、输出端连接译码器（7），所述译码器（7）连接显示驱动集成电路（8），显示驱动集成电路（8）的输出端口依次连接发光二极管D0~D7；所述电源（12）连接微控制器（6）、译码器（7）和显示驱动集成电路（8）并为其供电；其中，所述微控制器（6）输入端连接轻触开关（11）具体为：所述微控制器（6）采用STC15F104W型单片机，所述微控制器（6）的P3.4、P3.5和P3.0端口分别连接轻触开关（11）S0、S1和S2；

所述轻触开关（11）的上部穿出上保护层（1）裸露在外部，通过轻触开关（11）S0、S1和S2的调节进行定时方式的选择，所述定时方式包括定时单位；

所述定时标签的定时方法为：

首先取下覆盖在染料敏化太阳能电池（14）上的遮光胶带（13）；

通过轻触开关（11）S0、S1、S2的调节进行定时方式的选择，确定定时方式后，微控制器（6）执行按所述定时方式下的定时单位计时的时钟程序，使得译码器（7）的地址信息每隔一个定时单位改变一次，进而使得发光二极管D0~D7按照一定的熄灭次序，每隔一个定时单位熄灭一个发光二极管。

2.根据权利要求1所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述标签的厚度为5~8mm。

3.根据权利要求2所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述标签的厚度为6mm。

4.根据权利要求1所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述上保护层（1）和下保护层（4）均为硅胶薄膜；上保护层（1）和下保护层（4）为一体成型结构；所述电板层均采用柔性线路板。

5.根据权利要求1所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，微控制器（6）的VCC、GND端口分别连接电源（12）的正负极。

6.根据权利要求1所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述译码器（7）采用74LS138型译码器，所述译码器（7）的A、B和C端口分别连接微控制器（6）的P3.3、P3.2和P3.1端口；译码器（7）的G2A、G2B与GND端口均接地；译码器（7）的Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7端口分别连接电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；相邻两个所述电阻R10~R17之间分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7；

所述电阻R10的阻值为32KΩ，电阻R11的阻值为13KΩ，电阻R12的阻值为7.333KΩ，电阻R13的阻值为5KΩ，电阻R14的阻值为4KΩ，电阻R15的阻值为3.667KΩ，电阻R16的阻值为3.714KΩ，电阻R17的阻值为4KΩ，所述电阻R1~ R7的阻值均为1KΩ。

7.根据权利要求1所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述显示驱动集成电路（8）为LM3914，显示驱动集成电路（8）的端口5连接电阻R7；所述发光二极管D0~D7设置于防护壳（9）中。

8.根据权利要求7所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述防护壳（9）整体呈长方形，防护壳（9）的下部粘结在第一电板层（2）；防护壳（9）的内部通过隔板形成八个保护腔（10），八个所述保护腔（10）内依次设置发光二极管D0~D7。

9.根据权利要求7所述的用于医疗试剂以及食品的光伏定时标签，其特征在于，所述防护壳（9）由透明塑料制成；防护壳（9）的上表面穿出上保护层（1）并裸露在标签外部。

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