智能医用无线体温测量系统实现方案

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1、2010年第5期《福建师范大学福清分校学报》总第101期JOURNALOFFUQINGBRANCHOFFUJIANNORMALUNIVERSITYSumNo．101智能医用无线体温测量系统实现方案廖延初(福建师范大学福清分校电子与信息工程系，福建福清350300)摘要：本文主要提出了医用无线体温测量系统的一种实现方案，该系统设计思路独特、系统构成简单、性价比高。介绍了系统构成、体温测量的工作原理、芯片的选择，重点介绍了无线体温测量系统中单片机测控板的软、硬件设计和实现方案。关键词：Atmega8单片机；温度测量；NTC热敏电It

2、S-；Steinhart-Hart；nRF24E1；PC机中图分类号：17-I765．T3文献标志码：B文章编号：1008—3421(2010)05-0051—050引言体温是生命活动的一种重要表现，是人体新陈代谢的一个重要参数，体温既有生理学的意义，又有重要的临床医学意义，是临床诊断的一个重要指标。目前水银温度计是最为常见的体温测量仪器，而水银体温计进行体温监测很不方便，水银的污染也很严重。为此人们开发了各种不同的测温仪器和测温方法，其中电子测温仪器最为成熟，性能已接近水银温度计的性能。传统的水银体温计在测量时间、携带及环境污

3、染等方面有不良之处，虽然现在出现了大量的电子温度计，但是，对于住院的重病患者，需要护士定时对其测量体温，这样不但加大了护士的工作量，也打扰了病人的休息。本文基于传统体温计及现在流行的电子体温计的这些缺点设计出一种新型的无线智能电子体温测量系统，可以大大方便医院里对病人体温的监测。1系统组成及功能叙述该系统由一台PC机实现数据接收和数据管理，再配合每个病房单独使用的体温测量仪，通过单片机的处理送给无线发送模块，再由接收装置送入Pc机处理，构成一个完整的无线体温测量系统。如下图1所示。"W-．axig·●‘，■rI＼温度传感器器替电

4、__lA⋯anega8路10I控制动能按键I图1图2收稿日期：2010-07--05作者简介：廖延初(1980-)，男，福建莆田人，讲师。52福建师范大学福清分校学报2010年9月管理用PC机设置在护士站，在PC机上可设定各病房使用的温度计测量的时间，并按设定的时间提醒病人测量温度，然后接收温度测量仪传回的测量数据；最终将各病房24小时传回的数据绘制成图形或表格，供医生参考，可以设计报警温度，如有异常情况，立即报警，以便及时通知医生。市场上自动测量温度计种类繁多，但只能完成单机的测量和少量数据存储，无法完成无人操作时的定时启动、

5、自动测量以及测量数据的通信传送功能，这种建立在无线传输基础上的系统能够实现尽可能少的房间重新布线，大大方便了医院或疗养院房间的改造。系统采用Atmega8单片机作为微控制器将NTC热敏电阻(N1℃G163JF103Fr)作为温度传感器采集到的温度信号转换为数字信号送给发送模块，发送模块以nRF401作为发送接收主要芯片将报警信号送人同样以nRF401为主要芯片的接收装置再送人PC机实现智能体温无线报警监控。2硬件的选择及功能参数介绍2．1ATmega8是一个非常特殊的单片机，它的芯片内集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电

6、路，采用了小引脚封装，所以其价格仅与低档单片机相当，具有极高的使用价值。ATmega8是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位COMS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega8的数据吞吐率高达1MIPS／MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算逻单元(ALu)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至1O倍的数据吞吐率。2．2温

7、度传感器，其主要功能是将被测温度物理量转换成对应变化的电信号量。按照温度传感器输出信号的模式，温度传感器有三大类：数字式温度传感器、逻辑输出温度传感器、模拟式温度传感器，其各有特点。NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。其使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此，在实现小型化的同时，还具电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应速度快等特点，可进行高灵敏度、高精度的检测。(I)热敏电阻温度一电阻特性NTC热敏电阻温度一电阻特性曲线可近似表示为：R=Roexp{B(1／T一1／To)}(R：温度T(K)时的

8、电阻值：Ro：温度To(K)时的电阻值；B：热敏电阻的B值)由式(1)可得：热敏电阻温度一电阻特性呈指数关系变化，温度，电阻特性曲线如图2所示。(2)热敏电阻测量设计NTC热敏电阻具有负温度系数大，灵敏度约为金属热电阻的1O倍，标称电阻值比较大(几KQ～几百Ki