智能医用超声波雾化器的设计

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1、第23卷第4期四川理工学院学报(自然科学版)VoL23No．42010年8月JournalofSichuanUnive~ityofScience&En~neefing(NaturMScienceEdition)Aug．2010文章编号：1673—1549(2010)04-0473-04智能医用超声波雾化器的设计高祥，蔡乐才(1．四川理工学院自动化与电子信息工程学院，NilI自贡643000；2．四川理工学院计算机科学学院，四川自贡643000)摘要：为了保证医用超声波雾化器安全、可靠、高效的运行，系统采用了智能检测、自动控制、CAN

2、总线传输和嵌入式技术。利用高性能的MXT8051单片机为核心，结合超声波雾化器的工作原理，设计了一种适应于医疗系统的高稳定、低功耗医用超声波雾化仪器。详细介绍了该系统的基本结构、工作原理以及软硬件设计。实验结果证明本系统可靠稳定，雾化量能智能调节，具有很广的市场前景。关键词：单片机；超声波雾化器；嵌入式；智能检测；自动控制中图分类号：TN752；TP212文献标识码：A的功耗。引言根据系统设计的功能要求确定系统的工作原理和随着超声波技术的发展和应用，超声波雾化器成为电路结构图如图1所示。图1中，以MXT8051单片机作治疗呼吸道疾病

3、不可缺少的医疗仪器。超声波雾化器为微控制器，控制以压电陶瓷片为换能器件的超声波雾具有结构简单、使用方便、治疗效果稳定、无痛苦、药物化器。副作用较小、成本低廉等优点，在大、中、小医疗机构中系统启动后，首先红红外感应电路接受用户通过遥临床应用非常普遍⋯。同时它也可以作为普通家庭的控器发送的开、关和调节雾化量等命令。系统通过温度、湿度传感器实时采集周围环境和主要工作器件的温保健仪器，可以为家庭空气加湿、消毒，起到预防和治疗度以及雾化器内的空气湿度等数据，实时显示在段式疾病的作用。但是，目前市场上的各种品牌的医用雾化LCD显示屏上，方便了人

4、机交互。系统能够根据用户事器普遍存在功能相对单一，完全手工操作，不能远程集先设定的温、湿度参数作出相应的控制决策，例如，用户群监控，人机交互不便等缺点。为此笔者设计了一种具设置的工作温度上限时25℃，当系统检测到工作电路的有智能检测控制和远程集群监控的智能医用超声波雾温度大于等于设定参数后就会启动散热风机，并根据情化器，该系统能够根据设定的参数达到自动控制的目况自动调节风机的转速，当检测到工作温度正常后，系的，同时采用高速可靠的CAN总线与监控中心进行数统会自动关闭散热风机，系统如此循环调控真正实现了据传输，解决了的医用超声波雾化器

5、分布散乱难于集中智能检测和自动控制；雾化量的检测和控制也是类似的监控的问题。处理决策。系统自带有JTAG程序调试接口支持在线1系统设计原理和结构调试，非常方便产品的开发和后期的升级维护。本系统不仅可作为单一的智能仪器使用，同时设计了CAN总为了能够实现智能检测、自动控制、远程集群监控，线接口电路，可以方便的与其他同类系统或采用CAN笔者设计的系统具有以下要求：(1)实现红外遥控控制总线传输的不同类仪器共同组成CAN网络，便于用户雾化效果；(2)实时检测医用超声波雾化器封闭空间的的远程集群监控。湿度，从而得出雾化量大小；(3)实时监测

6、仪器和周围环2硬件电路设计境的温度；(4)能根据设定参数实现自动控制；(5)实现温湿度的实时显示；(6)系统具有较高的可靠性和较低本系统硬件部分主要包括单片机精简系统、超声波收稿日期：2010~5—14基金项目：四川省教育厅科研项目(2007ZL048)；四川省自贡市科技局科研项目(2009018)作者简介：高祥(1981一)，男，山东胶州人，硕士研究生，主要从事智能温室系统的检测与控制方面的研究。474四川理工学院学报(自然科学版)2010年8月图1系统结构图雾化器、温度检测电路、湿度检测电路、红外感应接受电A和B探针)，当雾化器

7、中水不足时可以自动断开电路，路、LCD显示电路、CAN总线传输电路、JTAG调试电路、防止大功率三极管BU406过热烧毁。MXT8051微控制风机控制系统等9个模块。器I／O口通过PWM方式输出来控制整个电路的导通频微控制器作为整个系统的控制中心，高可靠性和低率，实现了雾化效果的动态自动控制⋯。功耗是选择的主要标准。北京时代民芯的MXT8051单温度检测电路采用数字温度传感器DS18B20，它是片机是以高速单指令周期8051为核的高可靠、低功耗单总线操作，与微控制器的接口和驱动程序的编写都较SOC，包括36SEG4COMLCDDri

8、ver、4路10位AD、简单，同时它的测量范围广(一55℃～+125℃)、测量精JTAG在线调试系统和特有的40～140倍可调增益放大度高(±0．5~C)，非常适合本系统高可靠、低功耗的要器等模块，静态工作模式下功耗小于60uA，32