具有聯網功能的智能體溫計的設計

作者/黃仿元，貴州理工學院；陳飛，碧海社區衛生服務中心

具有聯網功能的智能體溫計的設計

作者/黃仿元，貴州理工學院；陳飛，碧海社區衛生服務中心

本文提出一種智能溫度測量系統，利用紅外線傳感器進行溫度測量，利用WiFi模塊將測量得到的數據發送到醫院服務器。提高了溫度測量的效率和安全性，減少了醫護人員的重復勞動，同時可以有效避免人員記錄溫度數據中出現的錯誤。

紅外溫度傳感器；WiFi傳輸；智能測量

引言

體溫參數是反應醫院中患者身體狀況的一項重要生理指標，醫護人員需要每天數次定時測量住院病人的體溫，并進行記錄。目前醫院主要采用的溫度測量設備是水銀溫度計，水銀溫度計的價格低廉，使用簡單。但水銀溫度計采集體溫數據具有以下缺點：測量時間較長，一般需要測量時間達到5分鐘以上才能達到熱平衡狀態，故測量效率低；測量結果需要護士進行人工讀數及記錄，若住院病人較多，數據難免出現誤差和錯誤；如果操作不當水銀溫度計存在破損的可能，破損后可能扎傷患者，并且泄漏的水銀會對人體造成危害，對環境造成污染。

本文設計的智能體溫測量系統采用非接觸式測量，避免的由消毒不當造成的交叉傳染的可能，同時縮短了測量、記錄的時間，并且由于測量得到的溫度都是以數字方式存儲，有利于計算機對病人體溫變化情況進行分析、處理，便于醫生及時發現患者身體變化。

1.溫度測量模塊

本文采用紅外傳感器作為溫度測量原件，根據普朗克定律的紅外輻射遠離進行溫度測量，測量時不需接觸人體即可測出溫度，測量速度快，效率高，且衛生方便。

本文采用MELESIX公司生產的MLX90616紅外溫度傳感器。該溫度傳感器具有尺寸小、成本較低，測量溫度范圍寬，測量精度高等特點。該溫度傳感器的測量范圍為：-40°C～85°C，測量分辨率為0.02°C，滿足中國國際標準化管理委員會發布的醫用電子體溫計的性能指標和測試條件。

MLX90616采用TO-46封裝，具有SMBus兼容的數字接口，其四個引腳的作用如下。

表1 MLX90616引腳功能

圖1 MLX90616的SMBus連接

2.無線傳輸模塊

本設計的無線傳輸模塊選用的是USR-C215。該模塊是為實現嵌入式系統的無線網絡通訊應用而設計的一款低功耗802.11 b/g/n模塊，通過該模塊，可以實現溫度測量設備的WiFi連接，從而實現數據的實時上傳。

該模塊具有三種WiFi工作模式：STA（無線接入點）、AP（無線站點）、AP+STA（混合模式）。文本采用STA模式，將溫度數據通過USR-C215發送到服務器上。STA模式在同一局域網內，可以接入多臺設備，支持多臺智能溫度測量系統同時工作。

3.顯示模塊

為便于醫護人員實時觀察測量到的溫度數據及對智能溫度測量系統進行操作，本文選用彩色液晶屏作為顯示部分，可以方便的顯示中文，使溫度讀數更加方便；同時選用的顯示屏帶有觸摸功能，從而不用再單獨設置鍵盤，使操作更為簡便。

本文選用一塊2.2寸，分辨率為220X176的液晶屏22DTP，該液晶屏采用串口通訊方式，該液晶屏引腳少，與單片機連接方便。該液晶屏的引腳僅4個，功能分別是：VCC：電源正極；GND：接地端；RX：串口屏的數據接收管腳；TX：串口屏的數據發送管腳。

4.系統總體結構

本系統采用單片機作為總體的控制部分，單片機負責將紅外溫度傳感器采集到的數據進行加工處理，然后通過WiFi模塊，將采集到的數據實時的發送到服務器。在醫院中WiFi信號不好的地方，如無法連接網絡，可以將數據保持在系統中，待回到護士站時再對數據進行統一上傳。本系統的總體結構框圖如圖2所示。

圖2 系統總體結構

5.總結

本文中設計的智能溫度測量系統，利用紅外線測溫原理，提高了醫院中溫度測量的效率，減少了醫護人員的重復勞動，避免了傳統水銀溫度計測量的弊端；設計中的無線網絡傳輸模塊，利用WiFi網絡傳輸數據，實時的將病人的溫度數據上傳到服務器，減少了傳統測溫方案中人員疏忽造成的數據錯誤，同時數字化存儲的溫度數據更便于計算機進行自動分析，從而能更快的得知患者的身體狀況。由于測溫原理不同，本設計測得的溫度可能與水銀溫度計不同，但其誤差很小，不影響醫學診斷。

＊ [1]鄧遲，可穿戴式電子體溫計研究與軟硬件設計[D].鄭州大學，2016

＊ [2]朱輝，無線傳輸體溫監控系統的研究[D].杭州電子科技大學，2012

＊ [3]MLX90616—Datasheet—Melexis [Z]，2012

＊ [4]USR—C215 硬件設計手冊[Z]，2013

＊ [5]Usart GPU 使用手冊[Z]，2014