嬰兒培養箱報警信息圖示化技術的研究與實現

駱光馨

蚌埠依愛電子科技有限責任公司 （安徽蚌埠 233006）

嬰兒培養箱以科學的方法，為新生兒創造一個空氣潔凈、溫濕度適宜的舒適環境，從而避免嬰兒感染，增強其機體抵抗能力，保障嬰兒發育生長[1]。近年來，隨著科技進步與電子行業的快速發展，第四代嬰兒培養箱開始出現。第四代產品應用了32位嵌入式控制系統[2]，真彩LCD顯示屏，并能提供豐富的接口和多種通信方式，是未來保育設備行業的發展方向。報警作為嬰兒培養箱發生故障或處在不安全狀態時的保護手段，必然會隨著產品的發展而改變。報警信息圖示化技術應用于第四代嬰兒培養箱，可有效地向用戶顯示各種豐富的報警信息，指導用戶進行下一步安全保護操作。

1 報警信息

1.1 國標要求

在《GB 11243-2008 醫用電氣設備 第2部分：嬰兒培養箱安全專用要求》中，對嬰兒培養箱的常見故障做了強制要求。箱溫超溫報警、膚溫超溫報警、箱溫偏差報警、膚溫偏差報警、風機故障、膚溫傳感器故障及供電中斷故障發生時必須有相應的聲光報警[3]。在《JJF1260-2010 嬰兒培養箱校準規范》中也明確了對電源中斷報警、風機故障報警及超溫報警的檢查方法[4]。

1.2 報警內容

在本公司研發的Y1000嬰兒培養箱（有兩個空氣/皮膚溫度傳感器）中，使用了第四代產品的相關技術。在報警方面，Y1000嬰兒培養箱與市場上的現有產品相比，豐富細化了報警內容，共設計21種報警圖標，實現了報警內容的圖示化設計。這些報警圖標分別為：a系統故障報警圖標、b斷電故障報警圖標、c電源故障報警圖標、d箱溫1傳感器故障報警圖標、e箱溫2傳感器故障報警圖標、f箱溫＞38 ℃過高報警圖標、g箱溫＞39 ℃過高報警圖標、h箱溫＞40 ℃過高報警圖標、i箱溫偏高報警圖標、j箱溫偏低報警圖標、k空氣循環故障報警圖標、l膚溫1傳感器故障報警圖標、m膚溫2傳感器故障報警圖標、n濕度傳感器故障報警圖標、o低水位報警圖標、p膚溫偏高報警圖標、q膚溫偏低報警圖標、r膚溫過低報警圖標、s膚溫過高報警圖標、t氧濃度過高報警圖標、u氧濃度過低報警圖標。見表1。

報警內容具體說明如下。a系統故障報警：該故障包括傳感器盒故障、箱溫傳感器故障、加熱系統故障、空氣循環故障、電源故障、報警器模塊故障，此類故障發生時，該報警圖標顯示。b斷電故障報警：培養箱供電中斷時，若屏幕顯示未關閉，該報警圖標顯示。c電源故障報警：電氣控制的電壓不在正常工作范圍時，該報警圖標顯示。d～e箱溫傳感器故障報警：箱溫1、箱溫2傳感器出現故障時，該報警圖標顯示。f～h箱溫過高報警：箱溫＞38 ℃（膚溫模式）、箱溫＞39 ℃（箱溫低溫控制模式）、箱溫＞40 ℃（箱溫高溫控制模式）時，該報警圖標顯示。i～j箱溫偏差報警：測得的箱溫比控制溫度與設定的箱溫報警門限之和大（偏高）或之差小（偏低）時，該報警圖標顯示。k空氣循環故障報警：風扇缺失或不旋轉時，該報警圖標顯示。l～m膚溫傳感器故障報警：膚溫1、膚溫2傳感器出故障或未連接時，該報警圖標顯示。n濕度傳感器故障報警：濕度傳感器出故障時，該報警圖標顯示。o低水位報警：加濕水槽缺水時，該報警圖標顯示。p～q膚溫偏差報警：膚溫模式下，測得的膚溫比控制膚溫與設定的膚溫報警門限之和大（偏高）或之差小（偏低）時，該報警圖標顯示。r～s膚溫超溫報警：膚溫模式下，測得的膚溫＞38 ℃（過高）或＜35 ℃（過低）時，該報警圖標顯示。t～u氧濃度超標報警：測得的氧濃度＞26%（過高）或＜18%（過低）時，該報警圖標顯示。

表1 報警圖標

2 報警圖示化設計

報警信息圖示化技術主要是采用內存繪圖的方式，將得到的報警信息通過某種方式在顯示屏上合理地顯示出來。由于顯示屏空間有限，當多重報警信息同時出現時，就會存在顯示空間不夠的情況，如何合理地向用戶展示當前報警狀態，讓用戶了解當前報警狀態的優先等級，這就是我們需要解決的。首先，需要對所設計的報警信息進行優先級的排列；其次，設定一個報警變量，用其代替所有報警信息的各種狀態；然后，用軟件實現各種報警信息的顯示。

3 軟件實現

報警信息圖示化的軟件實現，具體包括以下步驟：（1）單片機將所有報警信息對應的報警圖標存儲于存儲器；（2）單片機將所有報警信息生成一個報警變量，報警變量的每一位分別對應一個報警信息，報警變量的每一位為1或0，1表示該位所代表的報警信息存在，0表示報警信息不存在，報警變量每一位的排序為從低位P0到高位Pn-1，低位P0表示報警優先級最高位，Pn表示報警優先級最低位，其中，n為報警變量的位數，即報警信息的個數；（3）單片機根據報警變量從低位P0到高位Pn-1的排序提取位數為1的報警圖標，然后發送給顯示屏，顯示屏按報警變量從低位P0到高位Pn-1的排序順次顯示對應的報警圖標。

步驟（2）中，單片機接受各種傳感器采集的數據，并對數據進行分析確定報警信息是否存在，最后根據確定結果對報警變量的每一位進行1或0的賦值。

當出現多重報警時，需要顯示的報警圖標數量超出了顯示范圍，則按照報警的優先級，顯示排序靠前的報警圖標。圖1為5個報警同時出現的效果圖。

4 結論

文章設計了與報警信息對應的報警圖標，當報警信息存在時，顯示屏顯示對應的圖標，便于用戶直觀地觀測當前嬰兒培養箱的故障問題，適用于當前第四代嬰兒培養箱。該技術按照排序好的報警優先級進行顯示，可在顯示屏有限的顯示區域內，按照報警信息的重要程度，有效地向用戶顯示當前的報警狀態。