基于多路多通道无线体温监测系统的研究设计

周 伟，赵丹丹

（河南工业职业技术学院，河南南阳473009）

基于多路多通道无线体温监测系统的研究设计

周 伟，赵丹丹

（河南工业职业技术学院，河南南阳473009）

伴随着医疗信息技术日新月异的发展，高质量高精度的医疗诊断设备也应运而生。对于不适合床头监护的流行性传染性疾病患者，为了能实时监测患者体温，减小医护人员的工作强度，减少医护人员与患者接触的频率，设计了一种具有无线监测、多点测温、实时监控功能的无线监测系统，它能够对病人进行实时地跟踪和监护，能够实时了解病人的体温情况。

测温；无线传输；CC2530；Tsic506

1 引言

随着信息技术日新月异地快速发展，人类生活水平不断提高，人们对自身健康更为关注。在以体温为生理参数的研究中，体温监控已应用于许多医疗项目中，实时监测体温有利于医生及时治疗病人和处理病情。然而，目前大部分的体温监护都是有线监护或人为的床头监护，这对正处于恢复期的病人来说在很大程度上限制了他们的活动范围。许多传染病患者不适合床头监护，以防增加医护人员的工作强度和他们与患者接触的频率。在其他领域，温度监测也有很重要的意义。在工厂里，因工厂的内部环境一般比较恶劣，这对工人的身体会造成很大的伤害，所以可以每天检测工人的体温，以了解工人的身体情况；消防员在每次出勤时，需要对体温进行检测，以保证消防员出勤任务时健康状态良好；警员也需要定期检查体温，以保证每个警员的身体处于健康状态。因此，研究设计体温无线监测系统显得尤为重要。为此，本文设计了一种具有无线监测、多点测温、实时监控的无线监测系统，它能够对病人进行实时的跟踪监护，并能够实时了解病人的体温情况。

无线体温监测系统的设计框图如图1所示，本系统是在一个温测无线收发从机模块上放置一个或多个温度传感器来进行体温测量，实现多点测温。整个系统中具有多个温测数据无线收发从机模块，每个无线收发从机模块都能够与无线收发主机模块进行无线数据传输，从而实现多通道测温。

图1 无线体温监测系统设计框图

2 系统硬件的组成

本系统的硬件有Tsic506数字型温度传感器2个，CC2530温测数据无线收发从机模块2个，CC2530无线数据收发主机模块1个，电容2个，导线若干，USB数据线3根以及电源模块1个等。

2.1 CC2530无线收发模块的介绍

CC2530是基于IEEE802.15.4无线标准方案而研制开发的有关于组网策略、安全使用及引用软件等方面的技术标准。CC2530无线收发模块主要功能是能够在近距离无线传输数据，能够简化电路的复杂程度。CC2530无线收发模块具有开发成本低、使用功耗低、传输速率低等特点。CC2530无线收发模块能够以低成本建立网络节点。CC2530无线收发模块实物图如图2所示。

CC2530作为本系统的核心元件，它内部集成了一个高性能的射频收发器，一个8051微处理器并具有8KB内部RAM、32/64/128KB闪存，还有其他强大的外部设备功能。CC2530具有许多不同的运行模式，能够适用于超低功耗要求的系统。

图2 CC2530实物图

2.2 电源电路的设计

在硬件电路中，电源电路是必不可少的电路，主要能够控制系统的运行。电源电路上的LED灯可以显示出整个测温系统是否正常运行，电路电压3.3V，系统电源电路如图3所示。

图3 系统电源电路图

3 软件设计

温度采集系统的软件设计主要包括Tsic506温度传感器的数据采集、无线通信、数据传送和上位机监控等四个部分，这四个部分并不是各自完全独立的，而是相互联系的，使用的上位机调试软件主要有串行助手和VB。

3.1 Tsic506温度转换流程设计

图4 Tsic506温度转换流程图

Tsic506温度传感器的温度转换流程图如图4所示。系统通电后，Tsic506温度传感器首先进行初始化，再进行温度采集，然后将采集到的温度进行A/D转换，最后将转换后的温度数据进行数字化输出。

3.2 无线通信软件设计

本系统的软件设计模块主要有发送模块和接收模块。

无线发送模块：通过Tsic506温度传感器采集体温数据，然后体温数据以数字信号的方式通过导线传送到与之相连的温测数据无线收发从机模块中去，无线从机模块将接收到的数字信号转换为无线信号传送出去。

无线接收模块：接收由无线收发从机模块发送的无线信号，并转换为数字信号。无线收发主机模块通过与上位机相连的USB口将数字信号传送至上位机软件VB中，最后通过VB将各个从机模块采集到的温度数据显示出来。

在温度采集的过程中，两个温度传感器分别采集不同地方的温度数据，通过温度传感器对应的从机模块将采集到的温度信号传送到无线收发主机模块中，然后，主机接收到从机发来的温度信息进行整合转换后通过USB口将信号上传至上位机，最后通过上位机软件将温度数据显示出来。无线发送程序和无线接收程序的流程图分别如图5和图6所示。

图5 无线发送流程图

图6 无线接收流程图

4 仿真及结果分析

系统仿真结果表明，在系统运行时，2个从机模块和主机模块及上位机软件均运行正常，USB口的数据传输也正确。Tsic506温度传感器的灵敏度相当高，很快便能显示出体温，而且对于体温的变化，上位机显示的数值也是相应变化的。在一开始测量室温时，上位机显示的数值很快便能稳定显示。

图7 温度传感器采集到的人体体表温度

系统测试结果表明，本文所设计的方案能够较好实现多路多点测温，系统测温能够精确到0.1℃，具系统温度显示值能够随人体温度的变化而相应变化，温度传感器采集到的人体体表温度见图7所示。但是本系统属于人体局部测温，不能显示人体的平均体温。要想测量人体较准确的体温，最好将无线从机模块的传感器放在人体腋窝下来测量腋窝温度，这样就可以减小体温测量的误差。

5 结束语

本文结合以往生理信号采集电路经验，研究设计了一套多路多通道的无线体温监测系统。本系统采用高精度温度传感器Tsic506采集人体温度，将采集到的温度数据通过CC2530从机模块传送到主机模块中，主机模块通过USB口将温度数据传送至上位计算机中。上位机监控软件以VB为开发环境，可实现主机模块与上位机的无线数据通信。系统仿真结果表明，该系统各测量模块工作正常，数据测量精确，收发传递快速，达到了预期的设计目的。

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Design of wireless temperature monitoring system based on multiple channels

ZHOU Wei，ZHAO Dan-dan
（Henan Polytechnic Institute，Nanyang 473009，China）

Along with the rapid development of medical information technology，the high quality medical diagnostic equipments with high accuracy have emerged.A kind of used in people＇s daily life is presented This paper introduces，As regard to those patients with infectious diseases such as epidemic diseases etc.，it is not suitable for bedside monitoring，also is not proper to get their real-time temperature by ordinary thermometer.In order not to increase the intensity of the work of health care workers and the contact frequency with the patient，the wireless temperature monitoring system has become particularly important.In order to solve this problem，a novel wireless monitoring system is designed，which has multi-point temperature measuring，wireless and real-time monitoring functions，and can monitor and track the body temperature of the patient in time.

temperature measurement；wireless transmission；CC2530；Tsic506

TP277

A

1005—7277（2016）03—0041—03

2016-03-28