具有联网功能的智能体温计的设计

作者/黄仿元，贵州理工学院；陈飞，碧海社区卫生服务中心

具有联网功能的智能体温计的设计

作者/黄仿元，贵州理工学院；陈飞，碧海社区卫生服务中心

本文提出一种智能温度测量系统，利用红外线传感器进行温度测量，利用WiFi模块将测量得到的数据发送到医院服务器。提高了温度测量的效率和安全性，减少了医护人员的重复劳动，同时可以有效避免人员记录温度数据中出现的错误。

红外温度传感器；WiFi传输；智能测量

引言

体温参数是反应医院中患者身体状况的一项重要生理指标，医护人员需要每天数次定时测量住院病人的体温，并进行记录。目前医院主要采用的温度测量设备是水银温度计，水银温度计的价格低廉，使用简单。但水银温度计采集体温数据具有以下缺点：测量时间较长，一般需要测量时间达到5分钟以上才能达到热平衡状态，故测量效率低；测量结果需要护士进行人工读数及记录，若住院病人较多，数据难免出现误差和错误；如果操作不当水银温度计存在破损的可能，破损后可能扎伤患者，并且泄漏的水银会对人体造成危害，对环境造成污染。

本文设计的智能体温测量系统采用非接触式测量，避免的由消毒不当造成的交叉传染的可能，同时缩短了测量、记录的时间，并且由于测量得到的温度都是以数字方式存储，有利于计算机对病人体温变化情况进行分析、处理，便于医生及时发现患者身体变化。

1.温度测量模块

本文采用红外传感器作为温度测量原件，根据普朗克定律的红外辐射远离进行温度测量，测量时不需接触人体即可测出温度，测量速度快，效率高，且卫生方便。

本文采用MELESIX公司生产的MLX90616红外温度传感器。该温度传感器具有尺寸小、成本较低，测量温度范围宽，测量精度高等特点。该温度传感器的测量范围为：-40°C～85°C，测量分辨率为0.02°C，满足中国国际标准化管理委员会发布的医用电子体温计的性能指标和测试条件。

MLX90616采用TO-46封装，具有SMBus兼容的数字接口，其四个引脚的作用如下。

表1 MLX90616引脚功能

图1 MLX90616的SMBus连接

2.无线传输模块

本设计的无线传输模块选用的是USR-C215。该模块是为实现嵌入式系统的无线网络通讯应用而设计的一款低功耗802.11 b/g/n模块，通过该模块，可以实现温度测量设备的WiFi连接，从而实现数据的实时上传。

该模块具有三种WiFi工作模式：STA（无线接入点）、AP（无线站点）、AP+STA（混合模式）。文本采用STA模式，将温度数据通过USR-C215发送到服务器上。STA模式在同一局域网内，可以接入多台设备，支持多台智能温度测量系统同时工作。

3.显示模块

为便于医护人员实时观察测量到的温度数据及对智能温度测量系统进行操作，本文选用彩色液晶屏作为显示部分，可以方便的显示中文，使温度读数更加方便；同时选用的显示屏带有触摸功能，从而不用再单独设置键盘，使操作更为简便。

本文选用一块2.2寸，分辨率为220X176的液晶屏22DTP，该液晶屏采用串口通讯方式，该液晶屏引脚少，与单片机连接方便。该液晶屏的引脚仅4个，功能分别是：VCC：电源正极；GND：接地端；RX：串口屏的数据接收管脚；TX：串口屏的数据发送管脚。

4.系统总体结构

本系统采用单片机作为总体的控制部分，单片机负责将红外温度传感器采集到的数据进行加工处理，然后通过WiFi模块，将采集到的数据实时的发送到服务器。在医院中WiFi信号不好的地方，如无法连接网络，可以将数据保持在系统中，待回到护士站时再对数据进行统一上传。本系统的总体结构框图如图2所示。

图2 系统总体结构

5.总结

本文中设计的智能温度测量系统，利用红外线测温原理，提高了医院中温度测量的效率，减少了医护人员的重复劳动，避免了传统水银温度计测量的弊端；设计中的无线网络传输模块，利用WiFi网络传输数据，实时的将病人的温度数据上传到服务器，减少了传统测温方案中人员疏忽造成的数据错误，同时数字化存储的温度数据更便于计算机进行自动分析，从而能更快的得知患者的身体状况。由于测温原理不同，本设计测得的温度可能与水银温度计不同，但其误差很小，不影响医学诊断。

＊ [1]邓迟，可穿戴式电子体温计研究与软硬件设计[D].郑州大学，2016

＊ [2]朱辉，无线传输体温监控系统的研究[D].杭州电子科技大学，2012

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

＊ [4]USR—C215 硬件设计手册[Z]，2013

＊ [5]Usart GPU 使用手册[Z]，2014