CN102018499A - 盲人用智能数字体温计 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种盲人用智能数字体温计，由体温测量端与体温接收端组成，所述体温测量端包括第一微处理器、温度传感器和无线发射模块，所述体温接收端包括第二微处理器、麦克风、功率放大芯片、扬声器和无线接收模块；其中，温度传感器与第一微处理器双向连接，第一微处理器的输出端接无线发射模块的输入端，麦克风、无线接收模块的输出端分别接第二微处理器的输入端，第二微处理器的输出端接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接扬声器的输入端，无线发射模块与无线接收模块无线通信。本发明系统可移植性高，增加了系统的灵活性和可靠性，具有广泛的适应性；便于实际使用；系统结构简单，工作可靠。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种盲人用智能数字体温计，更准确地说本发明可以实现盲人自主进行体温测量。
背景技术
体温计作为监测身体健康状况的量测工具，在日常生活和临床观察中起着重要的作用。
传统的水银体温计可能造成汞污染、等待时间长、读数不便、并且难以对人体体温进行连续监测。现在的研究越来越多地集中于电子体温计，电子体温计具有体积小、重量轻、使用方便、测量等待时间短、读数直观等优点。以往的电子体温计采用复杂的模拟电路实现，大都将反映体温变化的电阻值转化成电压或电流等模拟量，经线性电路放大、补偿等线性处理后，模/数转换器将该模拟信号转换成数字信号输出，这种方式对工作条件要求高，结果不易稳定且ASIC实现成本很高，给使用推广带来诸多不便。故而国内外学者和工程师开展了大量的研究来提高体温的测量精度，简化电路结构，降低芯片成本，使数字人体体温计实用化。盲人群体的特殊性，使得对盲人用智能数字体温计的功能提出了更高的要求。国内外关于盲人体温计的研究相对较少，范立国于1992年提出了一种盲人用体温计（CN92236718.3），该体温计由体温计和外电路构成，体温计刻度上连有金属丝，金属丝通过线圈来吸合带有盲文的按钮，盲人用触摸按钮上的盲文得知体温。该体温计在水银体温计的基础上进行了改动，因此未能克服传统水银体温计的缺点，且该方法操作较为不便。2009年一名工程师研制了一种能自动以声音报体温的体温计，该体温计呈针形，通过一条盘绕线与一个像香烟盒大小的黑盒子相连，盒内的微处理器记录下所测出的体温值，然后再传给发声器报出。该体温计体温测量部分与体温播报部分通过信号线连接在一起，在使用的过程中会造成如信号线绕在一起的不便，同时该体温计的语音播报频率固定。
发明内容
本发明的目的是设计和研制一种便于盲人实现自主体温测量的装置。盲人用智能数字体温计测量端通过单片机采样温度传感器测量的体温值，通过无线模块发送出去，盲人用智能数字体温计上的无线模块接收到体温值后，通过扬声器播报测量的体温值；同时该装置还可以实现体温播报频率的语音控制功能。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明盲人用智能数字体温计，由体温测量端与体温接收端组成，所述体温测量端包括第一微处理器、温度传感器和无线发射模块，所述体温接收端包括第二微处理器、麦克风、功率放大芯片、扬声器和无线接收模块；其中，温度传感器与第一微处理器双向连接，第一微处理器的输出端接无线发射模块的输入端，麦克风、无线接收模块的输出端分别接第二微处理器的输入端，第二微处理器的输出端接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接扬声器的输入端，无线发射模块与无线接收模块无线通信。
优选地，所述盲人用智能数字体温计温度传感器采用DS18B20芯片。
优选地，所述盲人用智能数字体温计体温测量端微处理器采用型号为P87LPC764单片机。
优选地，所述盲人用智能数字体温计体温接收端微处理器采用型号为SPEC061A单片机。
优选地，所述盲人用智能数字体温计的功率放大器采用型号为SPY0030A芯片。
优选地，所述盲人用智能数字体温计的无线模块采用型号为GW100L芯片。
本发明具有以下优点：
（1）设计中无论是硬件还是软件系统中都采用模块化的设计方法。这使得系统扩展起来比较方便，系统可移植性高，增加了系统的灵活性和可靠性，具有广泛的适应性。
（2）体温测量端与体温接收端分离，使体温测量端体积大大减小，便于实际使用。
（3）体温测量端测量的体温值由体温接收端通过扬声器播放，便于盲人获知测量结果。
（4）通过麦克风可以实现对体温播报频率的语音控制。
（5）系统结构简单，工作可靠。
（6）能够实现对体温的精确测量，可以运用到各种需要测量体温的场合。
附图说明
图 1 ：盲人用智能数字体温计测量端；
图 2 ：盲人用智能数字体温计接收端；
图 3 ：盲人用智能数字体温计语音训练与语音识别流程图；
图 4 ：盲人用智能数字体温计测量部分程序流程图；
图 5 ：盲人用智能数字体温计接收部分程序流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明盲人用智能数字体温计测量端通过微处理器（P87LPC764）采样温度传感器（DS18B20）测量的体温值，通过无线模块（GW100L）发送出去，盲人用智能数字体温计接收端的无线模块接收到体温值后，通过扬声器播报测量的体温值；同时该装置还可以实现体温播报频率的语音控制功能。主要包括以下功能：将盲人用智能数字体温计放置身体的适当部位，盲人用智能数字体温计即可自动播报测量的体温值，精度高，工作稳定，使用方便；通过麦克风，使用者可以实现对体温播报频率的语音控制。
人体体温的测量可以采用温度传感器DS18B20，DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820后推出的一种改进型智能温度传感器。该器件将半导体温敏器件，A/D转换器，存储器等集成在一个很小的集成电路芯片上，传感器直接输出的就是体温信号数字值。DS18B20的测温范围为-55～125℃，最大分辨率可达0.0625℃，在-10～84℃内精度为±0.5℃，现场体温可直接通过“一线总线”以数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。温度传感器测量的体温值通过微处理器P87LPC764采集，P87LPC764是20脚封装的单片机，适合于许多要求高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。P87LPC764的小尺寸使盲人用智能数字体温计的体温测量端的尺寸大大减小，体温测量端可以方便地放至身体某一部位进行体温测量。测量测量端测得的体温值通过无线模块GW100L发送出去，GW100L内置高速MCU做前向纠错（FEC）处理，通信可靠性较高，同时其外形尺寸小。体温接收端的无线接收模块接收到体温值后，通过微处理器SPCE061A集成的音频解码功能对体温值进行音频编码，SPCE061A是凌阳科技科技推出的16位结构的微处理器，SPCE061A在2.6V~3.6V工作电压范围内的工作速度范围内为0.32MHz~49.152MHz，较高的工作速度使其应用领域更加拓宽。8通道10位模数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式；双通道10位DAC方式的音频输出功能，通过外接功率放大器SPY0030A即可驱动扬声器播报测量的体温值。
体温播报频率的语音控制功能是通过微处理器SPEC061A集成的语音识别功能实现的，初始的语音训练是通过单片机的MIC通道提取语音信号的特征参数，将将其转换为数字信号存储起来。语音训练与语音识别过程如图3所示。在语音识别过程中，通过MIC输入语音信号将其转换为数字信息与原先存储的数字信息进行比对，如果两者近似到一定程序则执行相关操作，否则继续运行识别程序，对输入的语音进行识别，直到符合条件。在设计中，首先对系统进行语音训练，即在提示音的引导下对系统的麦克风念两次“一分钟”（一分钟代表一分钟播报一次测量的体温值），如果训练成功则进入语音识别阶段。在识别阶段，只要对MIC发出“一分钟”这个语音命令，则调用模数转换和读数程序，进行体温值的语音播报。
设计了控制系统的原理图，进行了硬件电路的加工以及元器件的焊接、进行了控制的系统的软件设计，通过对系统的需求分析，设计了各个功能模块分别进行调试，调试完成后进行整个系统的软件设计，最后软、硬件进行了联机调试。调试完成后，进行了相关的试验，试验结果表明系统稳定可能，达到了预期的性能指标。
只需把盲人用智能数字体温计放至身体的某一部位，盲人用智能数字体温计即可播报测得的体温值，同时使用者可以对盲人用智能数字体温计体温播报频率进行语音控制，考虑到微处理器存储空间有限，设置了四个频率：二分钟、一分钟、三十秒和十秒。
如图4所示，盲人用智能数字体温计温度测量端微处理器上电后，首先微处理器与温度传感器的初始化，然后启动温度传感器DS18B20进行温度转换，当温度转换结束后，通过无线模块发送出去，启动下一轮温度转换。如图5所示，盲人用智能数字体温计温度接收端微处理器上电后，首先进行微处理器的初始化，根据语音播报频率播报由温度测量端测得的体温值，体温值更新后，播报新测得的体温值；微处理器实时监测麦克风输入，并对语音输入进行识别，当识别完成后，修改语音播报频率。该装置在南京航空航天大学试验室中进行了使用，表明系统可以长期稳定工作，实际测量温度与标准水银温度计测量温度一致。
本发明盲人用智能数字体温计可以实现盲人自主使用体温计进行体温测量，且体温测量结果通过扬声器播报；同时该体温计还可以实现语音播报频率的语音控制。
Claims (6)
1.一种盲人用智能数字体温计，其特征在于由体温测量端与体温接收端组成，所述体温测量端包括第一微处理器、温度传感器和无线发射模块，所述体温接收端包括第二微处理器、麦克风、功率放大芯片、扬声器和无线接收模块；其中，温度传感器与第一微处理器双向连接，第一微处理器的输出端接无线发射模块的输入端，麦克风、无线接收模块的输出端分别接第二微处理器的输入端，第二微处理器的输出端接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接扬声器的输入端，无线发射模块与无线接收模块无线通信。
2.根据权利要求1所述的盲人用智能数字体温计，其特征在于，所述温度传感器采用DS18B20芯片。
3.根据权利要求1所述的盲人用智能数字体温计，其特征在于，所述第一微处理器采用型号为P87LPC764单片机。
4.根据权利要求1所述的盲人用智能数字体温计，其特征在于，所述第二微处理器采用型号为SPEC061A单片机。
5.根据权利要求1所述的盲人用智能数字体温计，其特征在于，所述功率放大器采用型号为SPY0030A芯片。
6.根据权利要求1所述的盲人用智能数字体温计，其特征在于，所述无线发射模块与无线接收模块都采用型号为GW100L芯片。
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