CN102973250A - 一种非接触医用测温装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接触医用测温装置及其应用,该装置包括单片机控制电路以及分别与所述单片机控制电路连接的温度检测电路、显示电路、电源电路和键盘电路;所述键盘电路采用并口矩阵式键盘,并与单片机控制电路中的单片机P1口连接,完成床位号的输入、测温的控制、数据的回显。该测温装置应用于病房内病人测量体温,采用非接触红外测温传感器替代传统水银温度计,实现体温的非接触测量,为临床患者体温监测提供一种快速的、自动化程度高、具有回放功能、检测效率高的非接触医用温度监测设备。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备与温度测量技术领域,涉及一种测温装置,尤其是一种非接触医用测温装置及其应用。
背景技术
临床患者体温检测对患者疾病的确诊与治疗具有重要意义。而住院患者常规的体温检测,更是临床日常护理所要进行的工作之一,尤其是医生需要依据术后患者的体温状态确定进一步的治疗方案,以减轻患者痛苦和经济压力。同时,在相关的动物实验中,动物体温的检测也为实验研究提供重要参数。
长期以来,临床中患者体温检测主要利用水银温度计完成,因其采用热平衡式测温原理,以及经历体温计发放、体温计回收、读数、数据记录与体温数据处理等多个过程,要完成一个病区患者的体温检测,往往要经历漫长的过程,耗费大量的时间,工作效率极其低下;同时又要和患者近距离接触,若消毒不彻底或者使用不当,将存在更大的交叉感染与污染环境风险。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种非接触医用测温装置及其应用,该测温装置采用非接触红外测温传感器替代传统水银温度计,实现体温的非接触测量,为临床患者体温监测提供一种快速的、自动化程度高、具有数据回放与计算机数据导入功能、检测效率高的非接触医用温度监测设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的:
这种非接触医用测温装置,包括单片机控制电路以及分别与所述单片机控制电路连接的温度检测电路、显示电路、电源电路和键盘电路;所述键盘电路采用并口矩阵式键盘,并与单片机控制电路中的单片机P1口连接,完成床位号的输入、测温的控制、数据的回显。
上述电源电路包括DC/DC转换器PT1301,电阻R1,电阻R2,电容Cc,电容C1,电容C2,电容C3,二极管D1,电感L1,NMOS管Q1;所述DC/DC转换器PT1301的CE端连接VDD端后通过电容C2接地,其VDD端还连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端通过电阻R2接地;DC/DC转换器PT1301的FB端连接至电阻R1和电阻R2之间后再连接至电容Cc的一端,电容Cc与电阻R1并联且连接至,二极管D1的输出端;电容C1与电阻R1和电阻R2的串联电路并联;所述NMOS管Q1的栅极连接至DC/DC转换器PT1301的EXT端、源极接地、漏极与DC/DC转换器PT1301的LX端连接后再连到二极管D1的输入端;所述二极管D1的输入端还连接至电感L1的一端,电感L1的另一端作为电源输入端,且还通过电容Cc接地;二极管D1,的输出端是整个电源电路的电源输出端。
上述单片机控制电路包括单片机AT89C52,电容C4-电容C9,开关S1,电阻R3,晶振CRY.1;所述单片机AT89C52的第1-8管脚接键盘电路,第18管脚和第19管脚之间连接电容C4和电容C5的串联电路,且电容C4和电容C5之间接地;晶振CRY与电容C4和电容C5的串联电路并联;单片机AT89C52的第9管脚通过电阻R3接地,且第9管脚通过电容C6连接至电源VCC,电容C6还并联有开关S1,电容C7和电容C8和并联后连接至单片机AT89C52的第20和40管脚之间,第20管脚接地,第40管脚接电源VCC。
上述键盘电路利用十五个按键和电阻R4、R5、R6、R7以及电源VCC组成矩阵式键盘,并和单片机控制电路的单片机的P1口相连接,依次完成患者床位号的输入、体温传感器的启动、温度显示的往返显示以及所有检测数据的清零。
进一步,该测温装置还包括有便携式壳体,所述单片机控制电路、温度检测电路、显示电路和电源电路设置在便携式壳体内。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)该测温装置改变了目前各大医院传统的患者体温检测方法,实现了住院患者体温的非接触检测;
(2)该测温装置采用了单片机控制技术,具有强大的智能特点,具有数据回放与数据删除功能;
(3)该测温装置具有操作简单、检测效率高、性能稳定及测量精度准确等特点,可以大幅度提高患者体温检测的速度和效率;
(4)该测温装置还可方便地用各种应急场所有关人体温度的快速检测,如各种急性传染病所引发的发烧患者的体温检测以及动物实验中动物体温检测等。
(5)该测温装置扩充性强,利用该测温技术,可以方便地和医院现有网络连接,实现温度数据的网络共享。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图;
图2为本发明装置的电源电路图;
图3为本发明装置的单片机控制电路图;
图4为本发明装置的温度检测电路图;
图5为本发明装置的键盘输入电路图;
图6本发明装置的显示电路图;
图7本发明装置与计算机连接的USB接口电路图。
其中:1为电源电路;2为单片机控制电路;3为键盘电路;4为温度检测电路;5为显示电路;6为接口电路。U1为高效率、低启动的升压DC/DC转换器;U2为单片机AT89C52;U3为非接触红外测温传感器;U4为液晶显示模块;Q1为NMOS管;CRY.1、CRY.2为晶振;D1为二极管;R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10为电阻;W1为电位器;L1为电感;CC、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16为电容;J1、J2、J3、J4、J5为接插件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
本发明的非接触医用测温装置,包括单片机控制电路2以及分别与单片机控制电路2连接的温度检测电路4、显示电路5、电源电路1和键盘电路3;键盘电路3采用并口矩阵式键盘,并与单片机控制电路2中的单片机P1口连接,完成床位号的输入、测温的控制、数据的回显以及计算机的数据导入、医院患者信息系统与护士工作站的联网。
下面结合附图对本发明涉及的各电路部分做进一步详细描述,但本发明的实际制作结构并不仅限于附图所示的实施例。
如图1是本发明的电气原理方框图,本发明主要应用于病房内病人测量体温,其电源电路1、单片机控制电路2、键盘电路3、测温传感器4和显示电路5依次正向连接。所述单片机控制电路2通过第一接插件J1和键盘电路3相连接;通过第二接插件J2和测温传感器4相连接;通过第三接插件J3和显示电路5相连接。
在本发明的较佳实施例中,该测温装置还包括有便携式壳体,所述单片机控制电路2、温度检测电路4、显示电路5和电源电路1设置在便携式壳体内。另外,该单片机控制电路2连接有网络通讯接口单元,单片机控制电路2通过网络通讯接口单元与医院患者信息系统以及护士工作站的数据服务器联网。网络通讯接口单元为USB接口电路6;所述USB接口电路6由USB接口芯片实现。本发明的非接触医用测温装置可以固定设置在重症监护病房的床头,所述数字红外传感器朝向病人体温监测部位,适时传送病人体温信息至所述医院患者信息系统,达到适时监控的目的,并且,也可以在医院患者信息系统或者护士工作站上设置报警模块,当非接触医用测温装置监测到重症病人的体温异常时,及时触发声光报警,以便医护人员能够及时处理紧急情况。
本发明各电路的具体描述如下:
电源电路1
电源电路1如图2所示,包括DC/DC转换器PT1301,电阻R1,电阻R2,电容Cc,电容C1,电容C2,电容C3,二极管D1,电感L1,NMOS管Q1;所述DC/DC转换器PT1301的CE端连接VDD端后通过电容C2接地,其VDD端还连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端通过电阻R2接地;DC/DC转换器PT1301的FB端连接至电阻R1和电阻R2之间后再连接至电容Cc的一端,电容Cc与电阻电阻R1并联且连接至,二极管D1的输出端;电容C1与电阻R1和电阻R2的串联电路并联;所述NMOS管Q1的栅极连接至DC/DC转换器PT1301的EXT端、源极接地、漏极与DC/DC转换器PT1301的LX端连接后再连到二极管D1的输入端;所述二极管D1的输入端还连接至电感L1的一端,电感L1的另一端作为电源输入端,且还通过电容Cc接地;二极管D1,的输出端是整个电源电路的电源输出端。考虑到非接触测温装置的使用性,本装置电源采用了小尺寸、高效率、低启动电压升压模块DC/DC转换器PT1301,完成电池1.5V电压与所需电压5V之间的转换,其电源输出端VOUT。同时为提高电源的稳定性,在输入端和输出端接入了两个电解电容C1、C3及CC,为提高带负载能力,在U1的第三脚接入一个NMOS管。如使用者采用其它如5V锂电源供电,只需调整R1和R3的参数比,即可完成所需的电压供给。
单片机控制电路2
单片机控制电路2包括单片机AT89C52,电容C4-电容C9,开关S1,电阻R3,晶振CRY;所述单片机AT89C52的第1-8管脚接键盘电路3,第18管脚和第19管脚之间连接电容C4和电容C5的串联电路,且电容C4和电容C5之间接地;晶振CRY与电容C4和电容C5的串联电路并联;单片机AT89C52的第9管脚通过电阻R3接地,且第9管脚通过电容C6连接至电源VCC,电容C6还并联有开关S1,电容C7和电容C8和并联后连接至单片机AT89C52的第20和40管脚之间,第20管脚接地,第40管脚接电源VCC。在单片机AT89C52上还连接有用于连接USB接口芯片的插接件J4。
为提高系统自动化的程度以及功能,采用Atmel公司的低电压、高性能CMOS 8位单片机AT89C52,因其片内含8kFlash和256bytes RAM,4个I/O接口,具有低功耗空闲和掉电模式和软件设置睡眠和唤醒功能。电容C4、C5和晶振CRY.组成单片机的所需的震荡时钟,并和XTAL1和XTAL2相连接;电容C6和开关S1以及电阻R3组成单片机的复位电路。VCC(40脚)经电容C7、电容C8与5V电源VOUT相接,目的是提高系统电源的稳定性而设置。
键盘电路3
键盘电路如图4所示,利用十五个按键和电阻R4、R5、R6、R7以及VCC组成矩阵式键盘,并和单片机控制电路2的单片机的P1口相连接,VCC与电源VOUT相接。依次完成患者床位号的输入、体温传感器的启动、温度显示的往返显示以及所有检测数据的清零。为避免键盘的抖动,在软件涉及时应考虑软件防抖动功能。
温度检测电路如图5所示,考虑到非接触温度检测的完成,采用Melexis公司生产的数字红外传感器,人体和传感器组件距离对测量结果的影响,提高检测的准确性,选用采用小视野数字红外传感器MLX90614ESF-ACF。该非接触红外测温传感器通过热电堆探测器得到物体温度对应的电信号,电信号经过前置放大后送至A/D模数转换,转换后16位数字量经过低通滤波器处理后输出,并将测量结果保存在内部RAM单元中,并以PWM方式输出,供单片机提取。其具体连接方式是其1脚(SCL)和2脚(SDA)分别和单片机的12脚(P3.2)和13(P3.3)脚相连接;VDD、VSS分别与电源VOUT和地相接,并在VDD、VSS之间接入电容C9;U3(MLX90614)的SCL端分别接入电阻R8和电阻R9并和电源VDD相接。
显示电路5
显示电路5如图6所示,考虑到测量装置的显示要求和使用的方便性,完成对患者床位号以及体温测量值的显示。采用字符点阵式液晶显示模块EDM1602,其数据位、控制线和J3相连接,为在使用过程中的视角和亮度要求,显示电路中设置了亮度调整电位器W1。
USB接口电路6
USB接口电路如图7所示,为便于与医院网络与护士工作站进行连接,将患者体温数据导入计算机,实现患者检测结果共享,专门设计了方便数据导入的USB接口电路6与相应的数据处理软件。USB接口芯片选用南京沁恒公司开发的通用接口芯片CH375实现测温装置与计算机的连接。J4中的数据线与本发明单片机的P1口连接(与键盘电路复用),相应控制线A0接U2(即单片机AT89C52)的P3.7,RD#接U2的T0(P3.4),WR#接U2的INT1(P3.3);VCC与系统5V电源相接。晶振CRY.2与电容C15、C16组成时钟振荡电路,电容C11、C12为外部电源退偶而设置。插接件J5是USB口,其直接与电脑或者网络设备终端连接。
综上所述,本发明解决了如下技术问题:
(1)用非接触红外测温传感器替代传统水银温度计,实现体温的非接触测量;(2)提高体温检测的速度,省掉常规体温检测中体温计发放、回收、记录过程;(3)记录并显示温度检测的床位号和温度值;(4)温度检测数据具有数据回放功能,可按顺序显示获逆序显示;(5)满足临床对患者温度检测的精度,测量结果准确可靠;(6)自动化程度高,实现了与现有医院信息系统与护士工作站的联网,形成在线体温检测系统。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (10)
1.一种非接触医用测温装置,其特征在于,包括单片机控制电路(2)以及分别与所述单片机控制电路(2)连接的温度检测电路(4)、显示电路(5)、电源电路(1)和键盘电路(3);所述键盘电路(3)采用并口矩阵式键盘,并与单片机控制电路(2)中的单片机P1口连接,完成床位号的输入、测温的控制、数据的回显;所述温度检测电路(4)采用数字红外传感器。
2.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,所述电源电路包括DC/DC转换器PT1301,电阻R1,电阻R2,电容Cc,电容C1,电容C2,电容C3,二极管D1,电感L1,NMOS管Q1;所述DC/DC转换器PT1301的CE端连接VDD端后通过电容C2接地,其VDD端还连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端通过电阻R2接地;DC/DC转换器PT1301的FB端连接至电阻R1和电阻R2之间后再连接至电容Cc的一端,电容Cc与电阻电阻R1并联且连接至,二极管D1的输出端;电容C1与电阻R1和电阻R2的串联电路并联;所述NMOS管Q1的栅极连接至DC/DC转换器PT1301的EXT端、源极接地、漏极与DC/DC转换器PT1301的LX端连接后再连到二极管D1的输入端;所述二极管D1的输入端还连接至电感L1的一端,电感L1的另一端作为电源输入端,且还通过电容Cc接地;二极管D1,的输出端是整个电源电路的电源输出端。
3.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,所述单片机控制电路(2)包括单片机AT89C52,电容C4-电容C9,开关S1,电阻R3,晶振CRY;所述单片机AT89C52的第1-8管脚接键盘电路(3),第18管脚和第19管脚之间连接电容C4和电容C5的串联电路,且电容C4和电容C5之间接地;晶振CRY与电容C4和电容C5的串联电路并联;单片机AT89C52的第9管脚通过电阻R3接地,且第9管脚通过电容C6连接至电源VCC,电容C6还并联有开关S1,电容C7和电容C8和并联后连接至单片机AT89C52的第20和40管脚之间,第20管脚接地,第40管脚接电源VCC。
4.根据权利要求1或3所述的非接触医用测温装置,其特征在于,所述键盘电路(3)利用十五个按键和电阻R4、R5、R6、R7以及电源VCC组成矩阵式键盘,并和单片机控制电路(2)的单片机的P1口相连接,依次完成患者床位号的输入、体温传感器的启动、温度显示的往返显示以及所有检测数据的清零。
5.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,所述数字红外传感器为MLX90614ESF-ACF。
6.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,该测温装置还包括有便携式壳体,所述单片机控制电路(2)、温度检测电路(4)、显示电路(5)和电源电路(1)设置在便携式壳体内。
7.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,单片机控制电路(2)连接有网络通讯接口单元,单片机控制电路(2)通过网络通讯接口单元与医院患者信息系统与护士工作站的数据服务器联网;所述网络通讯接口单元为USB接口电路(6);所述USB接口电路(6)由USB接口芯片实现。
8.根据权利要求1或7所述的非接触医用测温装置,其特征在于,该非接触医用测温装置固定设置在重症监护病房的床头,所述数字红外传感器朝向病人体温监测部位,适时传送病人体温信息至所述医院患者信息系统。
9.根据权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,所述显示电路(5)采用字符点阵式液晶显示模块EDM1602。
10.一种权利要求1所述的非接触医用测温装置,其特征在于,该非接触医用测温装置应用于病房内病人测量体温。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130320 |