CN209033567U - 一种紫外光治疗仪的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型尤其是一种紫外光治疗仪的控制电路，包括紫外灯管、继电器电路、主控芯片、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路；所述紫外灯管至少两根，每根紫外灯管对应一个继电器；所述紫外灯管电源线的一端与220V的电源相连，另一端连接在对应的继电器的常开上；所述继电器电路、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路均与主控芯片相连。本实用新型电路结构简单，性能稳定，体积小便于携带，适用于不同症状不同程度的需要使用紫外光治疗仪的病人。本实用新型可以与特定服务器实现数据交互、远程上传治疗信息，并且具有语音提醒并带有触摸屏功能。

Description

一种紫外光治疗仪的控制电路

技术领域

本发明涉及紫外光治疗仪医疗器械领域，尤其是一种紫外光治疗仪的控制电路。

背景技术

白癜风与银屑病是皮肤科常见的慢性疾病，病程长，难以治愈，紫外线光疗法是目前国内外医学界较为认同的治疗方案，但治疗周期较长，很多患者没有足够的时间和精力往返于医院、单位、家庭之间，往往被迫放弃治疗。目前市场上虽已有家用光疗仪，但缺乏患者与医生的沟通，无法进行个体化的治疗。

现有技术申请号为2016103194031，发明名称为一种紫外线光疗仪的远程诊疗支撑系统，公开了一种通过互联网对紫外线光疗仪进行远程诊疗的方案。在这个发明中公开了以紫外线光疗仪作为客户端设备，以远程诊疗服务器作为后台支撑，远程诊疗服务器采用反向代理机制，通过通讯代理服务器与客户端设备建立远程网络连接并实现交互通信，从而针对紫外线光疗仪的每一个特定用户，实现定制化的在线诊疗服务，根据每次的光疗方案，并根据该方案对紫外线光疗仪实现远程智能控制与参数设置。但是如何实现并且能够达到预想的效果，需要一系列的硬件进行支撑。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

针对上述提出的问题，本发明提出一种紫外光治疗仪的控制电路及其控制方法。本发明提供的电路以及其控制方法可与特定服务器实现数据交互、远程上传治疗信息，并且具有语音提醒并带有触摸屏功能。本发明以ARM芯片为控制核心，结合WIFI技术和触摸屏技术，通过微平台使患者与医生进行沟通，及时调整治疗方案。

2、技术方案：

一种紫外光治疗仪的控制电路，其特征在于：包括紫外灯管、继电器电路、主控芯片、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路；所述紫外灯管至少两根，每根紫外灯管对应一个继电器；所述紫外灯管电源线的一端与220V的电源相连，另一端连接在对应的继电器的常开上；所述继电器电路、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路均与主控芯片相连。

进一步地，所述主控芯片为STM32F103RCT6 单片机芯片；所述触摸屏电路包括电容TFTLCD模块；所述存储电路包括EEPROM存储模块与Flash存储电路；所述EEPROM存储模块采用存储芯片AT24C02；所述Flash存储电路采用W25X64芯片；所述语音电路包括SYN6288语音合成芯片和扬声器；所述无线通讯电路为WIFI电路，所述WIFI电路采用ESP8266模块。

所述电容TFTLCD模块采用16位8080并口， 其16位LCD双向数据线DB0~DB15，按顺序依次连接主控芯片STM32F103RCT6 的PB0~~PB15接口。

所述存储芯片AT24C02通过IIC总线接口与主控芯片STM32F103RCT6通讯，地址输入脚A0、A1、A2 接到主控芯片STM32F103RCT6的GND接口；当存储芯片AT24C02写保护引脚WP管脚连接到Vss 或悬空允许器件进行正常的读/写操作。

所述W25X64芯片连接主控芯片STM32F103RCT6 的SPI接口，片选端CS连接主控芯片STM32F103RCT6 的PA1引脚，串行时钟引脚CLK连接主控芯片STM32F103RCT6 的的SPI1_SCK引脚， 为输入输出提供时序。

所述SYN6288语音合成芯片与主控芯片STM32F103RCT6通过UART接口相连；其中主控芯片STM32F103RCT6的PA9_TX连接SYN6288语音合成芯片的串行数据接收端RXD；主控芯片STM32F103RCT6的PA10_RX连接SYN6288语音合成芯片的串行数据发送端TXD。

所述ESP826模块TXD和RXD脚分别连接在主控芯片STM32F103RCT6的PA2_TX接口和PA3_RX接口；所述PA2为数据发送口，PA3为数据接收口。

进一步地，还包括Flash存储模块W25X64芯片；所述Flash存储模块与主控芯片STM32F103RCT6相连。

一种紫外光治疗仪的控制电路的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：电路上电，通过时钟初始化、串口初始化、掉电保护初始化、字库初始化以及WIFI模块初始化检查电路是否异常；并进行开机语音播报。

步骤二: 系统设置界面进行时间设置、WIFI用户名和密码设置、服务器地址和端口设置以及用户个人信息修改。

步骤三：显示屏显示主界面，用户登录或者新用户注册后登录；登录后显示治疗界面；通过治疗界面选择是否查询该用户的历史记录；并选择是否需要语音播报及设置本次治疗时间和治疗强度。

步骤四：根据用户的历史记录和预设的疗程，控制紫外灯的照射时间以及照射光强对用户进行紫外灯照射。

步骤五：照射结束，将本次照射产生的数据保存在本机中并同时传输至服务器。

3、有益效果：

本发明电路结构简单，性能稳定，体积小便于携带，适用于不同症状不同程度的需要使用紫外光治疗仪的病人。

本发明可以与特定服务器实现数据交互、远程上传治疗信息，并且具有语音提醒并带有触摸屏功能。

本发明以ARM芯片为控制核心，结合WIFI技术和触摸屏技术，通过微平台使患者与医生进行沟通，及时调整治疗方案。

附图说明

图1为本发明的结构框架图；

图2 为本发明中主控芯片的电路原理框图；

图3为本发明中触摸屏与主控芯片连接的接口电路图；

图4为本发明中继电器电路与控制芯片的接口电路图；

图5为本发明中存储电路可擦除存储芯片AT24C02与控制芯片的接口电路图；

图6为本发明中Flash存储模块W25X64芯片与控制芯片的接口电路图；

图7为本发明的电路的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

如附图1所示：一种紫外光治疗仪的控制电路，包括紫外灯管、继电器电路、主控芯片、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路；所述紫外灯管至少两根，每根紫外灯管对应一个继电器；所述紫外灯管电源线的一端与220V的电源相连，另一端连接在对应的继电器的常开上；所述继电器电路、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路均与主控芯片相连。

在本发明中，通过无线通讯电路将主控芯片链接到服务器，通过触摸屏发送治疗指令，无线通讯电路接收到指令信息后，通过串口通讯向主控芯片发送信号，主控芯片经过对信息的处理，通过继电器电路通断紫外灯管，实现治疗仪的自动启停；通过语音电路驱动扬声器输出治疗音频信息，实现语音提醒功能；通过触摸屏实时设置和显示治疗信息，同时将患者的每次治疗信息上传服务器平台，供医生手机APP端读取信息，实现患者与医生的沟通。系统配置参数以及触摸屏字库分别保存在外部EEPROM芯片和Flash芯片中。

如附图2所示为主控芯片的电路原理框图。主控芯片是控制器的控制核心，选用STM32F103RCT6 单片机芯片（以下简称为单片机），采用双时钟源，低速外部时钟LSE用于支持嵌入式RTC，采用32.768kHz晶振，高速外部脉冲HSE采用8MHz晶振，作为MCU芯片的主时钟。选用线性稳压芯片产生3.3Ｖ的电压，给单片机、触摸屏以及wifi模块供电。VBAT引脚外接备用电池，保证系统时钟的准确性。单片机外接触摸屏、语音芯片、继电器模块、WIFI模块以及存储芯片，接收和读取来自触摸屏控制指令，实施全面控制的任务。

如附图3所示为触摸屏与主控芯片连接的接口电路图。触摸屏用于设置一个疗程中紫外灯治疗参数、注册新用户、更改和查看治疗方案等操作。本发明选用4.3寸电容TFTLCD模块，分辨率：480*800，驱动IC为NT35510。模块通过一个2*17P的2.54mm间距排针与电路板直接相连。 LCD采用16位8080并口， 16位LCD双向数据线DB0~DB15，按顺序连接单片机的PB0~~PB15； LCD片选信号CS低电平有效接单片机PC9引脚，读写使能控制信号RD和WR由单片机PC6和PC7控制，命令/数据控制信号RS由单片机PC8控制，通过主控板复位键复位LCD控制器，因此复位信号RST连接单片机NRST信号，实现LCD硬复位。主电源供电引脚为VDD3.3V，背光供电引脚BL_VDD5V。触摸屏采用IIC接口，电容式触摸屏MISO引脚未用，MOSI引脚接单片机PC3端用于IIC接口的SDA数据输入信号，CLK引脚接单片机PC0端用于IIC接口的同步时钟信号SCL，T_CS触摸复位信号由单片机PC13控制，T_PEN触摸屏中断信号连接到单片机的PC1引脚上。

如附图4为继电器电路与控制芯片的接口电路图。控制系统通过继电器的方式实现紫外光治疗仪的开关控制。继电器电路通过光耦EL817进行电压的驱动转换，从而有效的保证3.3 V 的开关量信号与5 V 驱动电压进行隔离。单片机输出口PC4引脚低电平触发控制SRD-05VDC-SL-C继电器吸合，单片机与继电器之间用S8050NPN型三极管驱动继电器，SS14二极管用于消除继电器吸合时产生的瞬间反相电动势。紫外灯电源线一根线接继电器常开上，一根线接220V电源上。采用双紫外灯管实现紫外光治疗仪照射强度的选择和控制，需如图4所示的两组继电器接口电路，单片机根据接收触摸屏发送的照射强度命令，通过控制2个输出口引脚PC4和PC5（图2）的电平实现双紫外灯管的通断。每个紫外灯管电源线其中一根线分别接一个继电器常开上，另一根线接220V电源上。

如附图5所示为存储电路可擦除存储芯片AT24C02与控制芯片的接口电路图。EEPROM存储电路用于掉电保存数据，存储系统WIFI名称和密码、服务器IP和端口等系统配置。本方法中选用2KB的电可擦除存储芯片AT24C02，通过IIC总线接口与单片机通讯，地址输入脚（A0、A1、A2 ）接GND，当写保护引脚WP管脚连接到Vss 或悬空允许器件进行正常的读/写操作。SCL 串行时钟输入信号接单片机PC12引脚，SDA 串行数据/地址信号接单片机PC11引脚。

如附图6所示为Flash存储模块即W25X64芯片与控制芯片的接口电路图。Flash存储模块用于触摸屏字库的存储。本发明选用W25X64芯片连接单片机的SPI接口，片选端CS连接单片机PA1引脚，串行时钟引脚CLK连接单片机的SPI1_SCK引脚， 为输入输出提供时序。串行数据输入输出引脚SI和SO分别连接单片机的SPI1_MOSI和SPI1_MOSO引脚。 CS为低电平时，使能W25X64芯片，上电后，在执行一条新指令之前必须使CS引脚有一个下降沿，因此CS引脚电路需要加上拉电阻。当CS为低电平，保持引脚HOLD拉高时，芯片正常工作。WP为写保护引脚，保护状态寄存器不被意外改写。

如附图7为本发明的控制流程图。如果所示控制步骤包括：

步骤一：电路上电，通过时钟初始化、串口初始化、掉电保护初始化、字库初始化以及WIFI模块初始化检查电路是否异常；并进行开机语音播报。

步骤二: 系统设置界面进行时间设置、WIFI用户名和密码设置、服务器地址和端口设置以及用户个人信息修改。

步骤三：显示屏显示主界面，用户登录或者新用户注册后登录；登录后显示治疗界面；通过治疗界面选择是否查询该用户的历史记录；并选择是否需要语音播报及设置本次治疗时间和治疗强度。

步骤四：根据用户的历史记录和预设的疗程，控制紫外灯的照射时间以及照射光强对用户进行紫外灯照射。

步骤五：照射结束，将本次照射产生的数据保存在本机中并同时传输至服务器。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (3)

1.一种紫外光治疗仪的控制电路，其特征在于：包括紫外灯管、继电器电路、主控芯片、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路；所述紫外灯管至少两根，每根紫外灯管对应一个继电器；所述紫外灯管电源线的一端与220V的电源相连，另一端连接在对应的继电器的常开上；所述继电器电路、触摸屏电路、存储电路、语音电路以及无线通讯电路均与主控芯片相连。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光治疗仪的控制电路，其特征在于：所述主控芯片为STM32F103RCT6 单片机芯片；所述触摸屏电路包括电容TFTLCD模块；所述存储电路包括EEPROM存储模块与Flash存储电路；所述EEPROM存储模块采用存储芯片AT24C02；所述Flash存储电路采用W25X64芯片；所述语音电路包括SYN6288语音合成芯片和扬声器；所述无线通讯电路为WIFI电路，所述WIFI电路采用ESP8266模块；

所述电容TFTLCD模块采用16位8080并口，其16位LCD双向数据线DB0~DB15，按顺序依次连接主控芯片STM32F103RCT6 的PB0~~PB15接口；

所述存储芯片AT24C02通过IIC总线接口与主控芯片STM32F103RCT6通讯，地址输入脚A0、A1、A2 接到主控芯片STM32F103RCT6的GND接口；当存储芯片AT24C02写保护引脚WP管脚连接到Vss 或悬空允许器件进行正常的读/写操作；

所述W25X64芯片连接主控芯片STM32F103RCT6 的SPI接口，片选端CS连接主控芯片STM32F103RCT6 的PA1引脚，串行时钟引脚CLK连接主控芯片STM32F103RCT6 的SPI1_SCK引脚，为输入输出提供时序；

所述SYN6288语音合成芯片与主控芯片STM32F103RCT6通过UART接口相连；其中主控芯片STM32F103RCT6的PA9_TX连接SYN6288语音合成芯片的串行数据接收端RXD；主控芯片STM32F103RCT6的PA10_RX连接SYN6288语音合成芯片的串行数据发送端TXD；

所述ESP826模块TXD和RXD脚分别连接在主控芯片STM32F103RCT6的PA2_TX接口和PA3_RX接口；所述PA2为数据发送口，PA3为数据接收口。

3.根据权利要求2所述的一种紫外光治疗仪的控制电路，其特征在于：还包括Flash存储模块W25X64芯片；所述Flash存储模块与主控芯片STM32F103RCT6相连。