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车载血库温度监控系统的研究

来源:<a href='http://bbs.hqew.com/viewthread.php?tid=395909' target='_blank'>dengzhongguo</a> 作者:华仔 浏览:862

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摘要: 在现代日常生活中,车载血库是医院采集和运输血液的重要设备,除此之外,它在现代战争中也发挥着极其重要的作用。但是血液是抢救危重病人的特殊药品,运输和贮存都对温度有严格的要求。中华人民共和国医药行业标准规定血液冷藏箱的箱内温度为(5±1)℃。因此,为了提高移动采血的质量,更有效地管理和集中采集到的血液,使血液在输送过程中更好保存,就需要一个车载血库温度监控系统,对血库内的温度进行严格控制。我国目前市

    在现代日常生活中,车载血库是医院采集和运输血液的重要设备,除此之外,它在现代战争中也发挥着极其重要的作用。但是血液是抢救危重病人的特殊药品,运输和贮存都对温度有严格的要求。中华人民共和国医药行业标准规定血液冷藏箱的箱内温度为(5±1)℃。因此,为了提高移动采血的质量,更有效地管理和集中采集到的血液,使血液在输送过程中更好保存,就需要一个车载血库温度监控系统,对血库内的温度进行严格控制。

    我国目前市场上温度监控系统种类很多,虽然价格便宜,但是分辨率和精度较低,温度监控效果不是很理想,并且用于车载的温度监控系统还较少。国外的车载温度监控系统分辨率和精度较高,虽然性能好,但是价格昂贵,使用成本很高。本文设计的车载血库温度监控和报警系统由较小的单片机系统、温度传感器、LCD(或LED),打印机,无线报警系统等硬件构成。可实现对血库内温度的有效控制,同时具有实时显示,打印和报警等功能,通过在血库外增加温度传感器,大大提高了控制温度的精度。

1 系统原理及硬件设计

    中华人民共和国医药行业标准YY 0168-94规定血液冷藏箱的主要技术要求有:箱内温度为(5±1)℃;环境温度,亚温带型(SN)、温带型(N):10~32℃,亚热带型(ST):18~38℃,热带型(T):18~43℃。对性能的要求是:冷藏箱达到运行状态后,箱内温度不得偏离4~6℃范围;箱内上限温度在7~8℃,下限温度在2~3℃时应分别发出报警。

    根据该行业标准,本文设计的系统总体结构框图如图l所示。该车载血库温度监控系统主要由单片机PICl6F877A、数字温度传感器DSl8B 20、液晶显示器OCMl2864、时钟芯片DSl302、打印机,无线短信模块等组成。由于外界环境温度在不同温度范围时,开关制冷压缩机时的内部温度是不同的,所以要用2片DSl8B20分别检测外部和内部的温度。而外界温度和内部温度是存在一定关系的,因此当外界温度达到某一范围,内部温度超过预设值时,利用单片机控制制冷压缩机的开关,以达到控制血库温度的目的。报警系统采用声光报警和无线短信报警2种方法。

1.1 PICl6F877A单片机

    美国Microchip公司生产的PIC系列单片机具有价格低、速度快、功耗低、体积小等特点,并率先采用RISC技术。若用MCS-51系列单片机,必须外加A/D转换的硬件电路及相应软件编程。而PIC单片机有内置的A/D转换功能,故本系统选择PIC系列单片机的PICl6F877A。此器件内部有E2PROM,可以使温度值方便写入和读出,若除此之外,PICl6F877还可实现在线调试和编程,并且PICl6F87X系列单片机还具有一套小巧廉价的在线调试工具套件,借助这套在线调试工具,既可以硬件仿真,又可以程序烧写,还保留了一块可以随意焊接自选元器件的布满焊孔的电路板。总之,选择PICl6F877可以大大简化硬件电路和软件编程,又便于在线调试和编程。单片机与按键的接口电路如图2所示。

    按下S1键进入温度设置状态。按S2和S3键可对设置温度进行加减,温度设置好后可按S1键返回。

1.2 DSl8B20数字温度传感器

    DSl8B20是DALLAS公司推出的数字式温度传感器,该传感器是一种改进型的智能温度传感器,采用"1-Wire"结构,只需占用单片机的一个I/O口线,测量温度范围为-55~+125℃。可编程为9~12位A/D转换精度,且当温度在-1O~+85℃之间时测量误差仅为0.5℃,自身带有非易失性的、用户可编程的高低温报警触发器。DSl8B20可以将检测到的温度信号直接转换为数字信号,因此可以直接和单片机相连,省去了放大电路、A/D转换电路或恒流源。因此其外围电路也比较简单。

    与传统的热敏电阻相比,它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在93.7 5 μms和750 μms内完成9位和12位的数字量,并且从DSl8B20读出的信息或写入DSl8B20的信息仅需要1根口线(单线接口)读写。温度采集电路如图3所示。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67