基于以太網的醫院病人體溫遠程自動檢測系統設計

摘要：在醫院數字化建設中，醫院病人體溫的遠程自動檢測有著十分重要的意義。該設計的主要內容是完成一種新型的基于以太網的多點分布式溫度檢測系統。該系統采用現場溫度采集、顯示和單片機控制，并與監控中心通訊。選用DALLAS公司近年來推出的集成式數字溫度傳感器DS18B20作為測溫元件，選用周立功公司開發的網絡通信模塊ZNE-100T作為網絡通信單元。采用新興的單總線技術和網絡技術構建溫度檢測系統。該系統成本低廉、性能穩定、抗干擾能力強、操作靈活，可以方便地實現溫度的多點、實時測量。
關鍵詞：自動檢測；多點分布式檢測系統；實時遠程控制；網絡技術；DS18B20；ZNE-100T

醫院病人體溫等參數的遠程自動檢測系統是醫院數字化建設中的一個重要項目。該設計主要是針對醫院病人體溫進行遠程自動檢測，采用分布式多點溫度采集技術，并通過以太網通信技術傳輸到醫院監控中心，值班醫生和護士通過監控中心可以實時了解病人的體溫變化，監控中心可以對病人的體溫異常進行報警和相應的記錄，并且與病人數據庫同步，方便醫生對病人病情的分析。

1 系統總體設計方案
該系統總體設計框圖如圖1所示。整個系統采用三級結構，即醫院監控中心、病房主機和溫度傳感器。其中病房主機采用單片機AT89C52為主控單元，主要實現網絡通信、溫度采集和顯示。網絡通信是通過周立功公司開發的以太網轉串口模塊ZNE-100T實現的，每臺ZNE-100T都可以設定IP地址和服務器IP地址，便于構成分布式測溫網絡。測溫元件采用美國DALLAS半導體公司生產的數字溫度傳感器DS18B20，每個DS18 B20都有惟一的ID號，體積小，可以封裝成普通溫度計大小，其拉線最長距離可達80 m，便于分布式安放在病人身上。溫度數據可以在病房主機的液晶上滾動顯示。醫院監控中心和各病房主機之間的網絡通信，采用C-S架構，病房主機每分鐘向醫院監控中心發送各路溫度數據。醫院監控中心接收來自各病房主機的數據，可以以曲線或者數字的方式實時顯示各病人溫度變化情況，并進行異常處理和相應信息記錄，并且與病人數據庫同步，及時提醒值班醫生和護士關注病人情況。

2 硬件設計
2．1 單片機主控單元設計
單片機AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含8 KB的FLASH和256 B的RAM，片內置通用8位中央處理器，具備32個雙向I／O口。其中單片機的P0口用于現場顯示電路，采用點陣液晶顯示模塊LM6038D，可以滾動顯示各個病人的體溫；P1口用于接單總線數字溫度傳感器DS18B20；P2口用于現場控制電路，包括按鍵、指示燈等；P3口的P3．0(RXD)和P3．1(TXD)用于和ZNE-100T的串口通信。系統采用5V供電。
2．2 單總線溫度采集電路設計
DS18B20的測量范圍為-55～+125℃；在-10～+85℃時，它的精度為±0．625℃，通過特殊處理，可以達到0．1℃。
單總線數字溫度傳感器DS18B20的電路連接方式主要有兩種，如圖2所示。該設計采用外接電源方式，如圖2(b)所示。理論上單片機的每個端口可以接無數個DS18B20，但是單片機端口負載能力有限，P1口的每個端口(P1．0至P1．7)只能推動8個DS18B20。該設計中只用P1．0端口接了8只DS18B20。