醫(yī)療機(jī)構(gòu)體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

醫(yī)療機(jī)構(gòu)體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案醫(yī)療機(jī)構(gòu)體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案1115#/14最大下屬節(jié)點(diǎn)數(shù)： 600。3方案設(shè)計(jì)3.1醫(yī)療機(jī)構(gòu)體溫檢測(cè)系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)和概念上由 三部分組成：體溫終端監(jiān)測(cè)儀 ；無線中繼器；PC機(jī)管理軟件。3.2體溫終端監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)方案321體溫終端監(jiān)測(cè)儀組成和各模塊功能體溫終端監(jiān)測(cè)儀組成框圖如下 圖1USB電源充電接口人體體溫輸入信 USB狀態(tài)字設(shè)置接圖1體溫終端監(jiān)測(cè)儀組成框圖體溫終端監(jiān)測(cè)儀按工作原理可分為以下七部分：微控制器模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換/濾波電路模塊、體溫傳感器、鋰電池及電源管理電路模塊、zigbee無線模塊、USB電路模塊、按鍵及顯示電路模塊。微控制器模塊作為控制中心主要通過軟件算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、處理以及信號(hào)的輸入、輸出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種軟件功能和RTC時(shí)鐘功能；體溫傳感器負(fù)責(zé)將人體體溫信息轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)信號(hào)，并將其輸出到信號(hào)轉(zhuǎn)換/濾波電路模塊；信號(hào)轉(zhuǎn)換/濾波電路模塊包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、濾波電路。實(shí)現(xiàn)將溫度傳感器輸入的小信號(hào)經(jīng)處理轉(zhuǎn)換為可識(shí)別電壓信號(hào)傳送到微控制器模塊的 A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器；Zigbee無線模塊主要完成以下功能：實(shí)時(shí)上傳送檢測(cè)數(shù)據(jù)；接收下傳的特性指標(biāo)設(shè)置命令、起始時(shí)鐘設(shè)置命令等功能；USB電路模塊主要完成以下功能：連接 PC電腦，通過PC電腦USB接口下傳狀態(tài)字、特性指標(biāo)設(shè)置、起始時(shí)鐘設(shè)置等功能；通過 USB充電器對(duì)無線體溫監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行充電；按鍵及顯示電路通過按鍵盤啟動(dòng)顯示電路進(jìn)行體溫查詢；通過多色LED指示燈或LCD顯示屏實(shí)時(shí)顯示體溫測(cè)量數(shù)據(jù)、使用狀態(tài)信息和各種告警信息；通過蜂鳴電路發(fā)出靜息體溫提示語音。鋰電池及電源管理電路由高安全性鋰電池、充電電路、供電電路、電量檢測(cè)電路組成，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的充電、供電管理及其狀態(tài)信息輸出的功能。體溫終端監(jiān)測(cè)儀工作流程工作流程如下：首先通過長按查詢鍵啟動(dòng)測(cè)量工作模式，溫度傳感器采集人體體溫信息并將其轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)小信號(hào)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換/濾波電路將其轉(zhuǎn)換為微控制器可識(shí)別模擬電壓信號(hào)，微控制器通過其內(nèi)部模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)軟件濾波、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理等算法輸出用戶可識(shí)別體溫?cái)?shù)值到zigbee無線模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，用戶可通過輕觸查詢鍵啟動(dòng)顯示電路即時(shí)顯示體溫?cái)?shù)值，另外可通過電源管理電路實(shí)現(xiàn)充電/供電管理和低電量告警功能，還通過zigbee無線模塊實(shí)現(xiàn)無線連接告警功能。體溫終端監(jiān)測(cè)儀具體功能實(shí)現(xiàn)1）開、關(guān)機(jī)功能：開機(jī)功能：長按2秒開機(jī)，蜂鳴器發(fā)“嘀”聲提示，開機(jī)后電源指示燈紅色常亮；關(guān)機(jī)功能：長按3秒關(guān)機(jī)，蜂鳴器發(fā)“嘟”聲提示，電源指示燈滅；在非測(cè)量狀態(tài)下，30秒無任何操作，監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)關(guān)機(jī)。2）通過按鍵進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)功能：在非監(jiān)測(cè)狀態(tài)按“監(jiān)測(cè)”鍵2秒，開始進(jìn)入監(jiān)測(cè)模式，數(shù)據(jù)指示燈綠色閃爍；在監(jiān)護(hù)狀態(tài)按“監(jiān)測(cè)”鍵3秒，退出監(jiān)護(hù)狀態(tài)，數(shù)據(jù)指示燈滅；3）靜息體溫測(cè)量功能：通過PC機(jī)下傳靜息體溫測(cè)量啟動(dòng)時(shí)間3個(gè)，RTC在到達(dá)此啟動(dòng)時(shí)間后啟動(dòng)靜息體溫測(cè)量，完成后發(fā)出體溫提示語音，并上傳此數(shù)據(jù) ，測(cè)量過程中監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)指示燈呈綠色常量，測(cè)量完畢 監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)指示燈滅。4） 電池電量嚴(yán)重不足、不足狀態(tài)顯示和充電狀態(tài)顯示功能電池電量不足：電源開關(guān)指示燈呈黃色常亮（此時(shí)監(jiān)護(hù)儀可正常工作20分鐘）；電池電量嚴(yán)重不足：電源開關(guān)指示燈呈黃色閃爍；充電狀態(tài)顯示： USB充電且未充滿狀態(tài)，電源開關(guān)指示燈呈紅色閃爍；充滿狀態(tài)呈紅色常亮。5） 測(cè)溫探頭脫落告警顯示功能當(dāng)測(cè)溫探頭脫落后，數(shù)據(jù)指示燈呈紅色閃爍，且監(jiān)測(cè)儀連續(xù)發(fā)出“嘀”聲音 2分鐘之后停止，在報(bào)警過程中重新插好探頭插頭后，監(jiān)護(hù)儀恢復(fù)正常使用狀態(tài)。6）體溫超限告警顯示功能和體溫上下限設(shè)置功能體溫超限告警：當(dāng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)超出設(shè)置的體溫告警范圍后，數(shù)據(jù)指示燈呈黃色閃爍，且監(jiān)護(hù)儀斷續(xù)發(fā)出“嘟”聲音2分鐘之后停止，同時(shí)通過藍(lán)牙向手機(jī)發(fā)出告警信息；體溫上下限設(shè)置： 通過PC機(jī)進(jìn)行設(shè)置。324體溫終端監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)整機(jī)結(jié)構(gòu)由上蓋、底座、主板、電池、電池蓋組成，外形圖如下圖2所示。上蓋、底座、電池蓋材料采用 PVC+ABS圖2無線終端監(jiān)護(hù)儀結(jié)構(gòu)外形圖3.2.5體溫終端監(jiān)測(cè)儀研發(fā)方式自主研發(fā)與合作研發(fā)相結(jié)合，zigbee無線模塊采用合作研發(fā)方式，其余設(shè)計(jì)自主研發(fā)。3.3無線中繼器設(shè)計(jì)方案3.3.1無線中繼器工作原理無線中繼器工作原理框圖如下圖 30□000□最多300占八、、0□000□最多300占八、、最多300占八、、圖3無線中繼器工作原理示意圖無線中繼器分為兩種，圖3中無線中繼器1、無線中繼器2兩個(gè)中繼器為無線傳輸接力中繼器， 主要起到傳輸功率放大作用，增加數(shù)據(jù)穿透能力和傳輸距離。圖 3種無線中繼器 3為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換中繼器，起到接收上傳數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再通過USB接口傳至PC電腦。無線傳輸接力中繼器采用輪巡查詢方式向各終端監(jiān)護(hù)儀索取體溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，波特率采用115200bit/s ,輪詢周期為0.5s，每個(gè)1.5ms查詢一個(gè)終端監(jiān)護(hù)儀，然后將所有終端 監(jiān)護(hù)儀的上傳數(shù)據(jù)整合打包發(fā)送至出去。無線傳輸接力中繼器對(duì)每個(gè)終端監(jiān)護(hù)儀的數(shù)據(jù)索取步驟分為兩步，首先依次向下發(fā)送終端監(jiān)護(hù)儀的地址碼，此時(shí)所有下屬終端監(jiān)護(hù)儀接收后與本機(jī)地址比較，相同的即時(shí)上傳體溫?cái)?shù)據(jù)依次，當(dāng)無線傳輸接力中繼器接收上傳數(shù)據(jù)后再依次查詢下一個(gè)地址監(jiān)測(cè)終端，知道達(dá)到自設(shè)置的最大監(jiān)測(cè)終端數(shù)量為止。數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換中繼器無線接口為can總線，采用總線仲裁數(shù)據(jù)接收方式，將2個(gè)或多個(gè)（可鍵盤自設(shè)置或PC機(jī)USB設(shè)置）無線傳輸接力中繼器的上傳數(shù)據(jù)再次打包并通過USB接口上傳PC電腦。關(guān)于2個(gè)或多個(gè)無線傳輸接力中繼器無線數(shù)據(jù)相互干擾問題有兩種解決方法：a）查詢命令采用終端監(jiān)護(hù)儀地址碼+接力中繼器自身編碼方式（通過自身鍵盤設(shè)置） ，此方式需調(diào)整無線接力中繼器的位置，使交叉地區(qū)兩者的發(fā)射功率不同，此方法的可行性需與產(chǎn)品設(shè)計(jì)外包方共同確認(rèn)。 b）2個(gè)或多個(gè)無線傳輸接力中繼器采用不同的載波頻率（通過自身鍵盤設(shè)置），以減弱相互干擾，但此方法需不同區(qū)域終端監(jiān)護(hù)儀的zigbee無線模塊的載波頻率不同，造成終端監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)型號(hào)不一致，對(duì)生產(chǎn)、安裝和銷售造成很大的麻煩。所以2個(gè)或多個(gè)無線傳輸接力中繼器無線數(shù)據(jù)相互干擾問題需與產(chǎn)品設(shè)計(jì)外包方共同探討解決。無線中繼器工作流程兩種無線中繼器的數(shù)據(jù)傳輸方式有兩種，上傳數(shù)據(jù)方式和下傳數(shù)據(jù)方式。上傳數(shù)據(jù)方式由無線傳輸接力中繼器采用輪巡方式循環(huán)逐一索取每一個(gè)終端監(jiān)護(hù)儀的體溫?cái)?shù)據(jù)，再打包上傳；然后數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換中繼器以總線仲裁方式接收器上傳數(shù)據(jù)，再次打包并通過USB接口繼續(xù)上傳至 PC電腦（在PC機(jī)有索取數(shù)據(jù)命令時(shí)-0.5s索取一次）。上傳數(shù)據(jù)分為連續(xù)體溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和靜息體溫測(cè)量數(shù)據(jù)。在有靜息體溫測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，選擇上傳靜息體溫?cái)?shù)據(jù)，舍棄本次連續(xù)體溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式采用ASCII碼。下傳數(shù)據(jù)方式由 PC機(jī)停止索取數(shù)據(jù)命令，下傳狀態(tài)字?jǐn)?shù)據(jù)至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換中繼器，再有其將此數(shù)據(jù)下傳至無線傳輸接力中繼器，然后由無線傳輸接力中繼器停止輪巡操作，插入狀態(tài)字?jǐn)?shù)據(jù)的下傳，最后由所有終端監(jiān)測(cè)儀接收。下傳數(shù)據(jù)分為實(shí)時(shí)時(shí)鐘、三次靜息體溫啟動(dòng)時(shí)間、體溫報(bào)警上下限等。數(shù)據(jù)傳輸格式采用ASCII碼。無線中繼器研發(fā)方式合作研發(fā)。3.4PC機(jī)管理軟件3.4.1軟件項(xiàng)目內(nèi)容）界面UI設(shè)計(jì)；）小型數(shù)據(jù)庫SYBASE設(shè)計(jì)；）功能設(shè)計(jì)。軟件項(xiàng)目過程按軟件開發(fā)流程和定義功能完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。軟件項(xiàng)目研發(fā)方式自主研發(fā)。質(zhì)量保證和質(zhì)量控制4.1采用成熟技術(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)體溫檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)繼承了CCS20*系列無線體溫監(jiān)測(cè)儀自主研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)，無線中繼器與具有相關(guān)成熟技術(shù)的外包廠商合作研發(fā)，另外選用成熟標(biāo)準(zhǔn)件和集成電路。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)功能模塊之間的信息交換選用成熟、簡(jiǎn)單的 can總線和異步串行通信方式，模塊內(nèi)部隔離技術(shù)，減少模塊之間及電路單元之間的相互影響。采用大規(guī)模MCU器件，提高設(shè)備的集成度，減少元器件的數(shù)量，提高設(shè)備的可靠性。在滿足系統(tǒng)的功能和性能要求的前提下，裁減設(shè)備的輔助功能，偏向“傻瓜”型設(shè)計(jì)。電磁兼容設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)采集小信號(hào)電路、無線數(shù)據(jù)發(fā)射功率放大電路和無線數(shù)據(jù)接收小信號(hào)放大電路中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)中采用常規(guī)電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其在電氣電磁兼容設(shè)計(jì)中注重軟硬件結(jié)合抗干擾設(shè)計(jì)技術(shù)。降額設(shè)計(jì)為了降低基本故障率、提高使用可靠性，可以在降額范圍內(nèi)適當(dāng)降低元器件的工作應(yīng)力。尤其在功率電路中元器件在最佳降額范圍內(nèi)有3個(gè)降額等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)元器件工作應(yīng)力的不同，選擇確定不同的降額等級(jí)。貫徹 GJB/Z35《元器件降額準(zhǔn)則》。軟件可靠性設(shè)計(jì)為了提高軟件的可靠性，減少軟件缺陷，嵌入式軟件和PC機(jī)軟件在壽命周期內(nèi)采用如下方法：a)嚴(yán)格控制技術(shù)狀態(tài)，按軟件開發(fā)流程操作；b)自頂向下設(shè)計(jì)，逐次向下分解功能，盡可能在早期洞察出設(shè)計(jì)問題；c)