一種非接觸醫用測溫裝置及其應用的制作方法

專利名稱：一種非接觸醫用測溫裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫療設備與溫度測量技術領域，涉及一種測溫裝置，尤其是一種非接觸醫用測溫裝置及其應用。
背景技術：
臨床患者體溫檢測對患者疾病的確診與治療具有重要意義。而住院患者常規的體溫檢測，更是臨床日常護理所要進行的工作之一，尤其是醫生需要依據術后患者的體溫狀態確定進一步的治療方案，以減輕患者痛苦和經濟壓力。同時，在相關的動物實驗中，動物體溫的檢測也為實驗研究提供重要參數。長期以來，臨床中患者體溫檢測主要利用水銀溫度計完成，因其采用熱平衡式測溫原理，以及經歷體溫計發放、體溫計回收、讀數、數據記錄與體溫數據處理等多個過程，要完成一個病區患者的體溫檢測，往往要經歷漫長的過程，耗費大量的時間，工作效率極其低下；同時又要和患者近距離接觸，若消毒不徹底或者使用不當，將存在更大的交叉感染與污染環境風險。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種非接觸醫用測溫裝置及其應用，該測溫裝置采用非接觸紅外測溫傳感器替代傳統水銀溫度計，實現體溫的非接觸測量，為臨床患者體溫監測提供一種快速的、自動化程度高、具有數據回放與計算機數據導入功能、檢測效率高的非接觸醫用溫度監測設備。本發明的目的是通過以下技術方案來解決的這種非接觸醫用測溫裝置，包括單片機控制電路以及分別與所述單片機控制電路連接的溫度檢測電路、顯示電路、電源電路和鍵盤電路；所述鍵盤電路采用并口矩陣式鍵盤，并與單片機控制電路中的單片機Pl 口連接，完成床位號的輸入、測溫的控制、數據的回顯。上述電源電路包括DC/DC轉換器PT1301，電阻R1,電阻R2,電容C。，電容C1，電容C2,電容C3, 二極管D1,電感L1, NMOS管Q1 ;所述DC/DC轉換器PT1301的CE端連接VDD端后通過電容C2接地，其VDD端還連接至電阻R1的一端，電阻R1的另一端通過電阻R2接地；DC/DC轉換器PT1301的FB端連接至電阻R1和電阻R2之間后再連接至電容C。的一端，電容C。與電阻R1并聯且連接至，二極管D1的輸出端；電容C1與電阻R1和電阻R2的串聯電路并聯；所述NMOS管Q1的柵極連接至DC/DC轉換器PT1301的EXT端、源極接地、漏極與DC/DC轉換器PT1301的LX端連接后再連到二極管D1的輸入端；所述二極管D1的輸入端還連接至電感L1的一端，電感L1的另一端作為電源輸入端，且還通過電容C。接地；二極管D1，的輸出端是整個電源電路的電源輸出端。上述單片機控制電路包括單片機AT89C52，電容C4-電容C9,開關S1,電阻R3,晶振CRY. I ;所述單片機AT89C52的第1_8管腳接鍵盤電路，第18管腳和第19管腳之間連接電容C4和電容C5的串聯電路，且電容C4和電容C5之間接地；晶振CRY與電容C4和電容C5的串聯電路并聯；單片機AT89C52的第9管腳通過電阻R3接地，且第9管腳通過電容C6連接至電源電容C6還并聯有開關S1，電容C7和電容C8和并聯后連接至單片機AT89C52的第 20和40管腳之間，第20管腳接地，第40管腳接電源Vcc。
上述鍵盤電路利用十五個按鍵和電阻R4、R5、R6、R7以及電源Vrc組成矩陣式鍵盤， 并和單片機控制電路的單片機的Pi 口相連接，依次完成患者床位號的輸入、體溫傳感器的啟動、溫度顯示的往返顯示以及所有檢測數據的清零。
進一步，該測溫裝置還包括有便攜式殼體，所述單片機控制電路、溫度檢測電路、 顯示電路和電源電路設置在便攜式殼體內。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
(1)該測溫裝置改變了目前各大醫院傳統的患者體溫檢測方法，實現了住院患者體溫的非接觸檢測；
(2)該測溫裝置采用了單片機控制技術，具有強大的智能特點，具有數據回放與數據刪除功能；
(3)該測溫裝置具有操作簡單、檢測效率高、性能穩定及測量精度準確等特點，可以大幅度提高患者體溫檢測的速度和效率；
(4)該測溫裝置還可方便地用各種應急場所有關人體溫度的快速檢測，如各種急性傳染病所引發的發燒患者的體溫檢測以及動物實驗中動物體溫檢測等。
(5)該測溫裝置擴充性強，利用該測溫技術，可以方便地和醫院現有網絡連接，實現溫度數據的網絡共享。


圖1為本發明裝置的結構示意圖2為本發明裝置的電源電路圖3為本發明裝置的單片機控制電路圖4為本發明裝置的溫度檢測電路圖5為本發明裝置的鍵盤輸入電路圖6本發明裝置的顯示電路圖7本發明裝置與計算機連接的USB接口電路圖。
其中1為電源電路；2為單片機控制電路；3為鍵盤電路；4為溫度檢測電路；5為顯示電路；6為接口電路。Ul為高效率、低啟動的升壓DC/DC轉換器；U2為單片機AT89C52 ； U3為非接觸紅外測溫傳感器；U4為液晶顯示模塊W1為NMOS管；CRY. I、CRY. 2為晶振；D1 為二極管 A1、R2> R3> R4> R5> Re> R7> R8> R9> Riq 為電阻為電位器為電感;Cc、C1、C2、C3> C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10, Cn、C12, C13, C14, C15, C16 為電容 Ji、J2、J3、J4、J5 為接插件。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述
本發明的非接觸醫用測溫裝置，包括單片機控制電路2以及分別與單片機控制電路2連接的溫度檢測電路4、顯示電路5、電源電路I和鍵盤電路3 ;鍵盤電路3采用并口矩陣式鍵盤，并與單片機控制電路2中的單片機Pl 口連接，完成床位號的輸入、測溫的控制、數據的回顯以及計算機的數據導入、醫院患者信息系統與護士工作站的聯網。
下面結合附圖對本發明涉及的各電路部分做進一步詳細描述，但本發明的實際制作結構并不僅限于附圖所示的實施例。如圖I是本發明的電氣原理方框圖，本發明主要應用于病房內病人測量體溫，其電源電路I、單片機控制電路2、鍵盤電路3、測溫傳感器4和顯示電路5依次正向連接。所述單片機控制電路2通過第一接插件Jl和鍵盤電路3相連接；通過第二接插件J2和測溫傳感器4相連接；通過第三接插件J3和顯示電路5相連接。在本發明的較佳實施例中，該測溫裝置還包括有便攜式殼體，所述單片機控制電路2、溫度檢測電路4、顯示電路5和電源電路I設置在便攜式殼體內。另外，該單片機控制電路2連接有網絡通訊接口單元，單片機控制電路2通過網絡通訊接口單元與醫院患者信息系統以及護士工作站的數據服務器聯網。網絡通訊接口單元為USB接口電路6 ;所述USB接口電路6由USB接口芯片實現。本發明的非接觸醫用測溫裝置可以固定設置在重癥監護病房的床頭，所述數字紅外傳感器朝向病人體溫監測部位，適時傳送病人體溫信息至所述醫院患者信息系統，達到適時監控的目的，并且，也可以在醫院患者信息系統或者護士工作站上設置報警模塊，當非接觸醫用測溫裝置監測到重癥病人的體溫異常時，及時觸發聲光報警，以便醫護人員能夠及時處理緊急情況。本發明各電路的具體描述如下電源電路I電源電路I如圖2所示，包括DC/DC轉換器PT1301，電阻R1,電阻R2,電容C。，電容C1，電容C2,電容C3, 二極管D1,電感L1, NMOS管Q1 ;所述DC/DC轉換器PT 1301的CE端連接VDD端后通過電容C2接地，其VDD端還連接至電阻R1的一端，電阻R1的另一端通過電阻R2接地；DC/DC轉換器PT1301的FB端連接至電阻R1和電阻R2之間后再連接至電容C。的一端，電容C。與電阻電阻R1并聯且連接至，二極管D1的輸出端；電容C1與電阻R1和電阻R2的串聯電路并聯；所述NMOS管Q1的柵極連接至DC/DC轉換器PT1301的EXT端、源極接地、漏極與DC/DC轉換器PT1301的LX端連接后再連到二極管D1的輸入端；所述二極管D1的輸入端還連接至電感L1的一端，電感L1的另一端作為電源輸入端，且還通過電容C。接地；二極管D1，的輸出端是整個電源電路的電源輸出端。考慮到非接觸測溫裝置的使用性，本裝置電源采用了小尺寸、高效率、低啟動電壓升壓模塊DC/DC轉換器PT1301，完成電池1.5V電壓與所需電壓5V之間的轉換,其電源輸出端Votjt。同時為提高電源的穩定性,在輸入端和輸出端接入了兩個電解電容Cl、C3及C。，為提高帶負載能力，在Ul的第三腳接入一個NMOS管。如使用者采用其它如5V鋰電源供電，只需調整Rl和R3的參數比，即可完成所需的電壓供
5口 O單片機控制電路2單片機控制電路2包括單片機AT89C52，電容C4-電容C9,開關S1,電阻R3,晶振CRY ;所述單片機AT89C52的第1_8管腳接鍵盤電路3，第18管腳和第19管腳之間連接電容C4和電容C5的串聯電路，且電容C4和電容C5之間接地；晶振CRY與電容C4和電容C5的串聯電路并聯；單片機AT89C52的第9管腳通過電阻R3接地，且第9管腳通過電容C6連接至電源Vcc，電容C6還并聯有開關S1，電容C7和電容C8和并聯后連接至單片機AT89C52的第20和40管腳之間，第20管腳接地，第40管腳接電源V。。。在單片機AT89C52上還連接有用于連接USB接口芯片的插接件J4。
為提高系統自動化的程度以及功能，采用Atmel公司的低電壓、高性能CMOS 8位單片機AT89C52,因其片內含8kFlash和256bytes RAM, 4個I/O接口，具有低功耗空閑和掉電模式和軟件設置睡眠和喚醒功能。電容C4、C5和晶振CRY.組成單片機的所需的震蕩時鐘，并和XTALl和XTAL2相連接；電容C6和開關S1以及電阻R3組成單片機的復位電路。 Vcc (40腳)經電容C7、電容C8與5V電源Vtot相接，目的是提高系統電源的穩定性而設置。
鍵盤電路3
鍵盤電路如圖4所示，利用十五個按鍵和電阻R4、R5、R6、R7以及V。。組成矩陣式鍵盤，并和單片機控制電路2的單片機的Pl 口相連接，V。。與電源Vtot相接。依次完成患者床位號的輸入、體溫傳感器的啟動、溫度顯示的往返顯示以及所有檢測數據的清零。為避免鍵盤的抖動，在軟件涉及時應考慮軟件防抖動功能。
溫度檢測電路如圖5所示，考慮到非接觸溫度檢測的完成，采用Melexis公司生產的數字紅外傳感器，人體和傳感器組件距離對測量結果的影響，提高檢測的準確性，選用采用小視野數字紅外傳感器MLX90614ESF-ACF。該非接觸紅外測溫傳感器通過熱電堆探測器得到物體溫度對應的電信號，電信號經過前置放大后送至A/D模數轉換，轉換后16位數字量經過低通濾波器處理后輸出，并將測量結果保存在內部RAM單元中，并以PWM方式輸出， 供單片機提取。其具體連接方式是其I腳(SCL)和2腳(SDA)分別和單片機的12腳(P3. 2) 和13 (P3. 3)腳相連接；VDD、VSS分別與電源Votit和地相接，并在VDD、VSS之間接入電容C9 ；U3 (MLX90614)的SCL端分別接入電阻R8和電阻R9并和電源Vdd相接。
顯示電路5
顯示電路5如圖6所示，考慮到測量裝置的顯示要求和使用的方便性，完成對患者床位號以及體溫測量值的顯示。采用字符點陣式液晶顯示模塊EDM1602，其數據位、控制線和J3相連接，為在使用過程中的視角和亮度要求，顯示電路中設置了亮度調整電位器I。
USB 接口電路 6
USB接口電路如圖7所示，為便于與醫院網絡與護士工作站進行連接，將患者體溫數據導入計算機，實現患者檢測結果共享，專門設計了方便數據導入的USB接口電路6與相應的數據處理軟件。USB接口芯片選用南京沁恒公司開發的通用接口芯片CH375實現測溫裝置與計算機的連接。J4中的數據線與本發明單片機的Pl 口連接(與鍵盤電路復用)， 相應控制線AO接U2 (即單片機AT89C52)的P3. 7，RD#接U2的TO (P3. 4)，WR#接U2的 INTl (P3. 3) ；VCC與系統5V電源相接。晶振CRY. 2與電容C15、C16組成時鐘振蕩電路，電容 C11X12為外部電源退偶而設置。插接件J5是USB 口，其直接與電腦或者網絡設備終端連接。
綜上所述，本發明解決了如下技術問題
( I)用非接觸紅外測溫傳感器替代傳統水銀溫度計，實現體溫的非接觸測量；(2) 提高體溫檢測的速度，省掉常規體溫檢測中體溫計發放、回收、記錄過程；(3)記錄并顯示溫度檢測的床位號和溫度值；(4)溫度檢測數據具有數據回放功能，可按順序顯示獲逆序顯示；(5)滿足臨床對患者溫度檢測的精度，測量結果準確可靠；(6)自動化程度高，實現了與現有醫院信息系統與護士工作站的聯網，形成在線體溫檢測系統。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式
僅限于此，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求
1.一種非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，包括單片機控制電路(2)以及分別與所述單片機控制電路(2)連接的溫度檢測電路(4)、顯示電路(5)、電源電路(I)和鍵盤電路(3);所述鍵盤電路(3)采用并口矩陣式鍵盤，并與單片機控制電路(2)中的單片機Pl 口連接，完成床位號的輸入、測溫的控制、數據的回顯；所述溫度檢測電路(4)采用數字紅外傳感器。
2.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，所述電源電路包括DC/DC轉換器PT1301，電阻R1,電阻R2,電容C。，電容C1，電容C2,電容C3, 二極管D1，電感L1, NMOS管Q1 ;所述DC/DC轉換器PT1301的CE端連接VDD端后通過電容C2接地，其VDD端還連接至電阻R1的一端，電阻R1的另一端通過電阻R2接地；DC/DC轉換器PT1301的FB端連接至電阻R1和電阻R2之間后再連接至電容C。的一端，電容C。與電阻電阻R1并聯且連接至，二極管D1的輸出端；電容C1與電阻R1和電阻R2的串聯電路并聯；所述NMOS管Q1的柵極連接至DC/DC轉換器PT1301的EXT端、源極接地、漏極與DC/DC轉換器PT1301的LX端連接后再連到二極管D1的輸入端；所述二極管D1的輸入端還連接至電感L1的一端，電感L1的另一端作為電源輸入端，且還通過電容C。接地；二極管D1，的輸出端是整個電源電路的電源輸出端。
3.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，所述單片機控制電路(2)包括單片機AT89C52，電容C4-電容C9,開關S1,電阻R3,晶振CRY ;所述單片機AT89C52的第1-8管腳接鍵盤電路(3)，第18管腳和第19管腳之間連接電容C4和電容C5的串聯電路，且電容C4和電容(5之間接地；晶振CRY與電容C4和電容C5的串聯電路并聯；單片機AT89C52的第9管腳通過電阻R3接地，且第9管腳通過電容C6連接至電源\c，電容C6還并聯有開關S1，電容C7和電容C8和并聯后連接至單片機AT89C52的第20和40管腳之間，第20管腳接地，第40管腳接電源Vcc。
4.根據權利要求I或3所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，所述鍵盤電路(3)利用十五個按鍵和電阻R4、R5、R6、R7以及電源V。。組成矩陣式鍵盤，并和單片機控制電路(2)的單片機的Pl 口相連接，依次完成患者床位號的輸入、體溫傳感器的啟動、溫度顯示的往返顯示以及所有檢測數據的清零。
5.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，所述數字紅外傳感器為MLX90614ESF-ACF。
6.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，該測溫裝置還包括有便攜式殼體，所述單片機控制電路(2)、溫度檢測電路(4)、顯示電路(5)和電源電路(I)設置在便攜式殼體內。
7.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，單片機控制電路(2)連接有網絡通訊接口單元，單片機控制電路(2)通過網絡通訊接口單元與醫院患者信息系統與護士工作站的數據服務器聯網；所述網絡通訊接口單元為USB接口電路(6);所述USB接口電路(6)由USB接口芯片實現。
8.根據權利要求I或7所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，該非接觸醫用測溫裝置固定設置在重癥監護病房的床頭，所述數字紅外傳感器朝向病人體溫監測部位，適時傳送病人體溫信息至所述醫院患者信息系統。
9.根據權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，所述顯示電路(5)采用字符點陣式液晶顯示模塊EDM1602。
10.一種權利要求I所述的非接觸醫用測溫裝置，其特征在于，該非接觸醫用測溫裝置應用于病房內病人測量體溫。
全文摘要
本發明公開了一種非接觸醫用測溫裝置及其應用，該裝置包括單片機控制電路以及分別與所述單片機控制電路連接的溫度檢測電路、顯示電路、電源電路和鍵盤電路；所述鍵盤電路采用并口矩陣式鍵盤，并與單片機控制電路中的單片機P1口連接，完成床位號的輸入、測溫的控制、數據的回顯。該測溫裝置應用于病房內病人測量體溫，采用非接觸紅外測溫傳感器替代傳統水銀溫度計，實現體溫的非接觸測量，為臨床患者體溫監測提供一種快速的、自動化程度高、具有回放功能、檢測效率高的非接觸醫用溫度監測設備。
文檔編號A61B5/01GK102973250SQ201210467780
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者屈學民, 柏亞玲, 文峻, 王斯剛, 曾召利, 劉淵聲, 周曉華 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學