1、醫(yī)療設(shè)備工作環(huán)境溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)medical equipment working conditions temperature long-distance monitor system design楊成才1，黃妙云2 （1.福建省腫瘤醫(yī)院 設(shè)備科，福州350012； 2.福建省協(xié)和醫(yī)院 放射科，福州 350012）摘 要 目的 實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備工作環(huán)境溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。方法 通過(guò)c51單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)ds18b20溫度傳感信息采集，并用vb語(yǔ)言編寫相應(yīng)的操作軟件。結(jié)果 實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療設(shè)備工作環(huán)境溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、報(bào)警及回顧等功能，避免工作環(huán)境溫控失調(diào)造成停機(jī)甚至損壞電路板的事件發(fā)生。關(guān)鍵詞 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；單片

2、機(jī)；溫度傳感器abstract: objective to realizes the medical equipment working conditions temperature long-distance monitor. methods realizes the ds18b20 temperature sensing information acquisition through the c51 single-chip microprocessor technology. and compile the corresponding operation software with the

3、 vb language. results has realized medical equipment working conditions functions and so on temperature long-distance monitor, warning and review. avoid the working conditions controlling being out of balance to cause the engine off warm even to damage the circuit wafer the event occurrence.key word

4、s: long-distance monitor, single-chip microprocessor, temperature sensor大型醫(yī)療設(shè)備（如磁共振、加速器、ct等）均為高價(jià)值（一般每臺(tái)均在上百萬(wàn)元甚至上千萬(wàn)元）、高精密電子儀器設(shè)備，其工作環(huán)境均有很高要求，而一般非專業(yè)人員不得入內(nèi)。本人從事醫(yī)療設(shè)備工作近十年，接觸大型醫(yī)療設(shè)備近20臺(tái)，發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備僅是發(fā)熱量較大的部件存在有過(guò)熱保護(hù)技術(shù)，而對(duì)于其部件運(yùn)行環(huán)境均需靠外界附加溫控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，且無(wú)實(shí)時(shí)檢測(cè)報(bào)警功能，一旦外界附加溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很容易造成：輕者機(jī)器需停機(jī)幾個(gè)小時(shí)等待溫控正常，重者將損壞電路板，經(jīng)濟(jì)損失將是巨大。據(jù)我院

5、每年因溫控失調(diào)電路板損壞造成經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到15萬(wàn)左右（還不包括因機(jī)器停機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失）。本課題開發(fā)了醫(yī)療設(shè)備溫控系統(tǒng)，通過(guò)單片機(jī)c51控制實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)接，利用計(jì)算機(jī)vb語(yǔ)言進(jìn)行溫控?cái)?shù)據(jù)處理，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器內(nèi)部溫控系統(tǒng)運(yùn)行情況及設(shè)備機(jī)房工作環(huán)境溫控情況，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)報(bào)警預(yù)防，避免工作環(huán)境溫控失調(diào)產(chǎn)生停機(jī)甚至損壞電路板的事件發(fā)生。1. 硬件設(shè)計(jì)1) 工作原理圖1 硬件實(shí)物圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心是以c51單片機(jī)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)ds18b20溫度傳感器實(shí)時(shí)多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的 rs-232 接口進(jìn)行計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的命令和數(shù)據(jù)傳送，計(jì)算機(jī)并將采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

6、和顯示，根據(jù)不同醫(yī)療設(shè)備設(shè)定相應(yīng)的報(bào)警閾值和報(bào)警方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，及時(shí)預(yù)防目的。2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及功能簡(jiǎn)介本系統(tǒng)硬件部份由單片機(jī)控制組件、多點(diǎn)溫度測(cè)量傳感器、rs-232接口組件、電源組成。硬件實(shí)物，如圖1所示。單片機(jī)控制組件主要是利用at89c51單片機(jī)，這是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)。圖2 結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)控件rs232接口電源（5v）計(jì)算機(jī)。ds18b20ds18b20多點(diǎn)溫度測(cè)量

7、傳感器是dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器ds18b20為核心，通過(guò)采用每個(gè)并行端口上連接一個(gè)ds18b20器件，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)量。rs-232接口又稱為rs-232口、串口、異步口或一個(gè)com（通信）口，本系統(tǒng)通過(guò)max232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)及命令傳送。是否否圖3 溫度顯示、監(jiān)控流程圖已排除否是是軟件運(yùn)行溫度系統(tǒng)是否正常溫度數(shù)值接收處理設(shè)置溫控報(bào)警閾值溫度校正是否低于下限值紅色指示閃爍藍(lán)色指示閃爍記錄超閾值數(shù)據(jù)及時(shí)間發(fā)送聲音報(bào)警指令顯示實(shí)時(shí)溫度值、溫度實(shí)時(shí)曲線等待故障排除是否高于上限值3) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖具體的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：2. 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)利用vb6

8、.0語(yǔ)言自主編寫多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)軟件。該軟件可最大特點(diǎn)是利用excel表格進(jìn)行設(shè)備名稱的輸入，就可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)。同時(shí)具有：溫度校正功能、報(bào)警閾值設(shè)置功能、聲音報(bào)警控制功能、24小時(shí)超閾值數(shù)據(jù)和時(shí)間的記錄、顯示功能及該系統(tǒng)硬件運(yùn)行情況自檢報(bào)錯(cuò)提示功能等。軟件運(yùn)行環(huán)境要求低，容量小，普通家用計(jì)算機(jī)均可安裝運(yùn)行。1) 軟件控制原理圖4 操作軟件主界面該程序主要是通過(guò)接收溫度測(cè)量系統(tǒng)的單片機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并與軟件設(shè)置的上、下限值進(jìn)行比較。當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定值時(shí)，相應(yīng)的狀態(tài)指示閃爍，并發(fā)送聲音報(bào)警指令，同時(shí)記錄該數(shù)據(jù)及發(fā)生時(shí)間，以便監(jiān)測(cè)人員隨時(shí)監(jiān)控。顯示、監(jiān)控流程如圖3所示：

9、2) 軟件功能簡(jiǎn)介在軟件第一次運(yùn)行前，通過(guò)系統(tǒng)自帶excel文件進(jìn)行設(shè)備名稱設(shè)置。根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境的要求，設(shè)置不同的上、下閾值，并保存在相應(yīng)的excel文件中。在以后使用過(guò)程中，定期需對(duì)測(cè)量溫度進(jìn)行校對(duì)：以水銀溫度計(jì)顯示溫度為基準(zhǔn)，對(duì)溫度傳感器所采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，利用差值補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度校正。軟件操作界面分為獨(dú)立區(qū)和公共顯示區(qū)，軟件主界面如圖4所示。各獨(dú)立顯示區(qū)主要顯示各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果和狀態(tài)，其包含實(shí)時(shí)溫度、最大值溫度、最小溫度示、平均值溫度顯示和溫度狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)溫度值進(jìn)行溫度曲線繪制。溫度狀態(tài)顯示是根據(jù)測(cè)量值與上下限閾值進(jìn)行比較后獲得，溫度正常為綠色，高出上限閾值為紅色閃爍顯示，低于下限閾值為藍(lán)色閃爍顯示。公共區(qū)主要是顯示各個(gè)控件的使用功能說(shuō)明及各測(cè)量點(diǎn)溫度出現(xiàn)異常的數(shù)值信息和時(shí)間信息。3. 總結(jié)本系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，監(jiān)測(cè)軟件界面較人性化，使用操作簡(jiǎn)便、直觀。在實(shí)際應(yīng)用中近半年，未出現(xiàn)較大的測(cè)量偏差，數(shù)據(jù)采集較為穩(wěn)定，能準(zhǔn)確的反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的溫度變化，為實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)設(shè)備管理，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理提供依據(jù)，具有較好推廣使用價(jià)值。參考文獻(xiàn)1 李江全，張麗，岑紅蕾 visual basic串口通信與測(cè)控應(yīng)用技術(shù)實(shí)戰(zhàn)詳解 北京：人民郵電出版社，2007年。2 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá)，喬立