一种全天候婴幼儿体温测温仪

一种全天候婴幼儿体温测温仪

作者：吕联林任志英张晶曹佛林

来源：《中国科技博览》2015年第30期

[摘要]本文设计了一种婴儿体温监控系统，它采用单总线式温度传感器RW1820实时监控婴儿体温，通过单片机对数据进行处理，在显示模块上显示婴儿体温并以波形图方式呈现体温变化曲线，同时判断温度范围，通过LED灯和蜂鸣器双重报警。该系统检测精度高，操作简单，成本低，普遍适用于家庭，具有良好的应用前景。

[关键词]RW1820、体温监控、单片机、报警

中图分类号：R443+.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0159-02

1、背景技术

体温是保证机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件之一，是机体的重要特征。体温必须保持相对恒定，长时间的体温过高或过低都会对人体（特别是婴幼儿）造成严重的伤害[2]。如一方面：对患者使用药物使其体温回归正常水平时，在疾病治愈前，体温仍然有可能会升高，特别是对于婴幼儿患者的体温在夜间升高，监护人没有及时发现，从而造成严重的后果。另一方面，婴幼儿最容易在夜间出现踢被子而受凉的情况。所以，设计一款在高温能提醒家长给孩子降温，而当体温低于正常值也能提醒及时采取保暖措施的婴儿体温监控系统是十分有意义的。

现有的温度检测装置可分为瞬时检测装置和持续监控装置，瞬时检测装置只能检测婴儿瞬间的体温，缺乏实时性，在婴儿体温变化时不能及时发现；现有的持续监控装置普遍采用温度传感器DS18B20，其测量精度只能达到±0.5℃，误差太大，且系统只显示当前温度，无法对婴儿体温情况进行分析和预测。医院使用的监护仪一般都具备温度监控功能，但价格昂贵，操作复杂[3]，不适合普通家庭使用。

2、系统内容

本产品的目的在于提供一种质量可靠、价格低廉、操作简单的婴儿体温监控系统，方便家庭对婴儿的监护。具体系统结构与原理如下：

2.1 功能结构

如图1所示，本监控系统包括一数据处理单元1、一温度采集单元2、一显示单元4以及一报警单元3。本文介绍的测温仪以单片机最小系统为核心，通过引脚与按键输入模块、数字温度传感器RW1820A+、数码管、12864LCD显示屏、蜂鸣器和LED灯相连。

系统通过数字温度传感器RW1820A+对婴儿体温进行采样，然后将采集到的信号传给单片机STC89C52RC，单片机判断信号是否受到干扰，以去除错误信号，然后判断温度是否处于安全范围，如果温度在正常范围，报警单元不反应；如果温度偏高或偏低，单片机控制报警单元发出报警信号，LED灯变成黄色，蜂鸣器发出低频声音；如果温度极高或极低，报警单元发出高频持续的报警信号，LED变成红色，蜂鸣器发出高频声音。同时，数码管显示婴儿体温，LCD显示屏显示体温波形图。体温波形图的时间轴可以通过按键调整，蜂鸣器的声音可通过按键屏蔽。

2.2 温度采集单元

数字温度传感器RW1820A+只有一根数据线与单片机进行串口通信，其体积非常小，如黄豆差不多大，使得温度传感器与集成处理器的连接简单，通过一条长度可调软布带固定在婴儿手臂或者脚底，对婴儿正常生活的干扰较小，如图2所示。系统运行期间，单片机下达命令使传感器启动温度转换，等待转换完成后，单片机从传感器读取温度，如此不断循环，实现婴儿温度的实时监测、记录。该温度传感器测量精度高，达到±0.1℃，以保证温度测量的准确以及温度曲线反应婴儿体温趋势的可靠性。

2.3 显示单元

显示单元包括一数码管电路和12864LCD显示电路，如图3和图4所示。该数码管电路和该12864LCD显示电路均与单片机相连。在系统运行期间，数码管能够实时显示婴儿当前体温，显示器能够显示不同采集频率的温度变化趋势，监护人通过波形分析婴儿体温的变化情况，预测体温变化趋势，及时采取应对措施，防止婴儿在疾病初痊时病情恶化或者半夜着凉。

2.4 报警单元

蜂鸣器、指示灯与单片机相连，单片机通过判断婴儿当前体温是否正常，控制蜂鸣器和指示灯。当婴儿体温在平均值范围内时，蜂鸣器不发出声音，指示灯显示绿色；当婴儿体温偏高或偏低时，蜂鸣器发出间断的滴滴声，指示灯由绿色变成黄色，提醒监护人注意；当婴儿体温极高或极低时，蜂鸣器持续发出报警声音，指示灯由黄色变成红色，提醒监护人赶紧采取措施。而且蜂鸣器可以手动屏蔽，避免形成噪音。

3、结束语

本文设计了一种用单片机和温度传感器对传统体温检测方式进行改进的方法，体温监测仪的温度探头与显示器分离，方便随时查看婴儿体温，比传统体温测量更便捷，更智能。

RW1820A+数字温度传感器的使用，使其测量精度比传统的DS18B20温度传感器提高五倍。当婴儿体温偏高或偏低时，监测仪通过蜂鸣器发出警告，并且为了不影响婴儿睡眠，可关闭蜂鸣器，只靠LED提醒。此外，检测仪采用波形显示，方便监护人对婴儿体温进行分析和预测，及时对婴儿采取措施。此方案使用成本较低、便捷实用，可以满足大部分家庭使用。

参考文献

[1] 吴亦锋，陈德为.单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2010：7-10.

[2] 田久沛，张丽娟.体温漫谈[J].生物学教学 2009，34（10）：61-62.

[3] 程桂华，许小龙，吴浙君.多参数监护仪使用过程中应注意的问题[J].医疗装备，2014，（6）：79-80.