219440772_基于单片机智能消毒灯的设计

▋引言
2020年初，新冠肺炎疫情暴发并达到全球大流行状态，而新冠肺炎作为传染性极强的呼吸道传播疾病，医务人员由于近距离接触感染病例及环境，感染风险极高，个体的防控配合和预防行为仍然是预防新型冠状病毒COVID-19 感染最基本和有效的方法，同时安全的医疗工作环境是有效保证医护人员减少诊疗过程中各种风险的方法之一[1]。

因此新冠肺炎的预防在疫情防控最前沿和面临风险最大的“阵地”——医疗环境中至为关键，为医务人员及病人、住院患者创造一个相对安全的环境无疑是重要的。

安全的环境是需要靠消杀来创造以及实现的，常用于公共空间的含氯消毒剂溶于水后产生次氯酸，具有杀灭细菌、病毒、
真菌、结核杆菌等微生物的特性，但是随着疫情常态化防控出现消毒剂大量甚至过度使用的现象，可能导致残余的消毒剂经过雨水冲刷等方式流入排水管道、河流、湖泊等水体，对水体沉积物中的微生物生态系统造成影响。

且含氯消毒剂如 84 消毒液等，暴露在空气中易挥发出氯气，是一种有毒气体，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸造成相当大的危害[2-4]。

新型冠状病毒肺炎防控方案（第四版）明确指出，无人条件下也可用紫外线对空气进行消毒。

需要注意的是，紫外线消毒灯对人眼、皮肤等也有一定的伤害[5]。

在开紫外线灯消毒时，人一定要及时避开，否则就有可能造成损伤和危害。

若能通过传感器分辨空间中是否有人经过，当空间中有人经过时，及时关闭消毒灯，在避免对人眼、皮
基金项目：广西民族大学大学校级科研项目“印制电路板实验对理科学生的影响研究”（2020KJQN001）；广西壮族自治区自治区级大学生创新创业训练计划 “基于51 单片机控制的智能消毒灯”（202010608055）。

作者简介：陈恒驰，本科。

*通信作者：陈哲耕，硕士，实验师，研究方向为天体物理及太赫兹探测。

基于单片机智能消毒灯的设计
◎陈恒驰　陈哲耕*
（广西民族大学数学与物理学院，广西　南宁　530006）
【摘　要】新冠肺炎疫情暴发的已严重威胁人类的生命安全，为了保证疫情防控最前沿和面临风险最大的“阵地”——医疗环境的消杀，从医院走廊环境出发，设计了一款基于单片机的智能消毒灯，系统以单片机为核心主控制，由温度检测模块检测环境温度，超声波测距模块检测目标距离，通过可控硅集成电路使单片机控制紫外消毒灯的开关状态，最后实现紫外线消毒灯的无接触开关。

通过实验结果表明：在保护人眼、皮肤等情况下，可通过此系统完成紫外线消毒灯智能化，提高消毒效率，提高医疗环境中的安全性。

【关键词】单片机；温度；超声波测距；智能消毒灯
态位组合判断进入缓冲程序，防止跑飞。

缓冲完成后启用超声波测距仪2，由于此时有行人经过超声波测距仪2处，则距离小于设定距离，则改变超声波测距仪2的标志位。

由于超声波测距仪1的标志位未改变，可通过两个标志位的组合判定出此时行人先经过超声波测距仪2处，并做关灯处理。

进出缓冲程序，完成后再次测量温度，启动超声波测距仪1。

若此时行人还在走廊中行走，超声波测距仪1得到的距离将不小于走廊宽度，进入判断行人是否先经过测距仪2的逻辑，因为在上一步中，已改变超声波测距仪2的标志位。

此逻辑判断为是，再次启动超声波测距仪1，也就是消毒灯在此过程中一直关闭，直到超声波测距仪1检测，并通过算法校准后的距离小于设定距离，也就是在超声测距仪1处检测到人经过后，才会更改超声测距仪1的标志位，此时两个标志位均1，表示行人已走过走廊，消毒灯才会再次开启。

消毒灯开启后，将及时为标志位复位。

以上过程是在有行人先经过超声波测距2处再经过测距仪1处的流程。

完成后再重复测量温度后的步骤，也可完成行人也可先经过超声波测距1处再经过测距仪2处的流程。

▋四、结语
将LED数码管焊接到单片机最小系统中，让数码管显示检测出的环境温度，与温度计进行对比，两个温度一致。

再次让数码管显示出超声波测距模块检测到的障碍物的距离与通过温度校准后的距离并与实际距离，两者之差1mm，达到需求。

制备完成品后，测试每隔10秒走过一次测量走廊，消毒灯可以正常开启关闭。

本文设计了一款基于单片机的紫外消毒灯，可以安装在医院或者家庭的单人走廊处，对新冠病毒进行消杀，由于消毒灯开启一般选择在人员流通较少的地方，所以默认一次只有一位行人通过，若有多人也可通过修改程序完成。

其中超声波探测器也可更换为热释电红外传感器。

智能紫外消毒灯的设计一定程度上解决了进行紫外消毒时对人体皮肤及眼睛等伤害，减少了病毒在空间中存在的风险，具有一定的推广价值。

参考文献
[1]刘杨正，袁姣，程范军，等.医务人员职业暴露问题及对策研究：基于新冠肺炎疫情防控的思考[J].中国社会医学杂志，2022，39（3）：257-260.
[2]苏静娴，卫文锋，夏如，等.次氯酸钠消毒剂对水体沉积物细菌群落的影响[J].三峡生态环境监测，2021，6（4）：73-81.
[3]张继红，胡茂.对于新型冠状病毒肺炎疫情防控期间过度消毒的思考[J].山西卫生健康职业学院学报，2020，3（2）：133-135.
[4]胡海珍.群体性急性氯气中毒93例急救护理体会[J].武警医学，2014，25（10）：1067-1069.
[5]朱霖青.紫外线伤害[J].国外医学（物理医学与运动医学分册），1981（2）：65-69.
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[8]顾卫杰，王超徽，王月明，等.基于超声波测量气体温度研究[J].传感器与微系统，2020，39（2）：52-53.
[9]徐冬冬，张雨，张思俊.精密超声波测温仪的设计[J].电脑编程技巧与维护，2013（22）：84-85.。