体温实时监测系统设计

HU Liang⁃wen，CHEN Xiang⁃dong，WU Kun，MA Jin （School of Information Science & Technology，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）
Abstract: Aimed at the hospital's need for high-precision，continuous 24-hour real-time monitoring of the patient's basal body temperature. ZigBee wireless communication technology is used to realize multinode automatic networking and data transmission；4X1DS18B20 temperature sensor array is used to collect temperature data and the group of data is arithmetically averaged，combined with least- squares data fitting algorithm to improve the accuracy of body temperature measurement；Using the support vector machine classification algorithm combined with the Kalman filter algorithm to achieve effective filtering of interference pulses. Compared with the traditional mercury thermometer body temperature measurement and the hand-held electronic thermometer body temperature measurement comparison test， the reliability of the continuous measurement of the system was verified. The main body temperature measurement section of the human body was 35~39 °C，and the measurement accuracy was 0.06 °C. Key words: body temperature detection；ZigBee；Kalman filtering；support vector machine；DS18B20
第 27 卷 第 1 期 Vol.27 No.1
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2019 年 1 月 Jan. 2019
体温实时监测系统设计
胡良文，陈向东，吴 坤，马 景
（西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610031）
摘要：针对医院对住院患者人体基础体温高精度、连续 24 小时实时监测的需求。采用 ZigBee 无线
量段 35~39 ℃，测量精度为 0.06 ℃。
关键词：人体体温检测；ZigBee；卡尔曼滤波；支持向量机；DS18B20 阵列
中图分类号：TN98
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2019）01-0140-04
Design of human temperature real⁃time monitoring system
基金项目：四川省科技支撑计划项目（2016JZ0028）
作者简介：胡良文（1990—），男，湖南沅江人，硕士研究生。研究方向:信息智能获取与识别。 -140-
胡良文，等 体温实时监测系统设计
来 随 机 的 干 扰 脉 冲 ，本 文 研 究 并 设 计 了 一 种 基 于 支 持 向 量 机 的 改 进 型 卡 尔 曼 滤 波 算 法 ，实 现 对 干 扰 脉 冲的有效滤除。
array
体温是重要生命体征之一，观察体温有助于明 足医院对大量病人体温实时监测的要求。文中采用
确诊断、判断病情和分析疗效 。 [1] 水银温度计性价比 ZigBee 无 线 通 信 协 议 ，网 络 理 论 上 允 许 接 入 65 536
高，因此国内医院大多采用传统水银温度计来测量 个节点。文献[5]中，采用铂电阻温度测量实现高精
BLE 的智能体温测量系统的设计与实现，文中采用 DS18B20 温度传感器阵列对数据进行算术平均值计
蓝牙通信方式组网，受接入节点数量的限制，不能满 算处理后，采用最小二乘法拟合，从而实现高精度测
收稿日期：2018-03-10 稿件编号：201803094
量 。 系 统 采 用 穿 戴 式 温 度 测 量 ，被 测 主 体 的 活 动 带
来自百度文库
通信技术，实现多节点的自动组网与数据传输；利用 4X1DS18B20 温度传感器阵列采集温度数据并
对该组数据进行算术平均运算，结合最小二乘法数据拟合算法，提高体温测量精度；通过利用支持
向量机分类算法结合卡尔曼滤波算法，实现对干扰脉冲的有效滤除。通过与传统水银温度计体温
测量、手持式电子体温计体温测量对比试验，验证了该系统连续测量的可靠性，在人体主要体温测
病人的基础体温。但是它存在的测温时间长、易破 度的测量，但是系统主要由恒流源驱动电路、四线制
碎、有汞中毒危险等不安全因素的缺点 。 [2] 同时，据 铂电阻接口电路、仪用放大电路、抗混叠滤波电路、
医院医务人员反映，水银温度计腋温测量不利于患 采样保持电路以及 A/D 采样电路构成[5]，电路复杂、
者体温的连续监测且工作量大 。 [3] 文献[4]基于蓝牙 稳 定 型 受 湿 度 变 化 影 响 大 。 本 系 统 采 用 4X1 的
1 系统整体框架