老年医疗养老社区人员体温遥测系统的研究

【摘要】目的：研制适合老年医疗养老社区人员生命体征实时无线遥测系统。方法：通过GSM网络、数字温度传感器、嵌入式系统，完成数据采集、无线传输、分析和处理。结果：系统检测数据精度高，体积小巧耐用实用。结论：系统的研究成功，为人员的生命体征参数无线实时监测、预警治疗提供了适合的工具。

【关键词】生命体征；无线遥测； DS1624

【中图分类号】R473.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2014）04-0177-02

1 系统架构描述

该老年医疗养老社区人员体温实时遥测系统有上位机和下位机组成，上位机是一台电脑服务器，上位机将下位机检测的数据收集、存储和处理，通过数据分析，为养老人员提供科学的养老康复治疗方案；下位机是一个独立的嵌入式温度检测系统，体积小巧，结实耐用，主要由微处理模块（华邦W78E516BP-40）、温度传感器（DS1624）和数据无线传输模块组成，其它单元组成如图1。

下位机可以和上位机通讯，受上位机指令控制，将测出的温度数据实时无线上传到上位机，下位机还可以通过GSM网络将体温数据无线传输到设定的手机上。

1.1 显示电路

显示电路是由LCD驱动芯片PCF8566和时钟芯片PCF8563组成。PCF8566是PHILIPS公司生产的工业级具有I2C总线的低功耗LCD驱动器，外接元件少，接口简单，功耗低，方便连级，挂在I2C总线上不占用其它I/O接口。PCF8563是低功耗的多功能时钟日历芯片，具有多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能，能完成各种复杂的定时服务甚至可为单片机提供看门狗功能，性价比极高。[3]

1.2 温度测试电路

电子体温测量诊断系统的测量精度是由温度测试电路确定的，其核心元件是DS1624。DS1624是Dallas公司生产的一种功能较强的数字式温度传感器，可以广泛用于温度检测、温度控制，温度报警等领域。

1.2.1 DS1624的性能特点

1.2.1.1 高分辨力。当测温范围是-55℃～+125℃时，分辨力高达0.03125℃。

1.2.1.2 输出的温度值以13位数字量输出（两字节传输）。

1.2.1.3 温度-数据转换时间的典型值为200ms，最长不超过500ms。

1.2.1.4 数据的读写通过2线串行接口实现（SDA，SCL）可选总线地址。

1.2.1.5 内部集成256B的E2PROM，可以用来保存用户设定的参数。

1.2.1.6 采用+3-+5V单电源，电源电压的允许范围是+2.97-+5.5V。

1.2.2 DS1624的工作原理：DS1624的内部结构框图如图2所示。主要包括E2PROM存储器和智能温度传感器两大部份。DS1624首先由高温度系数振荡器决定一个采样周期，然后在此周期内对低温度系数振荡器的时钟个数进行计算，最终获得芯片温度值。

DONE为转换完成位，温度转换完成时为1，正在转换时为0，1SHOT为一次模式位，该位为1时，每次收到开始转换命令执行一次温度转换，为0时，执行连续温度转换，该位为非易失性的。

1.2.4 DS1624的指令：DS1624在嵌入一个系统时，需要有中央处理单元（MCU）对其发出控制命令，如读写状态寄存器，读温度寄存器，开始温度转换等命令，MCU对DS1624的控制是通过I2C总线接口来实现的，写入和读出完全遵循I2C总线的协议。

DS1624的命令集包有5个。

1.2.4.1 开始温度转换[EEH]：该命令启动温度转换，无需读数据，再一次转换模式下，该命令启动转换，DS1624完成转换之后保持空闲，在连续转换方式下，该命令启动DS1624进行连续的温度转换。

1.2.4.2 温度转换结束命令[22H]：该命令停止温度转换，无需更多数据，在连续运行方式下，该命令停止DS1624的温度转换，并且保持空闲，直到DS1624得到新的温度转换开始命令。

1.2.4.3 读温度命令[AAH]：该命令读出最近一次温度转换的结果，随后DS1624将两个字节补码表示的温度值送出。最高为符号位，最低三位不用。

1.2.4.4 访问配置寄存器[ACH]：若R/W=0，该命令写入配置寄存器之后，MCU送出一个字节，用以确定DS1624的工作方式；若R/W=1，DS6124送出当前状态用来通知MCU转换是否完成。

1.2.4.5 访问存储器[17H]：该命令用来访问DS1624内部集成的256B的E2存储器，下一字节数据为被访问的存储器的地址，即可进行E2存储器的读写操作，读写时和其他的I2C协议的E2存储器相同[4]。

1.3 输出电路

输出电路使用USB接口。PDIUSBD12 是一款性价比很高的USB器件。

1.4 无线数传电路

无线数传电路主要采用单片机和GSM网络引擎之间AT指令实现互相之间的通信。硬件利用西门子手机模块，软件采用GSM07.05和GSM07.07规范，主要使用以下几条AT指令：

1.4.1 设置短消息中心：

AT+CSCA=“+8613800270500”回车（具体的号码由当地的运营商决定。）

1.4.2 接收短消息：

+CMTI：“SM”，X（X表示接收短消息的SIM卡存储号码）。

AT+CMGR=X回车（从X存储区读短消息）。

AT+CMGD=X回车（从X存储区删除短消息）。

1.4.3 发送短消息：

T+CMGF=1回车（采用文本格式发送，如用PDU格式，则AT+CMGF=0）

AT+CMGS=“+8613xxxxxxxxx”回车。

>输入短消息。Crtl+Z结束并发送。

2 系统的软件结构

用keil C开发工具完成的。同时，要用到I2C总线协议、AT指令、DS1624的软件程序等知识。

参考文献

[1]陈广飞.无线遥测电子体温计的研制.医疗卫生装备，2004（8）

[2]于亚非.心电数字无线遥测系统的研制.电子设计应用，2003（5）

[3]周立功.增强型80C51单片机速成与实战.北京航空航天大学出版社，2003.7

[4]DALLAS，Digital Thermometer，emory，et al.DS1624.