无线电子体温计的设计

　　1 引言

　　临床监护和治疗中, 医护人员常常要关注某些特殊患者( 例如对重症病人或婴幼儿) 的体温随时间变化的情况。如果按照传统的方法采用水银体温计来测量, 会给医护人员和患者带来许多麻烦。特别在重症监护病房中, 频繁地使用水银体温计测量患者的体温会使患者感到不舒服, 影响患者的心情, 不利于病情的好转。此外,一旦水银体温计破裂, 还会给病房带来一定程度的环境污染。本文介绍一种具有无线遥测功能的电子体温测量系统, 它采用电子测温和无线通信技术, 可以圆满地解决这个问题。

　　2 系统结构

　　整个系统主要包括测温模块( 电子体温计) 、发射模块、接收模块、计算机终端, 如图 1 所示。

       测温模块由热敏电阻、放大器、微处理器构成。测得人体的体温后, 该模块将温度数据送至发射模块。数据在发射模块内被调制, 并由发射天线进行发射。接收天线收到信号后, 将信号送至接收模块进行解调, 解调后的数据通过异步串行口送入计算机。计算机可在同一屏幕上同时显示多名患者的体温。

　　为解决多用户同时发射而产生的通信冲突问题, 系统采用询问应答的通信方式。为此, 每个发射模块被分配一个固定的地址码。这样一套计算机终端和接收模块可与多个发射模块组成一个系统。系统工作时首先由接收模块发出一个询问信号, 发射模块收到询问信号后,发出应答信号, 传送温度数据。

　　本系统的发射和接收都采用 FSK 调制解调的方式,系统工作在 915MHz 的 UHF 频段, 传输速率为 100kbps。在发射模块的功率符合无线法规以及接收模块的灵敏度足够大的情况下, 理论上传输距离可以达到千米以上, 但实际中由于各种损耗的原因, 只达到 500 米。

　　3 电子体温计的设计

　　测温模块原理框图如图 2 所示。本设计中的温度传感器采用高精度热敏电阻。单片机采用 TI 公司的微控制器 MSP430F435。该款微控制器内带有 8 路 12 位 AD。我们使用其中的一路作为温度信号采集通道。微控制器根据采集到的温度信号的幅度来确定被测样本的温度。此外微控制器还带有 LCD 驱动电路, 可以直接与 LCD 屏相连而不需要额外的驱动电路, 它最多可以显示 96 段。

　　微控制器计算出温度数据后, 分两路输出, 其中一路送给 LCD 用于温度的显示。另一路作为无线基带信号送给无线收发芯片 TRF6900, 用于调制载波信号。

　　4 无线收发模块的设计

　　收发射模块均由德州仪器( TI) 公司的无线收发芯片 TRF6900、微控器 MSP430F435、收发天线以及其他周边电路组成。