醫療設備工作環境溫度遠程監測系統設計

楊成才，黃妙云

(1.福建省腫瘤醫院 設備科，福建福州 350012； 2.福建省協和醫院放射科，福建 福州 350012)

醫療設備工作環境溫度遠程監測系統設計

楊成才1，黃妙云2

(1.福建省腫瘤醫院 設備科，福建福州 350012； 2.福建省協和醫院放射科，福建 福州 350012)

目的 實現醫療設備工作環境溫度遠程監測。方法 通過C51單片機技術實現DS18B20溫度傳感信息采集，并用VB語言編寫相應的操作軟件。結果 實現了醫療設備工作環境溫度遠程監測、報警及回顧等功能，避免工作環境溫控失調造成停機甚至損壞電路板的事件發生。

遠程監測；單片機；溫度傳感器

Abstract:Objective To realize remote monitoring of medical equipment working conditions temperature.Methods Realized the DS18B20 temperature sensing information acquisition through C51 single-chip microprocessor technology,and compiled the corresponding operation software with VB language. Results Realized remote monitoring,alarm and retrospect of medical equipment working conditions temperature,and avoided the working conditions controlling being out of balance which would cause the engine off,and damage the circuit board.

Key words:remote monitoring;single-chip microprocessor; temperature sensor

大型醫療設備（如磁共振、加速器、CT等）均為高價值（一般每臺均在上百萬元甚至上千萬元）、高精密電子儀器設備，其工作環境均有很高要求，而一般非專業人員不得入內。本人從事醫療設備工作近十年，接觸大型醫療設備近20臺，發現這些設備僅是發熱量較大的部件存在有過熱保護技術，而對于其部件運行環境均需靠外界附加溫控系統來實現，且無實時檢測報警功能，一旦外界附加溫控系統出現故障，很容易造成：輕者機器需停機幾個小時等待溫控正常，重者將損壞電路板，經濟損失將是巨大的。據我院每年因溫控失調電路板損壞造成經濟損失將達到15萬左右（還不包括因機器停機造成的經濟損失）。本課題開發了醫療設備溫控系統，通過單片機C51控制實現溫度檢測系統與計算機進行數據聯接，利用計算機VB語言進行溫控數據處理，最終實現遠程實時監測機器內部溫控系統運行情況及設備機房工作環境溫控情況，做到實時監測，及時報警預防，避免工作環境溫控失調產生停機甚至損壞電路板的事件發生。

1 硬件設計

1.1 工作原理

本系統設計核心是以C51單片機為基礎實現DS18B20溫度傳感器實時多點溫度數據采集，通過計算機中的 RS-232接口進行計算機與單片機之間的命令和數據傳送，計算機并將采集到數據進行分析和顯示，根據不同醫療設備設定相應的報警閾值和報警方式，實現實時遠程監測、及時預防的目的。

1.2 結構設計及功能

本系統硬件部份由單片機控制組件、多點溫度測量傳感器、RS-232接口組件、電源組成。

單片機控制組件主要是利用AT89C51單片機，這是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統。

多點溫度測量傳感器以Dallas公司開發的一線制數字溫度傳感器DS18B20為核心，通過采用每個并行端口上連接一個DS18B20器件，實現同時對多個測量點進行溫度測量。

RS-232接口又稱為RS-232口、串口、異步口或一個COM（通信）口，本系統通過MAX232芯片實現單片機與計算機之間數據及命令傳送。

1.3 系統結構圖

具體的結構框圖如圖1所示。

圖 1 結構框圖

2 監控軟件設計

利用VB6.0語言自主編寫多點溫度監測軟件。該軟件的最大特點是利用EXCEL表格進行設備名稱的輸入，就可實現不同設備運行環境溫度監測。同時具有：溫度校正功能、報警閾值設置功能、聲音報警控制功能、24小時超閾值數據和時間的記錄顯示功能及該系統硬件運行情況自檢報錯提示功能等。軟件運行環境要求低、容量小，普通家用計算機均可安裝運行。

2.1 軟件控制原理

圖 2 溫度顯示、監控流程圖

該程序主要是通過接收溫度測量系統的單片機傳輸過來的溫度數據進行處理，并與軟件設置的上、下限值進行比較，當溫度高于或低于設定值時，相應的狀態指示閃爍，并發送聲音報警指令，同時記錄該數據及發生時間，以便監測人員隨時監控。顯示、監控流程如圖2所示。

2.2 軟件功能

在軟件第一次運行前，通過系統自帶EXCEL文件進行設備名稱設置。根據不同設備的運行環境的要求，設置不同的上、下閾值，并保存在相應的EXCEL文件中。在以后使用過程中，定期需對測量溫度進行校對：以水銀溫度計顯示溫度為基準，對溫度傳感器所采集到的溫度數據進行比較，利用差值補償的方法進行溫度校正。

軟件操作界面分為獨立區和公共顯示區，軟件主界面如圖3所示。各獨立顯示區主要顯示各測量點數據處理結果和狀態，其包含實時溫度、最大值溫度、最小溫度示、平均值溫度顯示和溫度狀態，同時根據實時溫度值進行溫度曲線繪制。溫度狀態顯示是根據測量值與上下限閾值進行比較后獲得，溫度正常為綠色，高出上限閾值為紅色閃爍顯示，低于下限閾值為藍色閃爍顯示。公共區主要是顯示各個控件的使用功能說明及各測量點溫度出現異常的數值信息和時間信息。

圖 3 操作軟件主界面

3 總結

本系統硬件電路簡單，功耗低，抗干擾能力強，監測軟件界面較人性化，使用操作簡便、直觀。在實際應用中近半年，未出現較大的測量偏差，數據采集較為穩定，能準確地反應設備運行環境的溫度變化，為實現醫療設備運行環境遠程監測、加強設備管理、逐步實現數字化管理提供依據，具有較好的推廣使用價值。

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Remote Monitoring System Design of Medical Equipment Working Environment Temperature

YANG Cheng-cai1, HUANG Miao-yun2
(1.Equipment Department,Fujian Provincial Tumor Hospital,Fuzhou Fujian 350012,China;2.Radiology Department,Fujian Provincial Xiehe Hospital, Fuzhou Fujian 350012, China)

TP311

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.02.013

1674-1633(2010)02-0035-02

2009-07-20

2009-08-21

作者郵箱：yccsir@163.com