非接触式语音体温监测系统软件系统设计
非接触式语音测温系统是一种新型的智能控制系统，本课题的目的是就改变医院病房病人生理参数采集的现况，提高医护人员的工作效率，减轻医护人员的工作强度而建立的系统。
该系统由电子体温计、单片机体温测试终端组成。病房中每一病床前安置一台电子体温计，测量的病人体温数据由以单片机为核心的体温现场模块进行采集，采集的数据经由无线发送模块进行发送，体温测试终端的无线接收模块进行接收，并把接收到的数据送到液晶显示屏上。
关键词 体温，温度传感器，无线通讯
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状与发展趋势 1
1.3 研究意义 2
2 系统结构 2
2.1 系统开发环境及开发语言 2
2.2 AT89S52单片机介绍及引脚结构 3
2.3 TN9红外温度计 6
2.4 ISD1420语音播报 10
2.5 NRF24L01无线模块 14
2.6 液晶显示屏LCD1602 18
3 软件设计系统介绍 21
3.1 体温现场监测模块 21
3.2 集中采样报警模块 27
4 软硬件调试 30
4.1 主要问题及分析 34
4.2 调试工具 34
4.3 调试效果 35
结论 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
1 引言
1.1 研究背景
温度是一个极其重要的物理量，物体的许多现象都与温度息息相关，人们的生活和环境也依赖于温度，工业化生产的过程中要进行不断的实时 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
监控温度，农业生产过程中也不能离开温度的测量。温度是一个非常重要的生理参数，温度测量可以提供准确的诊断，判断条件和效果分析提供不可或缺的临床资料，其可靠性直接影响到病情的诊断。医护人员在帮人测量温度的时候，温度值通常是医生和护士采集病人以前的病史和现在观察病人病情状况过程中很重要的一部分，这些生理参数同时也是人很容易能够得到的[1]。可是如今大部分病院对病人体温的衡量都是采用近距离来衡量，行使的测量的器材还是传统的水银温度计，但是传统温度计有着衡量距离长和测量时间久等局限限制。普遍的医院使用的为水银体温计，根据热胀冷缩的方法，这种方法测量仍存在一些固有的缺陷：一是液体对体温变慢，对一些特殊的病人不是很方便，好不容易测量，并将影响测量的准确性；第二，人为因素较多，人为判断有时候不准，误差过大，难以标准化，水银温度计的同时也会带来污染，所以电子温度计温度为突出的好处，它的优点是：非常易于使用，并且可以单独性操作，也便于测量记录，更轻，便于携带。传统温度测量有时候不能进行实时温度检测，所以设计一种准确，可靠，方便的温度测量监测系统，将会有很大的帮助，尤其是对研究人体性能稳定。在这样的严峻形势下，能发明一种能够进行实时体温测量情况，并且精度较高，综合测量温度的系统就显得很有必要[2]。
1.2 研究现状与发展趋势
随着现代电子技术的发展，数据通信技术和数据库技术使越来越多的医院病人量取体温并且采集量取的温度数据都是经过医学的非接触式语音体温监测系统。近年来，许多专家学者研究了温度测量和记录系统的方法等等。由于传统水银体温计存在很多弊端，在外国的许多国家早就己经不允许使用了，由于电子温度计在这些地方早己经十分的遍及，广泛使用[3]。在我国大部分地区的医疗机构中，对于体温的量取依然采用的是水银体温计，尤其是在广大的农村和偏远地区，这些医疗条件很是不理想的地区依旧更是如此。医院常规护理的一项内容是体温的量，目前基本上大多数方法中还是每天医生在病房里用水银温度计测量病人的体温，然后做好记录，并且在体温单上把温度数据绘制成对应的曲线，仅供医生和护士分析病人病情时用的参考。这种方式不仅浪费时间和浪费精力，而且往往存在滞后等效应，不利于病人的实时监控温度变化。如果突然有患者出现紧急特殊的情况，而且不能够得到紧急及时的处理，就会有可能会推迟疾病的发展。当前普遍使用的传统温度计，非常容易造成损坏。而且，医护人员与患者直接接触可能会造成第二次交叉感染。因此，传统的医疗测温方式存在很多的缺点。所以，现在这种方式测量病人体温仍有待进一步的改善和发展。医用温度监控系统的开发可以满足传统的温度测量技术升华的需要[4]。
目前社会科技在迅猛发展，考虑如何把高科技电子信息技术的应用用到人们的生活中去，已经成为目前的研究的热点。伴随着生活水平的不断地进步，人们严格要求医疗，而且医院医疗病房的管理工作太过于繁琐沉重，很多问题随着强度的增加而显得越来越难。因此提高医务人员的工作效率，有效降低医务人员和病人的交叉感染，已成为当前迫切需要解决的一个重要问题。
1.3 研究意义
医用语音体温监测系统应用能准确体现病人身体情况，能为医生给病人所制定的医疗方案提供有力的保证。提高医护人员的效率，减少他们工作的劳动强度，并减少医务人员的工作负担，提高病人的护理，有效减少医护人员与病人的交叉感染。因此该系统的开发和应用对人们的生活具有非常重要的研究意义。
2 系统结构
2.1 系统开发环境及开发语言
医用体温监测系统的软件设计主要分为两个部分组成：温度测试终端的温度数据采集和处理程序是一部分，另一部分是中心温度检测监控系统管理软件。软件采取模块化设计的方法，按照其功能分成多个不同种类的模块。设计、编程、调试，然后组装模块完成软件。
本系统采取AT89S52作为核心部分，需要完成的工作有：温度的收集、语音播报提示、显示温度、使用汇编语言和C语言编写。使用C51型单片机开发环境Keil从而开发设计[5]。
KeilC51开发语言环境中包括具有全面功能的软件代码调试工具和大量的库存函数以及全面的开发界面。其中最具优势的一点就是通过此软件开发的代码具有精确度非常高的目标代码，大多数代码语句让读者很容易读懂。C语言有在结构方面更精简，在可读方面更加实用，在维护方面更简易的优点[6]。以说编程通过C语言开发会显得更加精简以及实用。Keil具有自己的一套比较完全的开发方案。C编译器、连接器、宏汇编、库管理和具有强大功能的仿真调试器，它们则是通过一个集成开发环境（uVision）结合在一起完成开发任务。
2.2 AT89S52单片机介绍及引脚结构
AT89S52单片机拥有名为CMOS的8位微控制器，这种单片机拥有良好的功能的基础上，同时还可以将系统中所需要的功耗降到最小。同时单片机还具有大小为8K的在系统上的可编程的Flash存储器。开发此单片机所利用的工业技术是Atmel公司所开发的拥有极高密度同时非易失性的存储器技术，不仅各种功能良好，而且能和工业上80C51的产品指令和引脚完美兼容。AT89S52上的Flash能够在系统中使用程序存储器编程，同时这个同样能够适用于普通的编程器[7]。单片机如图1所示：
图2引脚结构
P1端口写程序和检验，开始接受低8位地址。引脚及功能如表1所示：
端口介绍如表2所示：
表2 端口介绍
串行输出图如图4所示：
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状与发展趋势 1
1.3 研究意义 2
2 系统结构 2
2.1 系统开发环境及开发语言 2
2.2 AT89S52单片机介绍及引脚结构 3
2.3 TN9红外温度计 6
2.4 ISD1420语音播报 10
2.5 NRF24L01无线模块 14
2.6 液晶显示屏LCD1602 18
3 软件设计系统介绍 21
3.1 体温现场监测模块 21
3.2 集中采样报警模块 27
4 软硬件调试 30
4.1 主要问题及分析 34
4.2 调试工具 34
4.3 调试效果 35
结论 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
1 引言
1.1 研究背景
温度是一个极其重要的物理量，物体的许多现象都与温度息息相关，人们的生活和环境也依赖于温度，工业化生产的过程中要进行不断的实时 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
监控温度，农业生产过程中也不能离开温度的测量。温度是一个非常重要的生理参数，温度测量可以提供准确的诊断，判断条件和效果分析提供不可或缺的临床资料，其可靠性直接影响到病情的诊断。医护人员在帮人测量温度的时候，温度值通常是医生和护士采集病人以前的病史和现在观察病人病情状况过程中很重要的一部分，这些生理参数同时也是人很容易能够得到的[1]。可是如今大部分病院对病人体温的衡量都是采用近距离来衡量，行使的测量的器材还是传统的水银温度计，但是传统温度计有着衡量距离长和测量时间久等局限限制。普遍的医院使用的为水银体温计，根据热胀冷缩的方法，这种方法测量仍存在一些固有的缺陷：一是液体对体温变慢，对一些特殊的病人不是很方便，好不容易测量，并将影响测量的准确性；第二，人为因素较多，人为判断有时候不准，误差过大，难以标准化，水银温度计的同时也会带来污染，所以电子温度计温度为突出的好处，它的优点是：非常易于使用，并且可以单独性操作，也便于测量记录，更轻，便于携带。传统温度测量有时候不能进行实时温度检测，所以设计一种准确，可靠，方便的温度测量监测系统，将会有很大的帮助，尤其是对研究人体性能稳定。在这样的严峻形势下，能发明一种能够进行实时体温测量情况，并且精度较高，综合测量温度的系统就显得很有必要[2]。
1.2 研究现状与发展趋势
随着现代电子技术的发展，数据通信技术和数据库技术使越来越多的医院病人量取体温并且采集量取的温度数据都是经过医学的非接触式语音体温监测系统。近年来，许多专家学者研究了温度测量和记录系统的方法等等。由于传统水银体温计存在很多弊端，在外国的许多国家早就己经不允许使用了，由于电子温度计在这些地方早己经十分的遍及，广泛使用[3]。在我国大部分地区的医疗机构中，对于体温的量取依然采用的是水银体温计，尤其是在广大的农村和偏远地区，这些医疗条件很是不理想的地区依旧更是如此。医院常规护理的一项内容是体温的量，目前基本上大多数方法中还是每天医生在病房里用水银温度计测量病人的体温，然后做好记录，并且在体温单上把温度数据绘制成对应的曲线，仅供医生和护士分析病人病情时用的参考。这种方式不仅浪费时间和浪费精力，而且往往存在滞后等效应，不利于病人的实时监控温度变化。如果突然有患者出现紧急特殊的情况，而且不能够得到紧急及时的处理，就会有可能会推迟疾病的发展。当前普遍使用的传统温度计，非常容易造成损坏。而且，医护人员与患者直接接触可能会造成第二次交叉感染。因此，传统的医疗测温方式存在很多的缺点。所以，现在这种方式测量病人体温仍有待进一步的改善和发展。医用温度监控系统的开发可以满足传统的温度测量技术升华的需要[4]。
目前社会科技在迅猛发展，考虑如何把高科技电子信息技术的应用用到人们的生活中去，已经成为目前的研究的热点。伴随着生活水平的不断地进步，人们严格要求医疗，而且医院医疗病房的管理工作太过于繁琐沉重，很多问题随着强度的增加而显得越来越难。因此提高医务人员的工作效率，有效降低医务人员和病人的交叉感染，已成为当前迫切需要解决的一个重要问题。
1.3 研究意义
医用语音体温监测系统应用能准确体现病人身体情况，能为医生给病人所制定的医疗方案提供有力的保证。提高医护人员的效率，减少他们工作的劳动强度，并减少医务人员的工作负担，提高病人的护理，有效减少医护人员与病人的交叉感染。因此该系统的开发和应用对人们的生活具有非常重要的研究意义。
2 系统结构
2.1 系统开发环境及开发语言
医用体温监测系统的软件设计主要分为两个部分组成：温度测试终端的温度数据采集和处理程序是一部分，另一部分是中心温度检测监控系统管理软件。软件采取模块化设计的方法，按照其功能分成多个不同种类的模块。设计、编程、调试，然后组装模块完成软件。
本系统采取AT89S52作为核心部分，需要完成的工作有：温度的收集、语音播报提示、显示温度、使用汇编语言和C语言编写。使用C51型单片机开发环境Keil从而开发设计[5]。
KeilC51开发语言环境中包括具有全面功能的软件代码调试工具和大量的库存函数以及全面的开发界面。其中最具优势的一点就是通过此软件开发的代码具有精确度非常高的目标代码，大多数代码语句让读者很容易读懂。C语言有在结构方面更精简，在可读方面更加实用，在维护方面更简易的优点[6]。以说编程通过C语言开发会显得更加精简以及实用。Keil具有自己的一套比较完全的开发方案。C编译器、连接器、宏汇编、库管理和具有强大功能的仿真调试器，它们则是通过一个集成开发环境（uVision）结合在一起完成开发任务。
2.2 AT89S52单片机介绍及引脚结构
AT89S52单片机拥有名为CMOS的8位微控制器，这种单片机拥有良好的功能的基础上，同时还可以将系统中所需要的功耗降到最小。同时单片机还具有大小为8K的在系统上的可编程的Flash存储器。开发此单片机所利用的工业技术是Atmel公司所开发的拥有极高密度同时非易失性的存储器技术，不仅各种功能良好，而且能和工业上80C51的产品指令和引脚完美兼容。AT89S52上的Flash能够在系统中使用程序存储器编程，同时这个同样能够适用于普通的编程器[7]。单片机如图1所示：
图2引脚结构
P1端口写程序和检验，开始接受低8位地址。引脚及功能如表1所示：
端口介绍如表2所示：
表2 端口介绍
串行输出图如图4所示：
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