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(多图) 用智能马桶实现体温测量与亚健康预测

来源:21IC中国电子网 / 作者:广东工业大学自动化学院 董保同?? 汪仁煌?? 李健桢?? 2006年09月17日 ?? 收藏0

?????? 1、引言

?????? 随着人们对自身健康的重视,亚健康问题越来越受到关注。亚健康状态是人体处于健康与疾病之间的过渡阶段。半数以上亚健康患者容易发展成高血压、冠心病、糖尿病等疾病。亚健康逐渐成为人类健康的头号杀手。???

?????? 判断一个人是否处于亚健康状态,需要观察其生理信号(如体温)在一段时间内是否发生了不正常的变化,要求人们坚持每天做身体检查,记录结果并进行判断,这样的过程显得很繁琐和不方便。笔者提出“智能马桶”的设想,将体检装置与马桶结合起来。人们在如厕过程中即可被自动检测出生理信号,并将数据传送到计算机进行处理和判断。由于篇幅问题,下面仅介绍“智能马桶”中体温测量部分的设计。

?????? 2、常见体温计的原理及优缺点

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2.1 水银体温计???


?????? 水银体温计是利用水银热膨胀原理制成的。它的示值准确,稳定性高,价格低廉,操作简单,但容易破碎,测量时间比较长,对急重病患者、老人、婴幼儿等使用不方便,读数比较费事,不利于数据采集。

?????? 2.2 电子体温计???

?????? 电子体温计的核心元件是温度传感器,分为分立式温度传感器(如热敏电阻器和热电偶等)和集成式温度传感器(如LM35、AD7416、DSl8820等)。电子体温计由温度传感器检测体温,经转换、放大,调整为易于处理的电信号,最后由单片机控制,并根据需要执行相应的扩展功能。电子体温计可直接以数字显示温度,读数直观,灵敏度高,价格适中,携带方便,测温快捷。但其示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素的影响。

?????? 2.3 红外辐射式体温计???

?????? 红外辐射式体温计是基于黑体辐射原理制成的,借助红外温度传感器,测量人体发出的热辐射能,经过一系列转换后,得到对应的人体温度值。红外辐射式体温计可以实现非接触、无损伤测温,但其测量结果较易受环境及人活动状态的影响,此外,还要求规范操作,测试要在一定距离范围内才能保证其有效性,价格较贵,难以普及。

?????? 3、体温测量方案的选择及系统构成

?????? 考虑到人的如厕时间短和体检次数多,因此,准确、快捷、方便、可重复测量成为设计者要考虑的首要因素。设计中采用电子式体温测量方案,触摸式检测手心或手背温度,为了使用方便,工艺设计中将测温探头安装在智能马桶的扶手位置,较人性化。现在市面上的电子体温计都没有数据采集口,改装又较为不便,因此,自行设计了带数据接口的体温计。

?????? 3.1 主电路的选择???

?????? 测温器件选用美国Maxim公司的DSl8820型单线接口数字温度传感器,一线输出,可编程9位一12位A/D转换精度,分辨率可达0.0625~C;有单线数字式接口,与单片机连接方便,线路简单,可靠性高,成本低廉[2]。???

?????? 人体体温在35℃-42℃之间,要如实反映人体体温,需要用单片机对DSl8820的测量值进行计算转换处理,还要控制测量的数据显示、采集、传输等。这里采用美国ATMEL公司的基于AVR RISC的具有MTP和ISP功能的、低功耗CMOS ATmega8型8位单片机,其CPU集成了8KB的:Flash,多次在线可编程,512B的.EEPROM和lKB的SRAM等,有利于降低成本[5]。??


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操作系统? MCU? 测量?

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