医疗设备工作环境温度远程监测系统设计

杨成才，黄妙云

(1.福建省肿瘤医院 设备科，福建福州 350012； 2.福建省协和医院放射科，福建 福州 350012)

医疗设备工作环境温度远程监测系统设计

杨成才1，黄妙云2

(1.福建省肿瘤医院 设备科，福建福州 350012； 2.福建省协和医院放射科，福建 福州 350012)

目的 实现医疗设备工作环境温度远程监测。方法 通过C51单片机技术实现DS18B20温度传感信息采集，并用VB语言编写相应的操作软件。结果 实现了医疗设备工作环境温度远程监测、报警及回顾等功能，避免工作环境温控失调造成停机甚至损坏电路板的事件发生。

远程监测；单片机；温度传感器

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

大型医疗设备（如磁共振、加速器、CT等）均为高价值（一般每台均在上百万元甚至上千万元）、高精密电子仪器设备，其工作环境均有很高要求，而一般非专业人员不得入内。本人从事医疗设备工作近十年，接触大型医疗设备近20台，发现这些设备仅是发热量较大的部件存在有过热保护技术，而对于其部件运行环境均需靠外界附加温控系统来实现，且无实时检测报警功能，一旦外界附加温控系统出现故障，很容易造成：轻者机器需停机几个小时等待温控正常，重者将损坏电路板，经济损失将是巨大的。据我院每年因温控失调电路板损坏造成经济损失将达到15万左右（还不包括因机器停机造成的经济损失）。本课题开发了医疗设备温控系统，通过单片机C51控制实现温度检测系统与计算机进行数据联接，利用计算机VB语言进行温控数据处理，最终实现远程实时监测机器内部温控系统运行情况及设备机房工作环境温控情况，做到实时监测，及时报警预防，避免工作环境温控失调产生停机甚至损坏电路板的事件发生。

1 硬件设计

1.1 工作原理

本系统设计核心是以C51单片机为基础实现DS18B20温度传感器实时多点温度数据采集，通过计算机中的 RS-232接口进行计算机与单片机之间的命令和数据传送，计算机并将采集到数据进行分析和显示，根据不同医疗设备设定相应的报警阈值和报警方式，实现实时远程监测、及时预防的目的。

1.2 结构设计及功能

本系统硬件部份由单片机控制组件、多点温度测量传感器、RS-232接口组件、电源组成。

单片机控制组件主要是利用AT89C51单片机，这是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统。

多点温度测量传感器以Dallas公司开发的一线制数字温度传感器DS18B20为核心，通过采用每个并行端口上连接一个DS18B20器件，实现同时对多个测量点进行温度测量。

RS-232接口又称为RS-232口、串口、异步口或一个COM（通信）口，本系统通过MAX232芯片实现单片机与计算机之间数据及命令传送。

1.3 系统结构图

具体的结构框图如图1所示。

图 1 结构框图

2 监控软件设计

利用VB6.0语言自主编写多点温度监测软件。该软件的最大特点是利用EXCEL表格进行设备名称的输入，就可实现不同设备运行环境温度监测。同时具有：温度校正功能、报警阈值设置功能、声音报警控制功能、24小时超阈值数据和时间的记录显示功能及该系统硬件运行情况自检报错提示功能等。软件运行环境要求低、容量小，普通家用计算机均可安装运行。

2.1 软件控制原理

图 2 温度显示、监控流程图

该程序主要是通过接收温度测量系统的单片机传输过来的温度数据进行处理，并与软件设置的上、下限值进行比较，当温度高于或低于设定值时，相应的状态指示闪烁，并发送声音报警指令，同时记录该数据及发生时间，以便监测人员随时监控。显示、监控流程如图2所示。

2.2 软件功能

在软件第一次运行前，通过系统自带EXCEL文件进行设备名称设置。根据不同设备的运行环境的要求，设置不同的上、下阈值，并保存在相应的EXCEL文件中。在以后使用过程中，定期需对测量温度进行校对：以水银温度计显示温度为基准，对温度传感器所采集到的温度数据进行比较，利用差值补偿的方法进行温度校正。

软件操作界面分为独立区和公共显示区，软件主界面如图3所示。各独立显示区主要显示各测量点数据处理结果和状态，其包含实时温度、最大值温度、最小温度示、平均值温度显示和温度状态，同时根据实时温度值进行温度曲线绘制。温度状态显示是根据测量值与上下限阈值进行比较后获得，温度正常为绿色，高出上限阈值为红色闪烁显示，低于下限阈值为蓝色闪烁显示。公共区主要是显示各个控件的使用功能说明及各测量点温度出现异常的数值信息和时间信息。

图 3 操作软件主界面

3 总结

本系统硬件电路简单，功耗低，抗干扰能力强，监测软件界面较人性化，使用操作简便、直观。在实际应用中近半年，未出现较大的测量偏差，数据采集较为稳定，能准确地反应设备运行环境的温度变化，为实现医疗设备运行环境远程监测、加强设备管理、逐步实现数字化管理提供依据，具有较好的推广使用价值。

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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

作者邮箱：yccsir@163.com