一种基于Wi-Fi的无线体温监测系统设计

孟 勋

西安工业大学电子信息工程学院生物医学工程系，陕西西安 710021

一种基于Wi-Fi的无线体温监测系统设计

孟 勋

西安工业大学电子信息工程学院生物医学工程系，陕西西安 710021

人体体温是表征人体最重要、最基本的生命体征之一，在临床监护、野外救护，家庭用途等具有广泛应用需求。在医疗信息化的条件下，Wi-Fi技术的出现为设计一种无线连接，设备简单，使用便捷，体积较小的体温监测系统需要提供了技术支持和现实条件。本文从流程设计、软硬件等方面提出了一种基于Wi-Fi体温测量、监测的无线系统设计。

Wi-Fi；体温监测系统；医疗信息化；无线连接；无线收发

0 引言

人体体温是表征人体最重要、最基本的生命体征之一，在临床监护、野外救护，家庭用途等具有广泛应用需求。传统的对参数监护仪因监测参数多，设备复杂，体积较大，导线连接多，有其应用的局限性。而水银体温计因容易造成汞污染，测量体温数据在医疗信息化条件下不能及时地到达监测中心，进行分析，诊治判断亦有其应用缺点。[1]

设计一种设备简单，使用便捷，体积较小，无线连接的体温监测系统成为一种实际需要。在信息化的条件下，Wi-Fi技术的出现为这种需要提供了技术支持和现实条件。本文从流程设计，软硬件等方面提出了一种用于体温测量、监测的无线系统设计。[2]

1 Wi-Fi简介[3]

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（pad，手机等）等终端以无线方式互相连接的技术，是一个高频无线电信号。Wi-Fi技术也称IEEE 802.11标准。信道频点 (MHz)为2412，2417，2422，2427，2432，2437，2442，2447，2452，2457，2462，2467，2472，2484，组成人体血压的测量和传输系统是足够胜任的。

2 无线体温监测系统

组成一种使用便捷，无线连接，功能专一的无线体温监测系统，是现实的需要，和信息化技术尤其是Wi-Fi技术发展的形式需要。无线体温监测系统使用无线连接，省去网络线路有线连接组网的繁琐工作，节省了设备占有的空间，为临床医护有效进行提供了便利条件，在野外救护工作中也节省了时间，适用外部环境更广，也为家庭用途的体温监测省去了繁琐的人工劳动。无线体温监测系统由于其使用便利，组网方便，节省时间和劳动，人体负担小，和环境污染少等优点受到重视。

3 设计方案

3.1 使用设备

本设计一般由PC机（或平板电脑，智能手机等）或ARM，温度传感器[4]，Wi-Fi接口等组成。如果用体温监测系统终端使用PC机作为中央处理单元模块载体，可以使用windows c++ 6.0，window c++ .net等作为开发平台，window c＋＋ ．net强大的网络编程能力可以延拓Wi-Fi的使用；而如果使用ARM编程则设计简便，尤其对体温监测终端与监测中心计算机的点对点的通信。而PDA的使用则有界面美观，使用方便等优点。

3.2 设备组成结构

体温监测系统终端由温度传感器通过有线连接与PC机（或平板电脑，智能手机等）或ARM相连，这里以PC机为例，当测温终端与监测中心实现点对点通信时，可不需要无线接入点AP，AP为Access Point简称。记得为PC机装上无线网卡。单一测温终端与监测中心的网络组成结构如图1所示，两者通过Wi-Fi接口实现通信。对于点对多点的通信，可利用WLAN等现有外部无线网络资源。

3.3 硬件组成

无线体温监测系统的硬件构成如图2所示。

温度传感器分为接触式和非接触式，这里选用接触式温度传感器。

检定标准技术及指标如下：

1）测量准确度：0.01级;分辨率0.1uV和0.1mΩ；

2）扫描开关寄生电势：≤0.4μV；

3）温度范围：水槽：(室温+5～95)℃

4）控温稳定度：优于0.01℃/10min(水槽);

5）工作电源：AC220V±10%，50Hz，并有良好保护接地；

6）微机测控系统功率：〈500。

3.4 软件设计

软件设计主要包括两个模块：数据采集模块和中央处理模块。

3.4.1 数据采集模块软件处理流程

数据采集模块主要是对从人体来的温度传感器数据进行监测采集。软件处理流程如图4所示。

分别对多个通道进行检测，程序文件adc.c，程序如下：

3.4.2 中央处理模块

中央处理模块对从温度传感器采集的体温数据进行处理，在LCD上显示，根据需要可做进一步信号处理做出诊断。

4 设计现状[5]

人体体温监测系统作为单生理参数监护系统的一种受到重视。生理参数监护仪及生理参数监护系统的设计有单一参数和多参数类型设计，比如单一的体温监护系统和包括体温、脉搏、血压等的多参数监护系统设计。相对而言单参数监护系统设计更为简便，因其参数单一，可以设计的更为精细，器件的选择范围相对较大；而多参数监护系统设计则有功能较全，但因其需要考虑的因素较多，制约因素较多，因而器件的选择范围余地较小。近年来也出现对某一功能模块为设计目标的设计倾向。

就其连接类型分，有有线连接和无线连接两种。有线连接采用串口、并口、USB口等接口，通过电线，电缆等进行连接，无线连接和无线收发则使用方便，组网方便，节约空间和劳动，利用Wi-Fi、蓝牙、射频以及GPRS等技术进行无线接口设计是一种趋势。

体温监测系统的中央处理模块可为DSP，ARM，PDA终端等。

通过DSP芯片硬件设计和软件编程可实现对从体温采集模块输入心电数据的信号处理，可通过硬件电路和软件算法实现。特点是简洁，运算速度快，成本低，灵活性相对差。

利用ARM进行中央处理模块设计，特点是低成本，算法设计可多样，灵活性高。

而利用PDA终端设计中央处理模块可以很好利用无线通信系统资源，具有界面好，很好的使用灵活性和可操作性的优点。如果通过嵌入式编程，简洁的界面设计比较容易实现，操作方便。通过相应的菜单．工具按钮等软件设计可以方便地实现体温信号的采集、显示和存储，并且可对体温波形的波动可以进行缩放、移动和重放，界面设计灵活。

5 结论

本文采用Wi-Fi无线收发，利用Wi-Fi的无线收发，无线连接功能等特点进行体温监测系统的设计，可实现点对点、点对多点的通信，无连接实现了人体体温数据的采集，存储，传送和共享，使用方便，组网灵活，如有必要可利用已有的WLAN等无线网络，保证了高性能、低成本，组织灵活，使用便捷，节省时间和劳动，是一种比较理想的设计方案。同时对生理参数系统的设计现状进行了研究，具有重要的现实和借鉴意义。本文撰写的体温监测系统设计是对生理参数监护系统研究的一种比较深入的研究探讨，希望成为该领域专业人士重要的参考文献。

[1]E.F.J.Ring.Progress in the Measurement of Human Body Temperature[J].IEEE Engineering in Medicine and Biology ，1998，，( July / Aug ust): 19-24.

[2]包敬海，陆安山，龚文锋.快速多点体温检测系统的研究[J].自动化仪表，2010，31（6）：67-72.

[3] what is Wi-Fi？[EB/OL].http://inventors.about. com/od/wstartinventions/a/Wi-Fi.htm.

[4]高世海，田仲.温度传感器及其与微处理器接口[J].电子技术应用，2001（3）：64-66.

[5]孟勋.一种基于ARM的心电监护系统的设计及相关研究[J].现代电子技术，2015，38（6）：122-125.

Design of a wireless body temperature monitoring system based on Wi-Fi

Meng Xun
Department of Biomedical Engineering，School of Electronic and Information Engineering，Xi’an Technological University，Xi’an shaanxi，710021，China

The human body temperature is one of the most important and the most basic vital signs of the characterization of human，which has broad applications. Under the condition of medical information in clinical monitoring，wilderness first aid，family uses，Wi -Fi technology appeared for the design of a wireless connection，simple equipment，easy to use，small volume of body temperature monitoring system to provide technical support and practical conditions. A wireless temperature measurement and monitoring system based on Wi-Fi is proposed from the process design，hardware and software，and other aspects of the design in this paper。

Wi-Fi; body temperature monitoring system; medical information; wireless connection; wireless transceiver

TP39

A

1674-6708（2015）138-0125-03

孟勋，硕士，教师，资深软件工程师/架构师，助教、助工，研究方向：生物医学工程，计算机软件与应用，信号处理