婴儿培养箱报警信息图示化技术的研究与实现

骆光馨

蚌埠依爱电子科技有限责任公司 （安徽蚌埠 233006）

婴儿培养箱以科学的方法，为新生儿创造一个空气洁净、温湿度适宜的舒适环境，从而避免婴儿感染，增强其机体抵抗能力，保障婴儿发育生长[1]。近年来，随着科技进步与电子行业的快速发展，第四代婴儿培养箱开始出现。第四代产品应用了32位嵌入式控制系统[2]，真彩LCD显示屏，并能提供丰富的接口和多种通信方式，是未来保育设备行业的发展方向。报警作为婴儿培养箱发生故障或处在不安全状态时的保护手段，必然会随着产品的发展而改变。报警信息图示化技术应用于第四代婴儿培养箱，可有效地向用户显示各种丰富的报警信息，指导用户进行下一步安全保护操作。

1 报警信息

1.1 国标要求

在《GB 11243-2008 医用电气设备 第2部分：婴儿培养箱安全专用要求》中，对婴儿培养箱的常见故障做了强制要求。箱温超温报警、肤温超温报警、箱温偏差报警、肤温偏差报警、风机故障、肤温传感器故障及供电中断故障发生时必须有相应的声光报警[3]。在《JJF1260-2010 婴儿培养箱校准规范》中也明确了对电源中断报警、风机故障报警及超温报警的检查方法[4]。

1.2 报警内容

在本公司研发的Y1000婴儿培养箱（有两个空气/皮肤温度传感器）中，使用了第四代产品的相关技术。在报警方面，Y1000婴儿培养箱与市场上的现有产品相比，丰富细化了报警内容，共设计21种报警图标，实现了报警内容的图示化设计。这些报警图标分别为：a系统故障报警图标、b断电故障报警图标、c电源故障报警图标、d箱温1传感器故障报警图标、e箱温2传感器故障报警图标、f箱温＞38 ℃过高报警图标、g箱温＞39 ℃过高报警图标、h箱温＞40 ℃过高报警图标、i箱温偏高报警图标、j箱温偏低报警图标、k空气循环故障报警图标、l肤温1传感器故障报警图标、m肤温2传感器故障报警图标、n湿度传感器故障报警图标、o低水位报警图标、p肤温偏高报警图标、q肤温偏低报警图标、r肤温过低报警图标、s肤温过高报警图标、t氧浓度过高报警图标、u氧浓度过低报警图标。见表1。

报警内容具体说明如下。a系统故障报警：该故障包括传感器盒故障、箱温传感器故障、加热系统故障、空气循环故障、电源故障、报警器模块故障，此类故障发生时，该报警图标显示。b断电故障报警：培养箱供电中断时，若屏幕显示未关闭，该报警图标显示。c电源故障报警：电气控制的电压不在正常工作范围时，该报警图标显示。d～e箱温传感器故障报警：箱温1、箱温2传感器出现故障时，该报警图标显示。f～h箱温过高报警：箱温＞38 ℃（肤温模式）、箱温＞39 ℃（箱温低温控制模式）、箱温＞40 ℃（箱温高温控制模式）时，该报警图标显示。i～j箱温偏差报警：测得的箱温比控制温度与设定的箱温报警门限之和大（偏高）或之差小（偏低）时，该报警图标显示。k空气循环故障报警：风扇缺失或不旋转时，该报警图标显示。l～m肤温传感器故障报警：肤温1、肤温2传感器出故障或未连接时，该报警图标显示。n湿度传感器故障报警：湿度传感器出故障时，该报警图标显示。o低水位报警：加湿水槽缺水时，该报警图标显示。p～q肤温偏差报警：肤温模式下，测得的肤温比控制肤温与设定的肤温报警门限之和大（偏高）或之差小（偏低）时，该报警图标显示。r～s肤温超温报警：肤温模式下，测得的肤温＞38 ℃（过高）或＜35 ℃（过低）时，该报警图标显示。t～u氧浓度超标报警：测得的氧浓度＞26%（过高）或＜18%（过低）时，该报警图标显示。

表1 报警图标

2 报警图示化设计

报警信息图示化技术主要是采用内存绘图的方式，将得到的报警信息通过某种方式在显示屏上合理地显示出来。由于显示屏空间有限，当多重报警信息同时出现时，就会存在显示空间不够的情况，如何合理地向用户展示当前报警状态，让用户了解当前报警状态的优先等级，这就是我们需要解决的。首先，需要对所设计的报警信息进行优先级的排列；其次，设定一个报警变量，用其代替所有报警信息的各种状态；然后，用软件实现各种报警信息的显示。

3 软件实现

报警信息图示化的软件实现，具体包括以下步骤：（1）单片机将所有报警信息对应的报警图标存储于存储器；（2）单片机将所有报警信息生成一个报警变量，报警变量的每一位分别对应一个报警信息，报警变量的每一位为1或0，1表示该位所代表的报警信息存在，0表示报警信息不存在，报警变量每一位的排序为从低位P0到高位Pn-1，低位P0表示报警优先级最高位，Pn表示报警优先级最低位，其中，n为报警变量的位数，即报警信息的个数；（3）单片机根据报警变量从低位P0到高位Pn-1的排序提取位数为1的报警图标，然后发送给显示屏，显示屏按报警变量从低位P0到高位Pn-1的排序顺次显示对应的报警图标。

步骤（2）中，单片机接受各种传感器采集的数据，并对数据进行分析确定报警信息是否存在，最后根据确定结果对报警变量的每一位进行1或0的赋值。

当出现多重报警时，需要显示的报警图标数量超出了显示范围，则按照报警的优先级，显示排序靠前的报警图标。图1为5个报警同时出现的效果图。

4 结论

文章设计了与报警信息对应的报警图标，当报警信息存在时，显示屏显示对应的图标，便于用户直观地观测当前婴儿培养箱的故障问题，适用于当前第四代婴儿培养箱。该技术按照排序好的报警优先级进行显示，可在显示屏有限的显示区域内，按照报警信息的重要程度，有效地向用户显示当前的报警状态。