摘要

　　本作品是一款以Atmega16為控制核心的醫(yī)療方面的電子產(chǎn)品。主要是應(yīng)用于現(xiàn)在醫(yī)療護(hù)理方面，能實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的體溫脈搏等正常生理特征的實(shí)時(shí)測(cè)量，一旦這些特征偏離正常范圍，護(hù)理小衛(wèi)士就可以發(fā)出警報(bào)，從而使病人獲得及時(shí)的救治，守護(hù)病人的生命健康。具有體積小，重量輕，功能多樣，人性化程度高的特點(diǎn)。

　　作品介紹

　　1、創(chuàng)作目的

　　實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的生理特征的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將病人的情況及時(shí)地反映給醫(yī)護(hù)人員，解決因?qū)Σ∪说膿尵炔患皶r(shí)而造成的生命財(cái)產(chǎn)的損失，做到對(duì)病人更加全面，細(xì)致的醫(yī)療照顧。

　　2、創(chuàng)新性、實(shí)用性

　　醫(yī)療護(hù)理小衛(wèi)士以Atmega16為主控芯片，采用兩種供電方式，通過溫度傳感器和壓力傳感器對(duì)體溫脈搏的實(shí)時(shí)測(cè)定監(jiān)控，還可以根據(jù)病人的具體情況設(shè)定體溫和脈搏的正常范圍?？梢詰?yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，為廣大醫(yī)療患者解決煩惱。

　　工作原理

　　MCU模塊：

　　本作品使用的是Atmega16作為主控制器，5V電壓供電。將溫度傳感器和壓力傳感器通過中間電路連接到單片機(jī)上。溫度傳感電路模塊進(jìn)行體溫——電壓轉(zhuǎn)換；同樣，壓力傳感器可以將每一次的脈搏進(jìn)行壓力——電壓的轉(zhuǎn)換。然后將這兩組數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)主控模塊。

　　體溫轉(zhuǎn)化的電壓經(jīng)分壓處理輸入一組I/O引腳，調(diào)用程序中寫入的體溫代碼，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷病人的體溫是否在正常的范圍之內(nèi)。

　　脈搏轉(zhuǎn)化為高低電壓，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，Atmega16對(duì)其進(jìn)行頻率測(cè)定，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷病人的脈搏是否正常。

　　上述若一種不處于正常范圍之內(nèi)，警報(bào)引腳置0，拉響警報(bào)。

　　數(shù)據(jù)設(shè)定功能通過鍵盤來輸入，該模塊的功能實(shí)現(xiàn)需在程序中寫入數(shù)字代碼。

　　電源模塊：

　　電源采用多源供電方式，一種是用傳統(tǒng)的充電器充電，另外一種是由太陽能電池板充電，電源模塊帶有一塊規(guī)格為7cm*20cm的柔性太陽能電板，輸出電壓為3V，電流為330mA，用柔性的電池板可以提高產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，可以大幅度的變換形狀，而且其重量很輕，可以依附在病人的衣服上面，可實(shí)時(shí)對(duì)電池充電，對(duì)太陽能電板的利用可以有效的減少傳統(tǒng)充電次數(shù)，更加節(jié)能環(huán)保。電池經(jīng)L298N穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓輸出，給各個(gè)模塊供電。

　　警報(bào)模塊：

　　采用蜂鳴器來代替警報(bào)器，采用直流電源供電，電路簡(jiǎn)單，當(dāng)Atmega 16警報(bào)功能的引腳變?yōu)榈碗娢坏臅r(shí)候，拉響急救警報(bào)。其還帶有人性化的擴(kuò)展功能，可以在Atmega16中寫入不同的代碼，從而改變蜂鳴器的頻率，可以模擬出各種頻率的聲音。

　　傳感模塊：

　　溫度傳感器DS18B20通過柔軟的導(dǎo)線接至腋下，獲取腋下溫度，轉(zhuǎn)成電壓之后經(jīng)過放大電路放大，然后再通過分壓電路多點(diǎn)輸出到Atmega16的一組I/O引腳。

　　壓力傳感器（壓電陶瓷片）通過柔軟的導(dǎo)線接至脖子，它便把人體的脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由于該電信號(hào)很弱，故先通過運(yùn)放進(jìn)行放大，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，再連接到Atmega16的一個(gè)I/O引腳。

　　數(shù)據(jù)設(shè)定模塊：

　　通過鍵盤來輸入脈搏的范圍，即脈搏的最大值最小值。Atmega16通過對(duì)鍵盤的掃描來讀取鍵盤輸入的情況。

　　顯示模塊：

　　主體是1602LCD，5V電壓供電。

　　由Atmega16來控制1602LCD顯示屏的顯示內(nèi)容，將程序中寫入的代碼對(duì)應(yīng)的讀到單片機(jī)I/O口，讓1602進(jìn)行顯示。

　　分為兩種工作模式，一種是數(shù)據(jù)設(shè)定模式，另一種是測(cè)控模式。

　　作品來源：

　　本作品系電工達(dá)人根據(jù)大賽要求想出的創(chuàng)意。

　　作品功能、特色

　　功能

　　（1）對(duì)體溫的采集和處理

　　護(hù)理小衛(wèi)士通過溫度傳感器對(duì)體溫的實(shí)時(shí)測(cè)量，將體溫轉(zhuǎn)化為一組電壓值，經(jīng)Atmega16處理判別，當(dāng)體溫偏離正常范圍，警報(bào)模塊開始工作。

　　（2）對(duì)脈搏的采集和處理

　　護(hù)理小衛(wèi)士通過壓力傳感器對(duì)脈搏的實(shí)時(shí)測(cè)量，將脈搏轉(zhuǎn)化為高低電平，

　　經(jīng)Atmega16處理，得到脈搏頻率，當(dāng)頻率偏離正常范圍，警報(bào)模塊開始工作。

　　（3）脈搏均值的設(shè)定

　　由Atmega16控制一組鍵盤輸入，根據(jù)不同的病人具體體質(zhì)，設(shè)定不同的脈搏范圍（不同的年齡，職業(yè)，性別的人的脈搏都存在差異）。體現(xiàn)了人性化的功能特色。

　　（4）警報(bào)器不同報(bào)警聲的設(shè)置

　　常規(guī)報(bào)警信號(hào)設(shè)置為五秒長(zhǎng)鳴，也可以講報(bào)警信號(hào)擴(kuò)展成不同的聲音。前面的工作原理中的警報(bào)模塊已有提到，這里就不贅述了。

　　市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力：

　　此類模型產(chǎn)品化后，由于其成本相對(duì)較低，可以應(yīng)用到醫(yī)療界，可以取代以往的相對(duì)成本較高，功能單一的醫(yī)療設(shè)備。

　　作品結(jié)構(gòu)

　　硬件部分

　　以下是醫(yī)療護(hù)理小衛(wèi)士的硬件結(jié)構(gòu)圖：

　　溫度傳感器現(xiàn)擬用：DS18B20溫度傳感器 因?yàn)樵撔酒哂懈哽`敏度、易用性、編程布線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)

　　壓力傳感器現(xiàn)擬用：壓電陶瓷片 因?yàn)閴弘娞沾善瑝弘娤禂?shù)大、靈敏度高、價(jià)格便宜，可以滿足“小衛(wèi)士”的測(cè)量要求。

　　供能系統(tǒng)圖

　　信號(hào)流動(dòng)方向圖

　　軟件部分

　　1）以下為軟件部分的概括流程圖

　　2）數(shù)據(jù)設(shè)定模塊硬件主要由確定鍵、加鍵、減鍵，通過程序?qū)︽I的掃描識(shí)別來設(shè)定數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)定模塊的軟件流程做如下細(xì)化：

　　3）壓力傳感器模塊用來感應(yīng)脈搏的起搏，每次起搏給輸入引腳一個(gè)低電平，用計(jì)時(shí)器記錄兩次起搏的間隔而計(jì)算出每分鐘內(nèi)的脈搏跳動(dòng)數(shù)，軟件流程細(xì)化如下：