摘要：為了有效控制車載血庫的溫度,，使血庫內(nèi)的溫度保持在(5±1)℃,，設(shè)計了一套用于車載血庫的溫度監(jiān)控和報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用DSl 8B20數(shù)字溫度傳感器測量血庫內(nèi)外溫度,，當(dāng)血庫內(nèi)溫度超過上限時，單片機(jī)" title="單片機(jī)">單片機(jī)啟動制冷壓縮機(jī)降溫,，當(dāng)?shù)陀谙孪迺r,，關(guān)閉制冷壓縮機(jī)，從而控制血庫內(nèi)的溫度,。與傳統(tǒng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)相比,，該系統(tǒng)在血庫外增加了一個溫度傳感器，解決了外界溫度對血庫內(nèi)的溫度控制的影響,，提高了精度,；此外，該系統(tǒng)還增加了打印和無線短信模塊,，能夠打印時間和溫度,，便于工作人員的觀察和記錄。實驗表明,，在室外不同溫度范圍時,，該系統(tǒng)能使單片機(jī)在血庫內(nèi)相應(yīng)的溫度時控制報警系統(tǒng)和制冷壓縮機(jī)的開關(guān)，使血庫溫度保持在有效范圍內(nèi),。
關(guān)鍵詞：單片機(jī),；DSl8B20" title="DSl8B20">DSl8B20；LCD" title="LCD">LCD,；打印機(jī)" title="打印機(jī)">打印機(jī),；無線

    在現(xiàn)代日常生活中，車載血庫是醫(yī)院采集和運輸血液的重要設(shè)備,，除此之外,，它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中也發(fā)揮著極其重要的作用。但是血液是搶救危重病人的特殊藥品,，運輸和貯存都對溫度有嚴(yán)格的要求,。中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定血液冷藏箱的箱內(nèi)溫度為(5±1)℃,。因此，為了提高移動采血的質(zhì)量,，更有效地管理和集中采集到的血液,，使血液在輸送過程中更好保存，就需要一個車載血庫溫度監(jiān)控系統(tǒng),，對血庫內(nèi)的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制,。
    我國目前市場上溫度監(jiān)控系統(tǒng)種類很多，雖然價格便宜,，但是分辨率和精度較低,，溫度監(jiān)控效果不是很理想，并且用于車載的溫度監(jiān)控系統(tǒng)還較少,。國外的車載溫度監(jiān)控系統(tǒng)分辨率和精度較高,，雖然性能好，但是價格昂貴,，使用成本很高,。本文設(shè)計的車載血庫溫度監(jiān)控和報警系統(tǒng)由較小的單片機(jī)系統(tǒng)、溫度傳感器,、LCD(或LED),，打印機(jī)，無線報警系統(tǒng)等硬件構(gòu)成,?？蓪崿F(xiàn)對血庫內(nèi)溫度的有效控制，同時具有實
時顯示,，打印和報警等功能,，通過在血庫外增加溫度傳感器，大大提高了控制溫度的精度,。

1 系統(tǒng)原理及硬件設(shè)計
    中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY 0168-94規(guī)定血液冷藏箱的主要技術(shù)要求有：箱內(nèi)溫度為(5±1)℃,；環(huán)境溫度，亞溫帶型(SN),、溫帶型(N)：10～32℃,，亞熱帶型(ST)：18～38℃，熱帶型(T)：18～43℃,。對性能的要求是：冷藏箱達(dá)到運行狀態(tài)后,，箱內(nèi)溫度不得偏離4～6℃范圍；箱內(nèi)上限溫度在7～8℃,，下限溫度在2～3℃時應(yīng)分別發(fā)出報警,。

    根據(jù)該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文設(shè)計的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示,。該車載血庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要由單片機(jī)PICl6F877A" title="PICl6F877A">PICl6F877A,、數(shù)字溫度傳感器DSl8B 20,、液晶顯示器OCMl2864、時鐘芯片DSl302,、打印機(jī),，無線短信模塊等組成。由于外界環(huán)境溫度在不同溫度范圍時,，開關(guān)制冷壓縮機(jī)時的內(nèi)部溫度是不同的,，所以要用2片DSl8B20分別檢測外部和內(nèi)部的溫度。而外界溫度和內(nèi)部溫度是存在一定關(guān)系的,，因此當(dāng)外界溫度達(dá)到某一范圍,，內(nèi)部溫度超過預(yù)設(shè)值時，利用單片機(jī)控制制冷壓縮機(jī)的開關(guān),，以達(dá)到控制血庫溫度的目的,。報警系統(tǒng)采用聲光報警和無線短信報警2種方法。
1．1 PICl6F877A單片機(jī)
    美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)具有價格低,、速度快,、功耗低、體積小等特點,，并率先采用RISC技術(shù),。若用MCS-51系列單片機(jī),，必須外加A／D轉(zhuǎn)換的硬件電路及相應(yīng)軟件編程,。而PIC單片機(jī)有內(nèi)置的A／D轉(zhuǎn)換功能，故本系統(tǒng)選擇PIC系列單片機(jī)的PICl6F877A,。此器件內(nèi)部有E2PROM,，可以使溫度值方便寫入和讀出，若除此之外,，PICl6F877還可實現(xiàn)在線調(diào)試和編程,，并且PICl6F87X系列單片機(jī)還具有一套小巧廉價的在線調(diào)試工具套件，借助這套在線調(diào)試工具,，既可以硬件仿真,，又可以程序燒寫，還保留了一塊可以隨意焊接自選元器件的布滿焊孔的電路板,?？傊x擇PICl6F877可以大大簡化硬件電路和軟件編程,，又便于在線調(diào)試和編程,。單片機(jī)與按鍵的接口電路如圖2所示。

    按下S1鍵進(jìn)入溫度設(shè)置狀態(tài),。按S2和S3鍵可對設(shè)置溫度進(jìn)行加減,，溫度設(shè)置好后可按S1鍵返回,。
1．2 DSl8B20數(shù)字溫度傳感器
    DSl8B20是DALLAS公司推出的數(shù)字式溫度傳感器，該傳感器是一種改進(jìn)型的智能溫度傳感器,，采用"1-Wire"結(jié)構(gòu),，只需占用單片機(jī)的一個I／O口線，測量溫度范圍為-55～+125℃,?？删幊虨?～12位A／D轉(zhuǎn)換精度，且當(dāng)溫度在-1O～+85℃之間時測量誤差僅為0．5℃,，自身帶有非易失性的,、用戶可編程的高低溫報警觸發(fā)器。DSl8B20可以將檢測到的溫度信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,，因此可以直接和單片機(jī)相連,，省去了放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路或恒流源,。因此其外圍電路也比較簡單,。
    與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式,?？梢苑謩e在93.7 5 μms和750 μms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DSl8B20讀出的信息或?qū)懭隓Sl8B20的信息僅需要1根口線(單線接口)讀寫,。溫度采集電路如圖3所示,。

1．3 LCD液晶顯示
    OCMl2864液晶顯示模塊是128x64點陣型液晶顯示模塊，該模塊具有如下特點：顯示數(shù)字,、字母和圖形等,；可與MCU直接接口，具有8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線,、6條控制線及電源線,；單電源供電，供電電源為+3．3～+5 V,；配置對比度可調(diào)的LED背光,；具有光標(biāo)顯示、畫面移位,、自定義字符,、睡眠模式等功能。
1．4 時鐘DSl302
    DSl302是一種高性能,、低功耗,、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年,、月,、日,、周日、時,、分,、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能,，工作電壓為2．5～5．5 V,。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù),。其主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸,，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且關(guān)閉充電功能,。采用普通32．768 kHz晶振,。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用了模塊化的設(shè)計方法，將監(jiān)控系統(tǒng)要完成的功能分別編寫和調(diào)試,，所有模塊調(diào)試成功以后,，將各個模塊連接，構(gòu)成單片機(jī)軟件系統(tǒng),。這樣的設(shè)計有利于程序代碼的優(yōu)化,，而且便于調(diào)試、維護(hù)和功能擴(kuò)展,。
    該系統(tǒng)軟件主要包括系統(tǒng)初始化程序,，按鍵掃描子程序，DSl8B20溫度采集子程序,，LCD顯示子程序及報警子程序等,。在主程序中首先進(jìn)行初始化,，然后調(diào)用顯示子程序和打印子程序,，顯示和打印當(dāng)前溫度采集值，接著調(diào)用比較子程序,，對實際溫度值和設(shè)置的溫度值進(jìn)行比較,，當(dāng)溫度超過設(shè)置值時，調(diào)用報警子程序,。系統(tǒng)主程序流程如圖4所示,。

    系統(tǒng)初始化編程：
   

3 試驗結(jié)果
    在不同的庫外環(huán)境溫度下，開關(guān)壓縮機(jī)時的庫內(nèi)溫度是不同的,，所測得的試驗結(jié)果如表l所示,。

    由上述試驗數(shù)據(jù)所知，開關(guān)壓縮機(jī)時的庫內(nèi)溫度受庫外環(huán)境溫度的影響,，庫外環(huán)境溫度越高,，開關(guān)壓縮機(jī)的庫內(nèi)溫度越低,；反之，開關(guān)壓縮機(jī)的庫內(nèi)溫度越高,。

4 結(jié)束語
    該溫度監(jiān)控系統(tǒng)利用兩片DSl8B20數(shù)字溫度傳感器,，分別測量外界和內(nèi)部溫度，并對內(nèi)外溫度進(jìn)行比較,，通過軟件編程,，利用單片機(jī)PI-Cl6F877A控制制冷壓縮機(jī)的開關(guān)，有效實現(xiàn)了血庫溫度的控制,。與以往溫度監(jiān)控系統(tǒng)相比,，在外部增加了溫度傳感器，考慮了外界環(huán)境溫度對血庫內(nèi)溫度的影響,，大大提高了溫度控制的精度,，同時增加了打印機(jī)和無線短信模塊，能夠?qū)崟r打印時間和溫度值,，便于記錄和保存信息,。該系統(tǒng)擴(kuò)展后可應(yīng)用于其他對溫度有要求的各種場合。