基于DS18820體溫測量智能服裝的研究

1、基于ds18820體溫測量智能服裝的研究對人體體溫測量仍然采納傳統(tǒng)的水銀溫度汁舉行手工的測量與記錄，這種測量辦法存在著測量時光較長(5 min左右)以及測量的方式受限制等缺點(diǎn)；而隨著傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)展，一些發(fā)達(dá)國家也已較多地運(yùn)用了先進(jìn)的數(shù)字式溫度計(jì)舉行人體體溫測量，但是這種測量辦法仍然受測量位置的影響以及生活方式的約束，給用法者帶來了極大的不便。因此，有須要舉行體溫測量的電子智能服裝的討論，使得用法者不再受生活方式的限制，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)或家庭電話時刻的把詳細(xì)信息傳遞紿醫(yī)院和其家屬從而起到醫(yī)療監(jiān)護(hù)作用，以實(shí)現(xiàn)生理檢測的無線化、實(shí)時化。1 系統(tǒng)組成在人體的穿著服裝中通過插

2、拔技術(shù)把溫度ds18820以及微處理器放置其中，在家中或是病房里安裝探測設(shè)備(藍(lán)牙)，并與測溫系統(tǒng)之間采納藍(lán)牙通信協(xié)議來獵取測量信息。同時通過銜接至檢測室內(nèi)的上位計(jì)算機(jī)端口，在相應(yīng)的面對對象的軟件控制下實(shí)現(xiàn)對體溫信息獵取、處理、顯示等。其系統(tǒng)組成1所示。2 測溫系統(tǒng)21 傳感器本測量系統(tǒng)的溫度測量采納數(shù)字集成傳感器ds18820，它適應(yīng)的范圍寬，并且可以在寄生電源方式下由數(shù)據(jù)線供電，那么與紡織服裝結(jié)合舉行體溫測量就可以不用自立供電，它本身的測量范圍為55+125，最小的辨別率可達(dá)0062 5，而人的體溫在3542，溫度浮動也十分微弱，應(yīng)用此傳感器正巧可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度測量，溫度值轉(zhuǎn)換速度也特殊

3、快，同時具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力，特殊是它獨(dú)特的單線接口方式，并且可以單總線接多個傳感器，有利于人體多點(diǎn)的體溫測量以及與服裝結(jié)合削減處理器的io端口、銜接導(dǎo)線。本測量系統(tǒng)中4個與的單線銜接2所示。22 處理器本測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心處理器采納at89c，處理器作為本測量系統(tǒng)討論的核心，為數(shù)據(jù)采集和信息處理、顯示、記錄起了一定的媒介作用，準(zhǔn)時讀取采集信息并且發(fā)送給起監(jiān)視作用的上位計(jì)算機(jī)。at89c51是一種帶4 kb閃耀可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能8位微處理器。該器件采納高密度非易失存儲器創(chuàng)造技術(shù)創(chuàng)造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs51命令集和輸出管腳相兼容，并且將多功能8位cpu和閃耀存儲器組合在單

4、個芯片中，所以將at89c51這種高效微控制器應(yīng)用在此人體體溫實(shí)時性檢測系統(tǒng)，可以為此系統(tǒng)提供一種靈便性高、價格低廉的設(shè)計(jì)計(jì)劃。23 與服裝產(chǎn)品的結(jié)合在平安性能上，應(yīng)當(dāng)考慮用法者的正常用法以及用法不當(dāng)都不能對其造成損害，溫度傳感器可由柔性、易傳熱的材料套封裝，并易于舉行消毒處理；在精確性上，考慮應(yīng)用適當(dāng)?shù)恼`差處理辦法對測量結(jié)果要舉行一定的誤差處理與修正確保測量結(jié)果的精確。在舒服性能上，要考慮電子器件、柔韌導(dǎo)線的選取以及與服裝的結(jié)合技術(shù)問題，使得在穿著過程與人們平常一般的服裝無異；在便利性能上，囫圇系統(tǒng)應(yīng)具有很好的穩(wěn)定、簡易的可維護(hù)性能等，易于用法、操作以及服裝的洗滌等。3 軟件設(shè)計(jì)31 通信協(xié)

5、議微處理器與傳感器ds18820之間的通信主要經(jīng)過以下步驟：每一次讀寫前都要對其舉行復(fù)位，復(fù)位勝利后發(fā)送一條rom命令，最后發(fā)送ram命令，這樣才干對ds18820舉行預(yù)定的操作。復(fù)位勝利后cpu將數(shù)據(jù)線下拉500s，然后釋放，ds18b20收到信號等待1660s左右，然后發(fā)出60240s的存在低脈沖，主cpu收到此信號表示復(fù)位勝利，然后從單總線上讀取溫度信息經(jīng)過數(shù)據(jù)讀取完畢驗(yàn)證后發(fā)送出去，而對處理器與pc機(jī)之間數(shù)據(jù)通信的基本單元數(shù)據(jù)幀格式設(shè)計(jì)如表1所示。其中數(shù)據(jù)位的8個字節(jié)依次位前胸、后背、左右腋窩的4個部位的體溫采集值，由于ds18820采集的每個溫度值用12位數(shù)字信號輸出，則每一個完整的

6、溫度值要占用兩個字節(jié)，其中包含了溫度高8位和溫度低8位。32 程序流程測溫系統(tǒng)溫度讀取的程序流程3所示。33 上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)本測量系統(tǒng)應(yīng)用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形化開發(fā)環(huán)境labview舉行上位機(jī)監(jiān)控界面的開發(fā)設(shè)計(jì)，在上位機(jī)的監(jiān)控界面中可以看到通過多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)處理之后的總體溫度，同時也可以看到人體各個部位的局部溫度，其溫度值的顯示不但可以直觀顯示數(shù)字形式，而且可以顯示出實(shí)時性的數(shù)據(jù)變幻曲線，其上位機(jī)的監(jiān)控功能模塊設(shè)計(jì)4所示。4 數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)處理方面采納多傳感器的數(shù)據(jù)融合技術(shù)，把在人體的溫度采集過程存在人體狀態(tài)、外界環(huán)境等因素影響使得信息采集含有的不確定、沖突、或是錯誤成分綜合起來，使得這些信息相互補(bǔ)充、印證，即把多個數(shù)據(jù)經(jīng)過處理融合為一個數(shù)據(jù)，以達(dá)到測量目的。對各個傳感器采集的人體體溫信息舉行數(shù)據(jù)融合的全過程5所示。圖5中傳感器1、傳感器2、傳感器3、傳感器4分離表示四個傳感器在囫圇數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的輸入信息，w1，w2，w3，w4分離為第1，第2、第3、第4個傳感器在囫圇數(shù)據(jù)融合中的融合權(quán)值。從圖5中可以明確地看出各個傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過加權(quán)求和，最后通過y(x)得出一個總的測量結(jié)果(即人體的體溫)。5 結(jié) 語綜合上述設(shè)計(jì)，本體溫測量服裝能夠在