CN215726107U - 婴儿培养箱箱体温湿度监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，包括上位机和至少一个探测器；所述探测器包括温湿度传感器、与所述温湿度传感器连接的单片机、与所述单片机连接的第一通讯模块；所述上位机连接有第二通讯模块，所述第一通讯模块和所述第二通讯模块之间通信连接；所述温湿度传感器用于实时测量箱体内的温湿度，并将测量信号发送至所述单片机，所述单片机用于将所述测量信号转换为测量值，并将该测量值经所述第一、第二通讯模块传输至所述上位机，所述上位机块用于记录和分析所述测量值并在其超过阈值时发出警报。该装置不仅可以对婴儿培养箱做到远程实时监控，还可记录箱体在升温阶段和稳态下的温湿度数据，便于技术人员分析培养箱的性能。

Description

婴儿培养箱箱体温湿度监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种温湿度监测装置，具体是一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置。

背景技术

目前医院临床大部分使用的婴儿培养箱机型只能实现温湿度的测量，无法做到实时远程监控记录，需要前往婴儿培养箱所在位置才能查看箱体内温湿度的数据并将数据人工抄写，这样会给医护人员的工作带来不必要的负担；此外，所做的都是婴儿培养箱处于稳态下的温湿度监测记录，无法记录箱体在升温过程中的数据，难以分析培养箱的性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，该装置不仅可以对婴儿培养箱做到远程实时监控，还可记录婴儿培养箱在升温阶段和稳态下的温湿度数据，便于分析培养箱的性能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，包括上位机和至少一个探测器；所述探测器包括温湿度传感器、与所述温湿度传感器连接的单片机、与所述单片机连接的第一通讯模块；所述上位机连接有第二通讯模块，所述第一通讯模块和所述第二通讯模块之间通信连接；所述温湿度传感器用于实时测量箱体内的温湿度，并将测量信号发送至所述单片机，所述单片机用于将所述测量信号转换为测量值，并将该测量值经所述第一、第二通讯模块传输至所述上位机，所述上位机块用于记录和分析所述测量值并在其超过阈值时发出警报。

进一步地，所述第一通讯模块为Zigbee协调器，所述第二通讯模块为Zigbee无线模块，所述第一、第二通讯模块构成包含两者并将两者无线通信连接的Zigbee网络。第一、第二通讯模块均采用Zigbee无线通信技术，具有成本低，低功耗，可靠性高的优点，可以建立多个网络连接点，传输数据容量大。

更进一步地，所述第一、第二通讯模块均采用ZAuZx_T系列模块。

更进一步地，所述探测器还包括二位拨码开关其中，二位拨码开关连接在Zigbee无线模块的数据输入端与单片机的数据输出端之间，二位拨码开关用于连接或者断开单片机与Zigbee无线模块之间的数据通信。

更进一步地，所述探测器还包括四位拨码开关和八位拨码开关；四位拨码开关和八位拨码开关均与Zigbee无线模块的输入端连接，用于给Zigbee无线模块提供一个11位的网络地址，使得上位机可以识别不同的探测器的测量数据。

进一步地，所述探测器还包括显示器模块，显示器模块包括显示器及其外部电路，显示器的输入端与单片机的输出端连接，显示器用于记录并显示温湿度测量值。

更进一步地，所述探测器还包括电源模块，电源模块包括锂电池、稳压芯片、输入滤波电路和输出滤波电路，其中，稳压芯片为TPS709稳压芯片；锂电池和输入滤波电路分别与稳压芯片的输入端连接，输出滤波电路与稳压芯片的输出端连接；电源模块用于提供稳定的工作电流。

更进一步地，所述探测器还包括第一指示灯电路、第二指示灯电路和第三指示灯电路；其中，第一、第二指示灯电路均与单片机连接，第一指示灯电路用于显示单片机的工作状态，第二指示灯电路用于发出警报；第三条指示灯电路与Zigbee无线模块连接，用于显示Zigbee无线模块的工作状态。

更进一步地，所述探测器还包括按键电路，按键电路包括两个按键，两个按键均与单片机连接，其中一个按键用于控制显示器开始记录数据，另一个按键用于控制显示器停止记录数据。

更进一步地，所述单片机为STC51系列单片机，温湿度传感器为SHT20型温湿度传感器，显示器为OLED12864显示器；单片机的输入端与温湿度传感器的输出端通过I2C总线连接，可以实现双向数据传输通信。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其温湿度传感器用于实时测量婴儿培养箱箱体内的温湿度，并将测量信号发送至单片机，单片机用于将温湿度测量信号转换为测量值，并将测量值通过第一、第二通讯模块传输至上位机，上位机接收到测量值后进行数据分析并记录，以做到对箱体的远程实时监控，无需前往箱体所在位置查看，同时温湿度测量数据可通过上位机生成数据表格，无需人工抄写，减轻工作人员负担；由于温湿度传感器测量的数据为实时数据，该数据包括箱体温度上升期间的数据和稳态下的数据，因此技术人员可以通过这些数据分析出培养箱的性能；此外上位机还判断接收到的温湿度测量值是否超过设置的阈值，并对超过阈值的测量值发出警报，以提醒维修人员及时处理。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的探测器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围内。

如图1所示，本实施例的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，包括上位机和至少一个探测器。探测器包括温湿度传感器、与所述温湿度传感器连接的单片机、与所述单片机连接的第一通讯模块。上位机连接有第二通讯模块，第一通讯模块和所述第二通讯模块之间通信连接；温湿度传感器用于实时测量箱体内的温湿度，并将测量信号发送至单片机，单片机用于将所述测量信号转换为测量值，并将该测量值经所述第一、第二通讯模块传输至所述上位机，上位机块用于记录和分析所述测量值并在其超过阈值时发出警报。

第一通讯模块为Zigbee协调器，所述第二通讯模块为Zigbee无线模块，第一、第二通讯模块构成包含两者并将两者无线通信连接的Zigbee网络。第一、第二通讯模块均采用Zigbee无线通信技术，具有成本低，低功耗，可靠性高的优点，可以建立多个网络连接点，传输数据容量大。单片机的输入端与温湿度传感器的输出端通过I2C总线连接，可以实现双向数据传输通信。

探测器还包括电源模块和显示器模块，其中，显示器模块与单片机连接，用于记录和显示温湿度测量值，电源模块用于给各器件提供稳定的工作电流。

如图2所示，电源模块包括锂电池、稳压芯片U4、输入滤波电路和输出滤波电路，锂电池和输入滤波电路分别与稳压芯片U4的输入端连接，输出滤波电路与稳压芯片U4的输出端连接。具体的，锂电池用于提供5V的直流电压。稳压芯片U4为TPS709稳压芯片。输入滤波电路包括电容C4和电解电容C1，其中电容C4为0.1uF，电解电容C1为220uF。电容C4与电解电容C1并联，且并联后一端与稳压芯片U4的IN脚连接，另一端接地。输出滤波电路包括电容C5、C3、C6、C7、C8和电解电容C2，电容C5、C3、C6、C7、C8为0.1uF，电解电容C2为220uF，电容C5、C3、C6、C7、C8和电解电容C2之间并联，并联后的一端与稳压芯片U4的OUT脚连接，另一端接地。稳压芯片U4的IN脚还与锂电池连接，稳压芯片U4用于将锂电池的电压和电流转化为适合电路运行的电压和稳定的工作电流，并通过OUT脚输出。

单片机U2为STC51系列单片机，具体型号为STC15W401AS_SOP20_DIP20_TSSOP20单片机，温湿度传感器U5为SHT20型温湿度传感器，单片机U2的输入端与温湿度传感器U5的输出端连接。

具体的，单片机U2的P1.1脚分别与温湿度传感器U5的SCL脚和稳压芯片的OUT脚连接，且P1.1脚与SCL脚之间设有电阻R1，电阻R1为4.7KΩ。单片机U2的P1.0脚分别与温湿度传感器U5的SDA脚和TPS709稳压芯片的OUT脚连接，且P1.0脚与SDA脚之间设有电阻R2，电阻R2为4.7KΩ。温湿度传感器U5的VDD脚与稳压芯片U4的OUT引脚连接，VSS脚接地，两个NC脚悬空。

显示器模块包括显示器U3及其外部电路，显示器U3为OLED12864显示器，显示器U3的输入端与单片机U2的输出端连接，显示器U3用于记录并显示温湿度测量值。

具体的，显示器U3的RST脚、D/C脚、D0脚和D1脚分别对应连接单片机U2的P1.6脚、P1.5脚、P1.4脚和P1.3脚。外部电路包括电容C9、C10、C11、C12和电阻R10，其中，电容C9为100nF，电容C10为100uF，电容C11为1uF，电容C12为1uF，R10为390KΩ；显示器U3的C2N脚串联电容C12后与C2P脚连接，C1N脚串联电容C11后与C1P脚连接，VDD脚和VBAT脚均与TPS709稳压芯片U4的OUT脚连接，VCOM脚串联电容C10后与GND连接，VCC脚串联电容C9后与GND连接，其余脚均接地。

进一步地，探测器还包括按键电路，按键电路包括两个按键，分别为按键KEP_UP和按键KEP_DOWN，两个按键并联，其中按键KEP_UP的一端与单片机U2的P3.7连接，另一端接地,按键KEP_DOWN的一端与单片机U2的P3.6脚连接，另一端接地，按键KEP_UP用于控制显示器U3开始记录数据，按键KEP_DOWN用于控制显示器U3停止记录数据。

第一、第二通讯模块均采用ZAuZx_T系列模块，具体型号为ZA2530A模块。在探测器中，Zigbee无线模块U1的TX口(P1.6)和RX口(P1.7)分别对应连接单片机U2的RXD脚(P3.1)和TXD脚(P3.0)，用于传输和发送数据，且TX口和RX口与RXD脚和TXD脚之间设有二位拨码S1开关和接插件P1，二位拨码开关的一端分别连接单片机U2的TXD脚和RXD脚，另一端分别与接插件P1的2脚和3脚连接，接插件P1的2脚和3脚还分别与Zigbee无线模块U1的RX口和TX口连接。二位拨码S1开关用于断开或者连接单片机U2与Zigbee无线模块U1之间的数据通信。二位拨码开关S1与单片机U2之间还设有电阻R3和电阻R4，电阻R3、R4分别与单片机U2的TXD脚和RXD脚连接，接插件P1与Zigbee无线模块U1设有电阻R5和电阻R6,电阻R5、R6分别与Zigbee无线模块U1的RX口和TX口连接，电阻R3、R4、R5、R6均为22Ω。

Zigbee无线模块U1的Reset脚还与单片机U2的P3.4脚连接，P1.5脚还与单片机U2的P3.2脚连接，P1.3脚与单片机U2的P3.3脚连接，GND脚接地，VCC脚与稳压芯片U4的OUT脚连接。单片机U2的VCC脚与稳压芯片U4的OUT脚连接，GND脚接地。

此外，探测器还包括四位拨码开关S3和八位拨码开关S2。四位拨码开关S3和八位拨码开关S2均与Zigbee无线模块U1的输入端连接。具体的，四位拨码开关S3和八位拨码开关S2的一端与Zigbee无线模块U1的I/O口连接，且该端其中十一个连接脚分别对应连接一个I/O口，剩余一只连接脚悬空，另一端的十二个连接脚均与稳压芯片U4的OUT脚连接。四位拨码开关S3与八位拨码开关S2组合，用于给Zigbee无线模块U1提供一个11位的网络地址，使得上位机可以识别不同的探测器的测量数据。

进一步地，探测器还包括第一、第二、第三指示灯电路，其中第一指示灯电路包括LED灯D2和电阻R8，电阻R8为22Ω，电阻R8的一端与单片机U2的P5.4脚连接，另一端与LED灯D2的正极连接，LED灯D2的负极接地。第二指示灯电路包括LED灯D3和电阻R9，电阻R9为22Ω，电阻R9的一端与单片机U2的P5.5连接，另一端与LED灯D3正极连接，LED灯D3的负极接地。第三指示灯电路包括LED灯D1和电阻R7，电阻R7为22Ω，电阻R7一端与Zigbee模块U1的P1.0脚连接，另一端与LED灯D1的正极连接，LED灯D1的负极接地。第一指示灯电路用于显示单片机U2的工作状态，第二指示灯电路用于发出警报；第三条指示灯用于显示Zigbee无线模块U1的工作状态。

本实用新型的工作原理为：上位机通过Zigbee协调器向各个Zigbee无线模块下发测量指令，每个Zigbee无线模块收到测量指令后的唤醒与其连接的单片机，单片机收到测量指令后，控制温湿度传感器实时测量温度和湿度，并将温湿度传感器的测量信号转化为测量值，之后该测量值经Zigbee无线模块和Zigbee协调器发送至上位机，上位机对测量值进行记录和分析，生成数据表格，这样医护人员可通过上位机显示的数值做到对箱体的远程实时监控，无需前往箱体所在位置查看，同时温湿度值也无需人工抄写。由于温湿度传感器对箱体内的温湿度进行实时测量，因此得出的温湿度测量值为实时数据，该数据包括箱体在升温时期的数据以及处于稳态下的数据，技术人员可以通过这些数据的变化对箱体的性能进行分析；此外，上位机可以对超出阈值的数据发出警报，提醒维修保养人员进行针对性的维修保养。

Claims (10)

1.一种婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：包括上位机和至少一个探测器；所述探测器包括温湿度传感器、与所述温湿度传感器连接的单片机、与所述单片机连接的第一通讯模块；所述上位机连接有第二通讯模块，所述第一通讯模块和所述第二通讯模块之间通信连接；所述温湿度传感器用于测量箱体内的温湿度，并将测量信号发送至所述单片机，所述单片机用于将所述测量信号转换为测量值，并将该测量值经所述第一、第二通讯模块传输至所述上位机，所述上位机块用于记录和分析所述测量值并在其超过阈值时发出警报。

2.根据权利要求1所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述第一通讯模块为Zigbee协调器，所述第二通讯模块为Zigbee无线模块，所述第一、第二通讯模块构成包含两者并将两者无线通信连接的Zigbee网络。

3.根据权利要求2所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述第一、第二通讯模块均采用ZAuZx_T系列模块。

4.根据权利要求3所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括二位拨码开关其中，二位拨码开关连接在Zigbee无线模块的数据输入端与单片机的数据输出端之间，二位拨码开关用于连接或者断开单片机与Zigbee无线模块之间的数据通信。

5.根据权利要求3所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括四位拨码开关和八位拨码开关；四位拨码开关和八位拨码开关均与Zigbee无线模块的输入端连接，用于给Zigbee无线模块提供一个11位的网络地址。

6.根据权利要求1所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括显示器模块，显示器模块包括显示器及其外部电路，显示器的输入端与单片机的输出端连接，显示器用于记录并显示温湿度测量值。

7.根据权利要求1至6任一项中所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括电源模块，电源模块包括锂电池、稳压芯片、输入滤波电路和输出滤波电路，其中，稳压芯片为TPS709稳压芯片；锂电池和输入滤波电路分别与稳压芯片的输入端连接，输出滤波电路与稳压芯片的输出端连接；电源模块用于提供稳定的工作电流。

8.根据权利要求3所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括第一指示灯电路、第二指示灯电路和第三指示灯电路；其中，第一、第二指示灯电路均与单片机连接，第一指示灯电路用于显示单片机的工作状态，第二指示灯电路用于发出警报；第三条指示灯电路与Zigbee无线模块连接，用于显示Zigbee无线模块的工作状态。

9.根据权利要求5所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述探测器还包括按键电路，按键电路包括两个按键，两个按键均与单片机连接，其中一个按键用于控制显示器开始记录数据，另一个按键用于控制显示器停止记录数据。

10.根据权利要求6所述的婴儿培养箱箱体温湿度监测装置，其特征在于：所述单片机为STC51系列单片机，温湿度传感器为SHT20型温湿度传感器，显示器为OLED12864显示器；单片机的输入端与温湿度传感器的输出端通过I2C总线连接。

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