DS18B20驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) - 基于以太網(wǎng)的醫(yī)院病人體溫遠(yuǎn)程自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　單總線通信時(shí)只需要1根信號(hào)線，并嚴(yán)格按照特定的時(shí)序要求逐位交換信息，主機(jī)和從機(jī)允許數(shù)據(jù)雙向傳輸，但在同一時(shí)刻數(shù)據(jù)的傳輸只能是一個(gè)方向的。

　　(1)初始化時(shí)序

　　初始化時(shí)CPU首先發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)將單線總線上所有DS18B20復(fù)位;然后釋放總線，改成接收狀態(tài)，單線被上拉電阻R拉成高電平。在檢測(cè)到此上升沿后，DS18B20需要等待15～60μs才向CPU發(fā)出響應(yīng)脈沖，此后便可對(duì)ROM，RAM進(jìn)行操作。

　　(2)讀/寫時(shí)序

　?、賹憰r(shí)序。CPU把I/O線從高電平拉至低電平時(shí)，作為一個(gè)寫周期的開始。寫時(shí)序包括2種類型即寫1時(shí)序和寫0時(shí)序。

　?、谧x時(shí)序。當(dāng)CPU將I/O線從高電平拉成低電平時(shí)，就作為一個(gè)讀周期的開始，并且I/O線保持低電平至少為1μs。DS18B20的輸出數(shù)據(jù)至讀時(shí)序下降沿后的15μs內(nèi)有效。經(jīng)過15μs后讀時(shí)序結(jié)束，I/O線經(jīng)外部上拉電阻又變成高電平。讀/寫1位數(shù)據(jù)至少需要60μs，并在兩位數(shù)據(jù)之間至少要有1μs的恢復(fù)期。讀/寫1位數(shù)據(jù)時(shí)序的波形如圖5所示。

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　　3.2 液晶顯示驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

　　利用點(diǎn)陣液晶顯示模塊LM6038D的串口模式，其時(shí)序圖如圖6所示。

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　　LM6038D的顯示驅(qū)動(dòng)程序包含了字符庫(kù)，由于系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地顯示溫度數(shù)據(jù)，所以字符庫(kù)做的比較小，只有“0～9”，“.”，“：”，“℃”，“+”以及“-”的字符編碼，采用16×16的字符大小。液晶每一頁只顯示4路DS18B20的數(shù)據(jù)，通過兩個(gè)按鍵可以上下翻頁查看其他DS18B20的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示格式：“1：+36.7℃”。

　　3.3 串口和網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)和ZNE-100T‘模塊之間通過RS 232接口通信，采用中斷的方式進(jìn)行串口通信。單片機(jī)串口初始化波特率為9 600 b/s，單片機(jī)在初始化時(shí)，就先通過串口對(duì)ZNE-100T進(jìn)行初始化操作，包括設(shè)置服務(wù)器IP地址，本機(jī)IP地址、網(wǎng)關(guān)、掩碼以及服務(wù)器端口號(hào)等，連網(wǎng)成功后，綠色發(fā)光二極管會(huì)亮起。單片機(jī)單元加上ZNE-100T模塊，就構(gòu)成了病房主機(jī)，它和醫(yī)院監(jiān)控中心之間的通信協(xié)議如下：

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　　每個(gè)病房主機(jī)都有一個(gè)ID號(hào)。單片機(jī)每隔1 min把采集到的8路溫度數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議打包之后通過串口發(fā)送給ZNE-100T，ZNE-100T則通過網(wǎng)口把數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)院監(jiān)控中心，此時(shí)紅色發(fā)光二極管會(huì)不斷的閃，表示正在發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　4 醫(yī)院監(jiān)控中心

　　醫(yī)院監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)記錄從個(gè)病房主機(jī)發(fā)過來的病人的體溫?cái)?shù)據(jù)，并且與病人的其他數(shù)據(jù)庫(kù)同步，便于醫(yī)生分析病人的病情變化。監(jiān)控平臺(tái)則實(shí)時(shí)顯示各床號(hào)病人的體溫?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)體溫變化異常的病床號(hào)進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)顯示相應(yīng)的編號(hào)和床位信息，提示醫(yī)護(hù)人員注意檢查病人身體狀況。

　　5 測(cè)試結(jié)果和實(shí)際使用情況

　　(1)DS18B20溫度測(cè)量精度

　　在測(cè)試過程中選用了水銀體溫計(jì)同時(shí)測(cè)量溫度，以檢驗(yàn)DS18B20的測(cè)量精度。在此測(cè)量20次體溫，DS18B20的測(cè)量結(jié)果和水銀體溫記的測(cè)量結(jié)果基本一致。

　　(2)監(jiān)控中心溫度顯示

　　在實(shí)際測(cè)試過程中，用5臺(tái)病房主機(jī)和監(jiān)控中心組成了一個(gè)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，可以在監(jiān)控中心實(shí)時(shí)看到各病房主機(jī)發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)，每路溫度數(shù)據(jù)都可以以曲線或者數(shù)字的方式顯示。

　　6 結(jié)語

　　實(shí)踐表明，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定地測(cè)量多個(gè)人體溫度，可以正常與監(jiān)控中心通信，并且可以實(shí)時(shí)地在病房主機(jī)上顯示測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具備穩(wěn)定性好，成本低廉，采用單總線測(cè)溫技術(shù)和以太網(wǎng)通信技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)分布式溫度測(cè)量，可以作為子系統(tǒng)模塊在醫(yī)院信息系統(tǒng)中應(yīng)。