基于单片机的医用低温柜控制器设计2-设计说明书
编号：
CP-51-2021-069-LW2
设计摘要：
随着我国医疗水平的不断提高，我国在医用设备管理方面有得了很大的进步，对医用药品的管控与储存也越来越严格，本文针对医用药品的安全存放和使用的问题，设计了一款智能医用低温柜控制器。
本文叙述了关于医用低温柜的发展以及研究现状，并介绍了本次设计的低温柜控制系统的工作原理以及系统结构，设计以STC89C52单片机为控制核心，通过DHT11检测低温柜柜内温湿度数据，并将数据在LCD1602显示器上显示出来，霍尔开关型传感器YS-27用于检测低温柜的门是打开还是闭合状态，按键可以对低温柜温度及报警温度上限进行设定，制冷控制电路控制的温度范围为-20～+25℃，当低温柜温度超过设定的温度上限或门打开时间过长时报警电路会进行声光报警，SIM800C通信模块异常信息发送给用户。再利用Altium Designer软件和Keil编程工具软件完成硬件电路设计和程序软件设计。
最后完成实物制作，经过调试，设计的医用低温柜能够采集并显示温湿度，制冷控制系统也能准确控制温度，设计的报警及短信通知系统也能使用户更方便、有效地使用低温柜。
关键词：低温柜 传感器 单片机 超限报警
字数：13000+
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内容预览：
目 录
摘 要
Abstract
第1章 绪 论
1.1 课题研究的目的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究内容
第2章 系统总体方案设计
2.1 设计要求
2.2 系统框图
2.3 系统器件选择
第3章 系统硬件电路设计
3.1单片机最小系统
3.1.1 复位电路
3.1.1 晶振电路
3.2 显示部分设计
3.2.1 LCD1602控制指令
3.2.2 LCD1602实物及数据参数介绍
3.2.3 LCD1602时序介绍
3.2.4 LCD1602内部对应地址
3.3 报警电路设计
3.3 GSM报警模块
3.2.3 SIM800C数据参数
3.2.3 SIM800C指令
3.4 按键电路
3.5 温湿度检测电路设计
3.6 霍尔传感器门检测电路设计
3.7 制冷控制电路设计
3.8 电源
第4章 系统软件设计
4.1 系统主程序设计
4.2 显示子程序设计
4.3 按键子程序设计
4.4 DHT11温湿度子程序设计
4.5 门检测子程序设计
第5章 系统调试
5.1 焊接及测试仪器
5.2 硬件调试
5.3 软件调试
5.4 调试结果分析
第6章 结论与展望
参考文献
致 谢
第1章 绪 论
1.1 课题研究的目的意义
随着人们生活质量的日益提高，科学技术的快速发展以及医疗改革的不断深化，智能医疗低温柜在保证医疗产品存储安全方面发挥着非常重要的作用。智能医疗低温柜为现在医疗水平的高速提高提供了保障，已经成为医疗机构必不可少的医疗设备。储存在低温柜中用于诊断和治疗的药品对温度，环境湿度等相关因素都有很高的要求，如果温度不能准确控制或不能及时处理医用低温柜的故障，很可能会导致存储在医疗室中的医疗物品变质，给医疗机构，医护人员及患者家庭带来不必要的麻烦。因此，在本论文的设计中，将高精度智能温度控制系统和远程监控系统应用于医用低温柜。传统的医用低温柜不具备提醒功能，大多数传统的监控系统均为本地监控。可能存在柜内温度过高或未关好门等问题，这种类型的问题会导致诸如工作时间麻烦和繁重的劳动等问题。如果在没有人监管的情况下容易发生故障，医疗低温柜会造成不必要的损坏。本设计中加入了短信远程报警功能，低温柜内温度超出温度设置上限或开门时间过长时进行声光报警并发送短信给工作人员，使工作人员可以更方便，更高效地使用低温柜。该系统软件功能完善，易于实际操作，稳定性高，能很好地满足了医疗机构的要求。
1.2 国内外研究现状
智能医疗低温柜是现代低温储藏医用药品的设备，它是从传统冷藏柜上基本发展而来的。主要目的是确保药物存储时可以保持低温的状况和安全要求，避免了医疗产品的变质，减少对药物的消耗。由于制冷和测温技术的发展，智能医疗超低温柜可以实现药品存储过程中，确保药品的低温存储。智能医疗超低温柜对于温度检测非常重要。温度传感器是温度测量系统的关键组件。温度测量的技术水平是智能医疗低温柜管理和控制的实际效果。医用低温测温技术的科学研究中，温度的测量通常包括三个部分，首先，根据温度传感器的被测目标的主要参数的相关性以及温度转换的规律性，将测得的模拟信号转换为工作电压或电流数据信号。第二：根据获得的数据信号设计方案，开发脉冲调制电源电路，并根据实际操作对传感器输出的数据信号进行滤波放大。第三：根据AD转换后的模拟信号，通过一系列优化算法进行计算，匹配温度值并在显示屏上显示出来。目前，海外公司：英国Terso Solution Co.，Ltd.选择TS032RFID频率记录柜来完成库存数量的自动跟踪，将RFID标签粘贴到冷藏柜中的药品上，并根据RFID读写RFID标签高频阅读器识别。当取出或存储药物时，根据生成的数据信号转换用于库存填充的订单信息是很方便的。中国公司：中国大连的一家公司开发了一套SPR-510 / 710D药品存储柜。该型号规格的储物柜可以完成超低温报警，自我诊断，普通传感器故障报警，门电源开关检查等功能。SPR-510/ 710D型号规格的储物柜报警方式选择紧密组合警报消息和电子邮件警报，遥控器警报选择有线电视警报和GPRS遥控警报方法 [1] 。
1.3 论文研究内容
本设计以STC89C52为控制核心，用温湿度传感器对低温柜内环境温湿度进行实时监测，并通过继电器控制压缩机实现对低温柜温度控制，当低温柜柜内的温度超过用户设定的温度值时，单片机控制继电器控制制冷压缩机工作开始制冷，当温度低于温度设定值时，继电器控制制冷压缩机停止工作[2]，此时低温柜处于保温状态，药品的存储温度一般分为冷库和阴凉两种，阴凉温度保持在25摄氏度以下，冷库温度保持在2～10℃，本设计能控制的低温柜温度范围为-20～+25℃，因此能满足大部分药品的存储要求。单片机将检测到的温湿度数据通过通信协议在显示器上显示出来，当温度超过设定的温度上限或门打开时间过长时进行报警并通过短信模块发送异常信息给用户，使用户能更方便，有效地使用低温柜。
