由呼出气温度检测心输出量的测量系统

由呼出气温度检测心输出量的测量系统

贾　斌1,温光楠1,李志超1,李建军2,张洪伟3,徐世序4

(第四军医大学:11基础部病理生理学教研室,31西京医院普通外科,

41医学电子工程系计算机教研室,陕西西安710033;21北京生物医学工程研究所)

摘要:目的:探索并建立一种新的无创伤的心输出量实验检测系统。方法:根据热稀释法呼出气温度意义的研究理论,利用微型计算机采集热稀释法呼出气温度曲线、肺动脉热稀释曲线、主动脉热稀释曲线数据,采样频率20 H z,并对采集的3组数据分别进行自动处理,得到由呼出气温度曲线获得的心输出量(CO)。结果:从呼出气温度曲线获得的CO与从肺动脉热稀释曲线、主动脉热稀释曲线获得的CO相比具有很好的相关性。结论:经过犬的动物实验证明,这一系统具有成本低、性能稳定可靠、结果迅速准确、可重复性好等优点。

关键词:热稀释法;心输出量;呼出气温度;测量

中图分类号:Q61 文献标识码:A 文章编号:100927236(2001)0620467203

An esti m a tion system of card i ac output m ea surem en t from exp ired ga s tem pera ture

J IA B in1,W EN Guang2nan1,L I Z h i2chao1,L I J ian2jun2,ZH A N G H ong2w ei3,X U S h i2x u4 (11D ep artm en t of Pathop hysi o logy,Facu lty of P reclin ical M edicine,31D ep artm en t of General Su rgery,X ijing Ho sp ital,41D ep artm en t of B i om edical Engineering,Fou rth M ilitary M edical U2 n iversity,X i’an Shaanx i710033;21In stitu te of B i om edical Engineering,B eijing,Ch ina)

Abstract:A I M:To investigate and develop a new non invasive m easu rem en t m ethod of cardiac ou tp u t(CO).M ETHOD S:T he m icrocom p u ter m easu rem en t system of CO w as set up acco rding to the theo ry of therm odilu ti on exp ired gas tem p eratu re.Exp ired gas tem p eratu re2ti m e cu rve (EGTC)w as co llected by m icrocom p u ter th rough A D converter;at the sam e ti m e,p u l m onary artery tem p eratu re2ti m e cu rve(PA TC)and ascending ao rta tem p eratu re2ti m e cu rve(AA TC) w ere co llected also,fitting at a frequency of20H https://www.wendangku.net/doc/6611493628.html, p aring w ith the CO values of m easu red from p u l m onary artery and ascending ao rta resp ectively,the CO m easu red from exp ired gas tem2 p eratu re w as acqu ired in the sam e system.RESUL TS:T he CO m easu red from exp ired gas tem2 p eratu re w as w ell relati on to that w as m easu red from p u l m onary artery and ascending ao rta re-sp ectively.CONCL USI ON:T he m easu rem en t of CO from exp ired gas tem p eratu re is a feasib le non invasive m ethod and the m easu rem en t system is a reliab le,accu rate and low2co st system. Keywords:therm o ldilu ti on;cardiac ou tp u t;exp ired gas tem p eratu re;m easu rem en t

心输出量(CO)的测量在临床循环及呼吸系统疾病的救治以及战伤救治中有着极其重要的意义。CO的测量方法很多,有损伤性测量法,如古典的费克氏法、电磁血流量计法、利用热和染料的指示剂稀释法以及心血管造影法等;有非损伤性测量法,如同位素稀释法、呼吸法(改进的费克氏法)、阻抗法、超声多普勒法、核磁共振法等。超声多普勒法、核磁共振法是目前研究较多的非损伤测量法。这些方法中损伤性测量法有较高的精度,但由于对患者有较大的危险性而使应用受到限制;非损伤性测量法有无损伤或损伤较小的优点,但大多数存在测量精度较低或操作繁琐、费用高昂等缺陷,不便推广应用。

由呼出气温度检测CO测量系统是根据温光楠热稀释法呼出气温度意义的研究理论[1]而建立起来的。根据这一理论,呼出气热稀释曲线(EGTC)可以替代肺动脉热稀释曲线(PA TC)、主动脉热稀释

曲线(AA TC )而进行非创伤性的CO 测量。1　系统硬件组成

实验系统由微型计算机(美国,I BM 公司),A D 数模转换板(本校医学电子工程系计算机教研室),微伏级热电偶前置放大器(西安交通大学生物工程学院),A H 2611V 热稀释放大器,A F 2410V 热稀释放大器(日本光电公司),Sw an 2Ganz 飘浮心导管(B ax ter ),串联式测温热电偶(自制,由10组镍铬2康铜热电偶串联而成)组成(图1)

。

图1　测量系统的硬件框图

呼出气温度检测CO 实验测量系统采用高灵敏多点串联热电偶,热电偶单点直径小于0.2mm ,在水中的响应时间小于0.3s ,可以最大限度的减少EGTC 的测量误差。高精度热电偶放大器将热电偶电压信号放大到A D 数模转换板可接受的±5V 以内。PA TC 和AA TC 分别由Sw an 2Ganz 导管在肺动脉和升主动脉获得,放大后与热电偶信号一起经A D 数模转换被采集进入微机,微机完成一系列的数据处理后输出结果。

2　呼出气热稀释曲线(EGTC )的获得

传统的热稀释曲线是指把含一定热量的液体(通常是5～10m l ,0℃,50g L 葡萄糖或生理盐水)快速注入上腔静脉或右心房,经右心房和右心室混合后进入肺动脉和主动脉,这时,置于肺动脉或主动脉内的测温热敏电阻测得的一条温度2时间曲线。EGTC 是在气道内获得的:正常情况下,置于实验

动物气管正中的高灵敏测温热电偶将测得呼吸的温度2时间曲线。如果动物呼吸平稳,这条曲线近似于正弦曲线,它反映动物的呼吸频率。当通过外周静

脉快速注入一定量的0℃生理盐水或50g L 葡萄糖溶液,冷液团块通过肺毛细血管床与肺泡气发生热交换,肺泡气随呼吸排出,这时置于实验动物气管正中的测温热电偶就可以测量到一条叠加于呼吸波上的热稀释曲线(图2)

。

图2　A :肺动脉热稀释曲线(PA TC );B :呼吸波;C :气道中央记录的叠加在呼吸波上的呼出气热稀释温度2时间曲线

3　EGTC 的处理

PA TC 和AA TC 是平滑的热稀释曲线,曲线数据处理与以往文献报道无异(Ganz 等,1972;Grey

等,1984)。EGTC 是一条叠加在呼吸波上的热稀释

曲线,在使用传统计算方法计算EGTC 之前,必须对曲线作特殊处理。

3.1　滤除呼吸波　呼出气热稀释曲线叠加在呼吸波上,首先要滤除呼吸波,使呼出气热稀释曲线显现出来。呼吸波的频率通常情况下很低,小于1H z ,属于超低频,因此使用硬件滤波无法达到要

求,需要软件通过数值运算滤除呼吸波.EGTC 由每次呼气末温度的峰值组成,正确选取呼吸波峰值是获得EGTC 的关键.呼吸波峰值的选取采用数值比较法进行:选取整条呼吸曲线上大于其左右相邻各点的数值,这些数值符合呼吸波峰值数值的特点。但考虑到干扰信号的影响,初选的数值需进一步与其较远相邻各点数值进行比较,如初选的数值小于这些数值,可能是干扰信号,应舍去。初选的数值与其较远相邻各点数值的比较次数可根据放大器的性能而定,放大器的噪声较大时,比较次数可以适当增加。

3.2　插值与曲线平滑　选定的各点数值是EGTC

上的点,要得到精确的EGTC 需对选定各点数值间插值。采用3点抛物线内插法进行曲线拟合,然后

使用9点平滑法进行曲线平滑,如一次平滑后曲线仍显不够平滑,可重复9点平滑。

3.3　EGTC的计算　平滑后的EGTC需进行下列常规的判别和计算[2].

3.3.1　EGTC基线的判别　在曲线基线段连续选取20个数值,取20个数值的均值作为基线值.

3.3.2　EGTC峰值的判别　以基线作为0点,比较平滑后的EGTC的各点数值,找到最大值即为峰值。

3.3.3　EGTC起始点的判别　以基线作为0点,比较基线段数值,当某一数值大于峰值的1%时,即判定为曲线的起始点。

3.3.4　EGTC的指数外推　根据峰值,选取曲线下降段80%～48.5%全部数值,根据这些数值推导出曲线下降支的指数衰减公式,依据指数衰减公式从曲线下降支的48.5%点开始外推至峰值的1%点,完成EGTC的拟合。

3.4　EGTC心输出量的计算　热稀释法心输出量计算公式为[3]。

Q=m(T B-T I)

∫0∞?T G dt?

60S I C I

S B C B

式中m为注入的指示剂容量(毫升);T B和T I,S B 和S I以及C B和C I分别为血液和注入指示剂的温度,比重和比热;?T G为EGTC的变化。T B和T I, S B和S I以及C B和C I已知,使用最小梯形法求出曲线下面积即可得出由呼出气温度测得的心输出量(CO G)。

3.5　CO G校准　测量系统可以得到由PA TC, AA TC和EGTC计算得来的3组CO数据,即CO P,CO A和CO G。数组与作为标准的CO P,CO A数组分别使用最小二乘法进行相关性分析和直线拟合,得到CO G与CO P,CO A的直线方程。有了直线方程,在单独使用EGTC计算CO时就可以根据这两个直线方程得到校准的CO。

4　结果

对实验所获得的146组数据进行相关分析和直线拟合,得到以下结果(表1)。

5　讨论

热稀释法作为一种成熟的测量CO的方法在临床上得到了广泛的应用,在其它CO测量研究中,也多以热稀释法作为标准对照[4,5]。但是热稀释法是一种损伤性的测量方法,临床应用时需要对患者实行心导管术,将Sw an2Ganz飘浮心导管经右心插入肺动脉.因此,对一般患者,热稀释法测量CO 是不易接受的方法。寻找非损伤性的快捷准确的CO测量方法的努力一直没有停止。胸阻抗法测量以胸部阻抗图反映CO[6,7],可无损伤快速测量,但测量误差较大,不易定量,临床应用有困难;超声波法[8,9]测量CO的研究近年发展较快,但两种方法均存在定量困难的问题;虽然磁共振法测量CO的研究近年日趋完善[10],但由于其高昂的费用,使用受到限制。

表1　CO G与CO P,CO A的直线拟合方程及其相关系数和决定系数

CO G

标准

量

直线回归方程

相关系数r决定系数r2 CO P CO P=19.0185+0.5210CO G0.93490.8740

CO A CO A=20.5031+0.4723CO G0.94470.8925

由EGTC测量CO实验系统的建立,开辟了无创伤检测CO的新途径,为临床无创伤、简便、快速、低成本检测CO提供了新的技术支持。近来,有学者根据呼吸时肺内的热量与外界环境进行交换的原理,设计使用高频通气,在麻醉狗气道内测量气道内某一点的温度变化曲线。当一定温度的高频通气进行一定时间后,气道内会形成新的温度平衡状态。作者认为此温度平衡曲线与肺血流量和肺水含量有密切关系[13]。此法是迄今由呼出气温度测量CO的又一方法,与EGTC测量CO虽有相似之处,但原理上有本质不同。L oer等[12],V ersp rille[13]由0.5mm直径的细支气管粘膜测得支气管粘膜热稀释曲线用于测量CO。此法对于正常肺当可反映CO,对于肺部存在病变的情况下,由于支气管粘膜热稀释曲线的获得来自肺的局部,因此不能反映全肺血流。EGTC由上呼吸道获得,曲线是来自于全肺的每一处热稀释曲线的总和,可反映整肺血流,所以可以替代PA TC,AA TC用于CO的测量。呼出气温度检测CO实验测量系统采用高灵敏多点串联热电偶,微型计算机数据采集,可以快速、有效、无创伤的测量心输出量,为临床心输出量指标的广泛应用提供了新的可能。

参考文献:

[1]温光楠,李建军,汪　栋.热稀释法呼气温度曲线及其动脉血

温度曲线的相关性研究(兔实验)[J].第四军医大学学报, 1985,6(2):137.(下转第472页)

表2　不同实验状态下二尖瓣血流速度测量指标的变化观测指标静息状态缺血状态

E59±1147±12b

A31±1243±9b

E A1.6±0.61.0±0.5b

与静息状态比较,b P<0.01。

3　讨论

依照文献[5],舒张性心力衰竭是指在左室收缩功能相对正常(LV EF≥45%)的情况下,由于左室心肌松弛性减低和(或)僵硬度升高,和(或)左室充盈量减少和充盈压升高,造成肺循环和体循环瘀血的临床综合征。从本实验结果可以发现造成急性心肌缺血可以建立舒张性心衰动物模型。但舒张过程包括许多复杂因素的相互作用:心肌主动松弛的耗能过程;收缩过程中对心肌的挤压扭转储存的弹性能量,在舒张早期释放,产生了对血液充盈的抽吸作用;心腔与心肌的僵硬度;左室的形状与室壁厚度;冠状动脉充盈对心室充盈的限制;心肌和血液成分粘弹性;心包限制;心室间相互作用以及心房的作用;肺内压;胸腔内压;肺静脉弹性;心率的影响等[4-8]等,因此还应建立其他类型的舒张性心衰模型。本研究采用了心导管与超声心动图同步血流动力学测量技术,观察了左室系列收缩和舒张功能指标的变化,结果显示:缺血状态下,LV ED P从513±2.8mm H g升高到7.1±2.8mm H g,之后在整个实验中保持升高状态,T延长,二尖瓣血流E波速度降低,左室舒张早期充盈率降低。在静息对照状态下LV EF为57%±6%,心肌缺血状态下,LV EF减少到50%±8%。以上结果表明:在保持相对正常的左室收缩功能的条件下,出现了左室松弛性和充盈速率的异常和左室舒张末期压力的升高,为今后深入研究舒张性心力衰竭发病机制、血流动力学和药物治疗提供了可靠的研究对象。

参考文献:

[1]Packer M.A bno rm alities of diasto lic functi on as a po tential

cause of exercise into lerance in ch ronic heart failure[J].1990, 81(Supp l ): 78-86.

[2]Pennock GD.Echocardi ograph ic changes after m yocardial in2

farcti on in a model of left ventricular diasto lic dysfuncti on[J].

A m J P hy siol,1997,273(4P t2):H2018-2029.

[3]European study group on diasto lic heart failure.How to diag2

no se diasto lic heart failure[J].E u r H eart J,1998,19(7):990 -1003.

[4]R ick A.Evaluati on of diasto lic filling of left ventricular in

health and disease:Dopp ler echocardi ography is the clinician’s ro setta stone[J].J A m Coll Card iol,1997,30:8-18.

[5]Gro ss m an W.D iasto lic dysfuncti on and congestive heart failure

[J].C ircu lation,1990,81(Supp l ): 1-7.

[6]B rogan W C.T he natural h isto ry of iso lated left ventricular dias2

to lic dysfuncti on[J].A m J M ed,1992,92:627-630.

[7]L ittleW C.C linical evaluati on of left ventricular diasto lic perfo r2

m ance[J].P rog Card iovasc D is,1990,32:273.

[8]B rutsaert DL.R elaxati on and diasto lic of the heart[J].P hy siol

R ev,1989,69:1228-1315.

(收稿日期:2000208204)

(上接第469页)

[2]闫天生,温光楠,徐世序.血管外肺水微机测量系统[J].北京

生物医学工程,1994,13(1):16.

[3]陈延航,沈力平,林　真,等.生物医学测量[M].北京:人民卫

生出版社1984,142.

[4]E stagnasie P,D jedaini K,M ier L,et al.M easurem ent of car2

diac output by transesophageal echocardi ography in m echanical2 ly ventilated https://www.wendangku.net/doc/6611493628.html,parison w ith thermodiluti on[J].In2 tensive Care M ed,1997,23(7):753.

[5]Belardinelli R,C iampani N,Co stantini C,et https://www.wendangku.net/doc/6611493628.html,parison of

i m pedance cardi ography w ith thermodiluti on and direct F ick

m ethods fo r noninvasive m easurem ent of stroke vo lum e and car2 diac output during increm ental exercise in patients w ith ischem ic cardi om yopathy[J].A m J Card iol,1996,77(15):1293.

[6]Koobi T,Kauk inen S,T urjanm aa VM,et al.W ho le2body

i m pedance cardi ography in the m easurem ent of cardiac output

[J].C rit Care M ed,1997,25(5):779.

[7]W eilM H.E lectrical bi o i m pedance fo r noninvasive m easurem ent

of cardiac output[edito rial;comm ent][J].C rit Care M ed, 1997,25(9):1455.[8]L equier LL,L eonard SR,N ikaidoh H,et al.Extravascular

Dopp ler m easurem ent of cardiac output in infants and ch ildren after operati ons fo r congenital heart disease[J].J T horac Car2

d iovasc S u rg,1999,117(6):1223.

[9]Yagi T,Yo sh ida K,Hozum i T,et al.A utom ated cardiac out2

put m easurem ent by co lo r Dopp ler echocardi ography[J].J Car2

d iol,1998,31(4):223.

[10]H unter GJ,H am berg LM,W eisskoff RM,et al.M easurem ent

of stroke vo lum e and cardiac output w ith in a single breath ho ld w ith echo2p lanar M R i m aging[J].J M ag n R eson Im ag ing, 1994,4(1):51.

[11]Serikov VB,R umm M S,Kam bara K,et al.A pp licati on of res2

p irato ry heat exchange fo r the m easurem ent of lung w ater[J].J

A pp l P hy siol,1992,72(3):944.

[12]L oer SA,W ietasch JKG,Scheeren TWL.Does B ronch ial ther2

modiluti on allow esti m ati on of cardiac output?[J].Intensive Care M ed,1999,25:211.

[13]V ersp rille A.T hermodiluti on curves obtained from the

bronch ial m uco sa[J].Intensive Care M ed,1997,23:940.

(收稿日期:2000208210;　修回日期:2000209226)

基于无创心输出量测量系统的心脏重症康复专家共识(完整版)

基于无创心输出量测量系统的心脏重症康复专家共识 （完整版） 前言 《中国心血管报告》指出，我国心血管病占居民疾病死亡构成的40％以上,已成为我国居民的首位死因。其中，急性心肌梗死、起搏器植入术后、严重心律失常、严重心力衰竭、心脏移植术后及心脏外科术后（如瓣膜修补术或置换术）等均属于心血管重症[2]。面对心血管重症防治的严峻形势，心脏重症康复是突破目前我国心血管重症防治瓶颈的重要措施，有助于减少心血管重症患者再次发生心血管事件的风险，以及降低全因死亡并实现更多的心血管获益。 心脏康复、预防已有70多年的历史，西方发达国家心血管事件拐点部分得益于此，目前已经成为决定心血管疾病或者医疗质量及患者生存质量的重要环节之一，并已成为一个蓬勃发展的学科。面对众多的心血管急性症发病和PCI术后等危重心血管疾病患者，目前临床工作重点仍主要局限于相关心血管重症急性期的抢救与治疗，往往对于发病前的预防以及发病后的康复没有足够重视，导致患者反复发病、反复住院，医疗开支不堪重负，故心脏重症康复与二级预防在中国势在必行。 对于心脏重症患者病情的监测与评估是心脏重症康复的核心环节， 但是尚缺乏精准有效的连续监测和疗效评估手段。2016年心脏康复的心肺运动试验指南将动态血流动力学监测对心功能的临床评估价值单独列

出。传统有创的动态血流动力学监测技术虽然是金标准，但有高价格、高风险、耗时、需要特殊设备和技术培训等运用瓶颈，无法在临床常规开展。与传统监测技术相比，动态无创血流动力学监测则提供了一个更优的选择。目前，基于动态无创心输出量测量系统在临床实施过程中尚无统一的标准，为规范动态血流动力学在心脏重症康复中的应用，以及学术发展体系建设与质量控制的需求。中国心脏重症与康复血流动力学专家委员会特制订此专家共识，以期为中国心脏重症康复动态心输出量测量系统的标准应用及临床治疗提供借鉴和指导。 1 无创心输出量监测系统 1.1定义：无创心输出量监测系统是基于欧姆定律原理，通过新一代心室血流阻抗波形描记法，实时连续监测人体血流动力学参数，从而以血流动力学角度评估静息、活动及运动过程中心功能的变化。广泛用于临床指导用药、液体管理、鉴别高血压及休克类型、制定I、II、III期心脏康复处方、评估治疗及康复效果等。 1.2使用方法： 无创心输出量测量系统具备静息、动态、监护三种工作模式分析血流动力学变化趋势。（1）血流动力学静息评估模式，指病人保持卧位或坐位静息状态监测。（2）血流动力学动态评估模式，这包括被动抬腿负荷

基于单片机的温度测量系统设计

基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范

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智能型温度测量控制系统

河北农业大学 毕业论文﹙设计﹚开题报告 题目智能型温度测量控制系统-开题报告 学生姓名学号 所在院(系)信息工程学院 专业班级通信工程2010140 指导教师 2014年02月23日

题目基于单片机的温度控制系统设计 一、选题的目的及研究意义 温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用，是工业对象中主要的被控参数之一。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。 当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。应用领域非常的广泛，①冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域。 ②轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。③汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量等。温度是一种最基本的环

温度控制系统测试.

温度控制系统测试 实验目的 1．在自动控制理论实验基础上，控制实际的模拟对象，加深对理论的理解； 2．掌握闭环控制系统的参数调节对系统动态性能的影响。 实验设备 1．自动控制理论及计算机控制技术实验装置； 2．数字式万用表、示波器(自备)； 3．温度对象、控制对象。 实验原理 图 1 温度控制系统框图如图1所示，由给定、PID调节器、可控硅调制（使用全隔离单相交流调压模块）、加温室（采用经高速风扇吹出热风）、温度变送器（PT100输入0-100°输出2-10V电压）和输出电压反馈等部分组成。在参数给定的情况下，经过PID运算产生相应的控制量，使加温室里的温度稳定在给定值。 给定Ug由自动控制理论及计算机控制技术的实验面板单元U3的O1提供，电压变化范围为1.3V～10V。 PID调节器的输出作为可控硅调制的输入信号，经控制电压改变可控硅导通角从而改变输出电压的大小，作为对加温室里电热丝的加热信号。 温度测量采用PT100热敏电阻，经温度变送器转换成电压反馈量，温度输入范围为0～100℃,温度变送器的输出电压范围为DC2～10V。 根据实际的设计要求，调节反馈系数β，从而调节输出电压。

实验电路原理图 实验电路由自动控制理论及计算机控制技术实验板上的运放和备用元件搭建而成，实验参考参数如下：R0=R1=R2=100KΩ，R3=100KΩ，R4=10M，C1=10uF，R5=430K。Rf/Ri=1; 具体的实验步骤如下： 1．先将自动控制理论及计算机控制技术面板上的电源船形开关均放在“OFF”状态。 2．利用实验板上的单元电路U9、U13和U15，设计并连接如图2所示的闭环系统。 图2 在进行实验连线之前，先将U9单元两个输入端的100K可调电阻均逆时针旋转到底（即调至最小），使电阻R0、R1均为100K; 将U15单元输入端的100K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R3的总阻值为100K;C1在U15单元模块上。R4取元件库单元上的10M电阻。R5取元件库单元上的的430K电阻； U13单元作为反相器单元，将U13单元输入端的100K可调电阻均顺时针旋转到底（即调至最大），使电阻Ri为200K;保证反馈系数为1。 注明：所有运放单元的+端所接的100K电阻均已经内部接好，实验时不需外接。 （1）将数据采集系统U3单元的O1接到Ug； （2）给定输出接PID调节器的输入，这里参考电路中Kd=0，R4的作用是提高PI调节器的动态特性。 （3）经过PID运算调节器输出（0～10V）接到温度的检测和控制单元的脉宽调制的

毕业论文——基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现

毕业设计（论文） 基于NRF24L01无线温度测量系统的设计 与实现 教学系：信息工程系 指导教师： 专业班级： 学生姓名： 二零一二年六月

附件1 毕业设计(论文)任务书

附件2 毕业设计(论文)开题报告

注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成； 2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字； 3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标

目录 摘要 (1) ABSTRAC (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 课题的国内外研究状况 (3) 1.3 本课题的研究内容 (4) 2系统方案分析与选择论证 (5) 2.1 系统方案设计 (5) 2.1.1 系统设计要求 (5) 2.1.2 主控芯片方案 (5) 2.1.3 无线通信模块方案 (5) 2.1.4 温度传感方案 (5) 2.1.5 显示模块方案 (6) 2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6) 2.2 系统方案确定 (6) 3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8) 3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8) 3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8) 3.1.2 引脚功能及描述 (8) 3.1.3 工作模式 (9) 3.1.4 工作原理 (9) 3.1.5 配置字 (10) 3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10) 3.2 温度采集端 (11) 3.2.1 采集单元 (11) 3.2.2 控制单元 (15) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 传输单元 (19)

基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统设计(论文)

题目名称：基于NTC热敏电阻的温度测量与控 制系统设计 摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。 关键词： NTC TL431 温度线性转换 Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D and D/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy + 1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function. Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion

监测：从心输出量监测到心脏超声(2)

监测：从心输出量监测到心脏超声（2） 监测：从心输出量监测到心脏超声（2）重症行者翻译组朱然译心脏超声心脏超声并不是一项血流动力学监测 技术，因为它并不能提供连续性的血流动力学监测。然而，一项近期研究展示了一种新式单用途迷你经食道超声探头，这种探头可以在重症病人原位留置72小时，病人耐受性良好，因此，可用于接受机械通气的休克病人的血流动力学监测。目前，心脏超声仍被认为是对休克病人进行心血管评估的首选，尤其是对休克类型的初始评估，及序贯心脏功能的评估。心脏超声的两项主要优势是无创性，及远好于其它方法的心脏功能评估。左室射血分数（Left ventricle ejection fraction，LVEF）是心脏超声能够提供的最重要参数之一。由于既依赖于左室心肌收缩力，又依赖于左室后负荷，LVEF 必须结合动脉收缩血压进行解读。这在休克时尤其重要，因为此时的左室后负荷可以在短期之内出现显著改变。每搏量（stroke volume，SV）可以通过心脏超声估测出，测量主动脉下血流的速度时间积分（VTI）及左室流出道面积，计算其乘积即为SV。VTI代表了红细胞在一个收缩期内的移动距离，可以应用脉搏多普勒在主动脉下进行轮廓描记。左室流出道面积通过其直径进行计算。值得注意的是，即便主动脉下直径测量的误差极小，也可导致CO值的显著误差。不

管怎样，由于主动脉瓣环是纤维性的，左室流出道在短时间内不可能出现变化。因此，CO的相对变化可以通过VTI的相对变化进行估测，而VTI的测量更为简单，并且更不易产生误差。 心脏超声也可以评估左心舒张功能。将二尖瓣环的组织多普勒成像与脉搏多普勒测量的跨二尖瓣血流结合，可以半定量估测左室充盈压力。心脏超声还可通过对主动脉下最大血流速的呼吸变异度或下腔静脉直径的呼吸变异度来预测液体 反应性，也可采用PLR后的主动脉下VTI变化来预测液体 反应性。并且，心脏超声还可用于评估右室功能。尤其值得一提的是，心脏超声是诊断急性肺心病的金标准。 心脏超声的主要缺陷在于操作者依赖性，并且操作者在达到熟练操作之前需要一定的培训时间。尤其是在处理复杂心脏疾病或应用经食道超声时。但是，掌握重症病人经胸超声检查的基础技能所需的培训时间却是很有限的。 对于休克的病人如何选择血流动力学监测的设备低血容量、血管张力降低、心脏功能不全是休克时最主要的心血管异常。这些情况可单独存在，也可以各种方式合并存在。心脏功能和前负荷反应性的评估对明确休克机制、选择足够治疗及评估治疗反应性来说都是最主要的。对恰当血流动力学监测方式的选择依赖于休克的时相，复杂程度和对初始治疗的反应性（图1）。

简单多点温度测量系统课程设计

课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期） 题目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院系： 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 2011年5 月22 日

目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………

基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下： （1）．测量点为两点。 （2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。 （5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图：

无线温度测量系统设计

本科毕业论文（设计）题目无线温度测量系统设计 专业通信工程 作者姓名程丰收 学号2011201827 单位理工学院 指导教师黄慧 2015 年 6 月 教务处编

原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期： 指导教师签名:日期：

１绪论.................................. 错误！未定义书签。 1.1 摘要 ................................................. ２ 1.2 选题依据和意义 (3) 1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4) 1.4 无线传感器网络技术简介 (5) 1.5 未来前景展望 (6) 2 ZigBee协议简介 (7) 2.1 ZigBee的概述 (8) 2.2 ZigBee的网络基础 (9) 2.2.1 网络节点类型 (10) 2.2.2 网络拓扑形式 (11) 2.3 ZigBee的工作模式 (12) 3 核心板介绍 (13) 3.1 CC2530核心板 (14) 3.2 CC2530引脚描述 (11) 3.3 温度传感器介绍 (16) 3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12) 3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18) 4 系统总体设计 (19)

温度测量控制系统的设计与制作实验报告(汇编)

北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日

目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)

一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。

心输出监测的生理学基础

心输出监测的生理学基础 第一节心脏泵血功能及其评价指标 心脏是生命活动中的重要器官之一。心脏为了推动血液在体内作循环流动必然要消耗能量作功，将化学能转化为用于心肌收缩、血管运动和血液流动的机械能；心脏的收缩与舒张过程不但影响血管运动和血液流动，同时也受血管运动和血液流动的影响，因此心肌能量的产生、心肌的收缩与舒张、血管的运动及血液的流体等发生变化时均可引起心脏泵血功能的改变。其中心脏作为一个泵血的动力装置，泵的前后负荷、泵的工作效率以及外周循环动脉血压的变化均可直接影响心脏血液输出的效率；血液循环作为一个功能性封闭体，血液动力学的改变反过来也会对心肌细胞与血管细胞产生深刻的影响，导致心肌肥厚或心力衰竭、动脉粥样硬化等的发生。 一、心脏泵血功能 心脏是一个由心肌组织构成并具有瓣膜结构的空腔器官，它是血液循环的动力装置。在血液循环系统中，心脏肌肉组织不断地作收缩和舒张的交替活动，心脏舒张时容纳静脉血液返回心脏，心脏收缩时则为心脏内的血液提供机械能使血液能从心脏射入动脉中，并在外周血管内流动。在心肌节律性的收缩与舒张和心脏瓣膜规律性开启与关闭的配合下，心脏推动着血液沿单一方向在体内不停地作循环流动，心脏这种推动血液流动的作用方式与水泵工作的原理相近，因此可以把心脏看成是一个实现泵血功能的肌肉器官。 心脏泵血功能正常与否直接关系到心脏向外周血管输送血液量的多少，这是医疗实践和实验医学研究中经常遇到和关心的问题。临床上将心脏泵血功能障碍导致心输出量减少，以至于不能满足全身组织代谢需要的病理过程称为心力衰竭，同时将心力衰竭的早期过程称为心功不全，心力衰竭往往是多种心血管疾病发展变化的共同结果。心力衰竭的临床表现受心力衰竭发生部位的影响，按发生的部位分为左心衰竭，右心衰竭和全心衰竭。左心衰竭多见于冠状动脉粥样硬化性心脏病、高血压病、主动脉瓣狭窄或关闭不全、二尖瓣狭窄或关闭不全等，导致左心输出量减少、肺部淤血或水肿；右心衰竭见于肺心病、三尖瓣或肺动脉瓣疾病，并常继发于左心衰竭，结果表现有心输出量减少，体循环淤血，静脉压增加，常伴有下肢水肿，严重时可发生全身性水肿；全心衰竭是左右心室同时发生的一种心力衰竭，如心肌炎、心肌病等引起的全心衰竭，或继发于左心衰后并发的一种右心衰竭，结果表现既有左心衰又有右心衰的临床症状。显然心输出量的减少与组织代谢对血液量的增加都会导致心功不全或心力衰竭，有时心力衰竭发生在心输出量并不减少甚至是升高但机体对血液量的需要增加使心输出量相对减少，因此心力衰竭可分为高输出和低输出两类心力衰竭。总之心力衰竭是一种心脏功能的严重失代偿表现，它可导致心源性休克的发生。因此在临床上需要有一套客观的指标来评价心输出量及其变化的程度以帮助临床上对心血管病人的诊断、治疗及其预后。 二、心输出量的评价 心输出量是衡量心脏功能的基本指标，通常按心脏搏动一次或工作时间在一分钟内射

(完整版)基于stm32的温度测量系统

基于STM32的温度测量系统 梁栋 (德州学院物理与电子信息学院，山东德州253023) 摘要：温度是日常生活和农业生产中的一个重要参数，传统的温度计有反应缓慢，测量精度不高的和读数不方便等缺点，此外，通常需要人工去观测温度，比较繁琐，因而采用电子技术的温度测量就显得很有意义了。 面对电子信息技术的进步，生成了各种形式的温度测量系统。本文设计了一个基于以STM32为核心的温度测量与无线传送的系统，温度信息采集使用数字化温度传感器DS18B20，无线传输使用ATK-HC05蓝牙模块的智能测温系统。 关键词 STM32； DS18B20； TFTLCD；智能测温系统 1 绪论 在现代社会的生产生活中，人们对于产品的精度要求越来越高，而温度是人们在生产生活中十分关注的参数，因此，对温度的测量以及监控就显得十分重要。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度的偏差进而引发事故。如化工业中做酶的发酵，必须时刻了解所发酵酶的温度才可以得到所需酶；文物的保护同样也离不开温度的采集，不仅在考古文物的出土时间上，还是在档案馆和纪念馆中，温度的控制也是藏品保存关键，所以温度的检测对其也是具有重要意义的；另外大型机房的温度的采集，超出此范围会影响服务器或系统的正常工作等等。传统方式监控温度往往很耗费人力，而且实时性差。本文就设计了一个基于STM32的温度测量系统，在测量温度的同时能实现无线传输与控制。 STM32RBT6具有较低的价格、较高的测量精度、便捷的操作，同时在编程方面STM32也具有和其他单片机的优势之处，如51要求从基层编程，而STM32所有的初始化和一些驱动的程序都是以模板的形式提供给开发者，在此开发者只需要了些其他的模块功能和工作方式和少量的语法知识便可以进行编程，此优势不但节约了时间，也为STM32的发展做出了强有力的铺垫，而且STM32目前是刚刚被作为主流开发的单片机，所以其前景是无可估量的，这次毕业设计也是看好了其优越的发展趋势来选择的。 无线传输采用蓝牙技术，将采集的温度传输至终端，以此实现远程监控。利用“蓝牙”技术，能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据传输，其数据传输带宽可达1Mbps。综合考虑，在设计硬件时选择的软件是Altium Designer，该软件集成了电路仿真、原理图设计、信号完整性设计、分析等诸多功能，使用起来很方便。通过原理图的绘制，

基于Cortex_M3智能无线温度测量系统设计

基于Cortex-M3智能无线温度测量系统设计 钟鼎 （中国地质大学机械与电子信息学院，湖北武汉430074） 摘要：设计了一种基于Cortex-M3内核的STM32F103RBT6为核心处理器的智能无线温度测量系统。系统采用 DS18B20数字温度传感器，并利用TC35I 模块接入GSM 网络，实现利用手机短信发送温度测量指令，手机短信接收 测量数据，该系统同时具有定时自检和温度报警功能，当处理器定时自检发现DS18B20出现故障时，系统会自动启用处理器内部温度传感器并短信报警。经实验证明，该系统测量精度最高可达0.0625度，适合在距离较远，不易布线的环境下使用。 关键词：Cortex-M3；STM32F103RBT6；DS18B20；TC35I ；温度测量中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2011）21-0183-03 Intelligent wireless temperature measurement system based on Cortex-M3 ZHONG Ding （Mechanical and Electronic Information Institute ，China University of Geosciences ，Wuhan 430074，China ） Abstract:A system uses STM32F103RBT6processor which based on Cortex -M3core.By using DS18B20to measurement the temperature and using TC35I module to connect to the GSM network ，It achieves a function that using short message to send commands and receiving the measurement data by short message.The system also has a self -test function ，when the processor found the DS18B20fails ，it will automatically enable internal temperature sensor and send alarm message.It is suitable for long distance condition with a high precision. Key words:Cortex -M3；STM32F103RBT6；DS18B20；TC35I ；temperature measurement 收稿日期：2011-08-20 稿件编号：201108066 作者简介：钟鼎（1983—），男，湖南长沙人，硕士，助理工程师。研究方向：网络通信与安全。 温度测量[1]在家居生活和工业生产控制等领域都有着广泛的使用，随着电子技术的飞速发展，应用领域还在不断的扩展，基于单片机控制的温度测量系统也相继被提出，随着 ARM 公司最新Cortex 系列内核的推出，基于Cortex-M3内核 的高性价比的处理器受到了客户广泛欢迎，而在我国，GSM 网络超过95%的覆盖率也为无线通信和远程控制创造了良好的媒介，在某些特殊环境下，比如不易布线或者布线距离较长环境下，都会使测量系统的成本升高，而且数据在长距离的传输过程中极易受到干扰，利用技术成熟成本相对较低的GSM 网络，不仅不受传输距离的限制，而且具有较好的抗干扰能力，使用便携的手机发送短信控制来实现温度的实时测量是一种较好的方法。 1系统整体设计 智能温度测量系统主要由温度测量模块、GSM 模块、外 接EEPROM 、主控制器组成。主控制器使用意法半导体公司生产的STM32F103RBT6处理器，主要完成整个系统的运行和自检工作。温度测量模块使用DALLAS 公司的DS18B20数字温度传感器，GSM 模块使用西门子工业TC35I 模块，其支持中文短信功能，通过通用串口协议与主控制器通信，接收和发送主控制器的命令，当TC35I 模块接收到短消息命令后把命令发送给主控制器，主控制器分析短信命令，如为温度测量指令则开始测量温度，测量数据通过TC35I 模块发送回去，同时备份测量数据在外接EEPROM 中，整体结构框图如图1所示。 2 硬件电路设计 2.1 主控制器 意法半导体公司新推出的STM32F103RBT6，是基于 ARM 公司最新推出的V7平台的Cortex-M3内核。芯片[2-3]具 有128k FLASH ，20k SRAM ，2个SPI 接口，3个串口，一个 USB ，1个CAN ，51个IO 口。芯片的数据处理能力为 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第19卷Vol.19第21期No.212011年11月Nov.2011 图1 系统整体结构 Fig.1Overall structure of system －183－

PICCO脉搏指数连续心输出量监测

PiCCO(pulse - indicated continuous cardiac output) ,即脉搏指示连续心输出量监测是一种较新的微创血流动力学监测技术,采用热稀释法可测得单次的心排出量,并通过动脉压力波型曲线分析技术测得连续的心排出量( PCCO) [ 7 ] 。临床上使用的PiCCO 监测仪( Pulsion ,Germany) 只需置1 根特殊的动脉导管和及1 根中心静脉导管,既可进行CO、胸腔内血容量( ITBV) 及指数( ITBI) 、血管外肺水( EVLW) 及指数( ELWI) 等指标的测定,并能进行连续心排出量( PCCO) 及指数( PCCI) 、每搏量(SV) 及指数(SVI) 、IBP 等的连续测定[ 8 ] 。与Swan - Ganz 导管相比, PiCCO 具有以下优点。第一,PiCCO 无需置管到肺动脉及肺小动脉,极大的减轻了对人体的损伤,减少和避免了Swan - Ganz 导管的一系列问题和并发症,而且留置时间可延长至10d[ 8 ] ;第二,PiCCO 采用了新的监测指标。Swan - Ganz 导管通过监测PAP、PAWP 及CVP 来评价血管容量和心脏前负荷的状况,可是易受到血管壁顺应度、心内瓣膜功能、胸腔内压力等因素的影响[ 9 ] ,而且不能反映血管外肺水的量,使其准确性倍受质疑。PiCCO 引入ITBV 及EVLW 这两个 指标的测定,大量研究表明连续监测ITBV 及EVLW 能够更准确、及时的反映体内液体的变化[ 10 ] ;第三, PiCCO 整合了IBP 监测,一举两得,使用方便,减少了患者的医疗费用,而且顺应了技术医学发展的潮流;第四,PiCCO 能连续反映一些高变异度但临床价值大的指标,能捕捉瞬息变化的信息供医生参考,并提供直观、简便、安全的界面和操作要求[ 8 ] 。 4 PiCCO 的启示 从古希腊希波克拉底时代起,西方医学几乎就没有停止前进的脚步。热稀释法的提出及Swan - Ganz 导管的诞生在当时是医学界的重大进步。但随着人们对医学价值的深入思考,认识到医学发展的最根本目的是促进人、自然、社会三者价值的统一。按照这一标准来评判,就曾经出现了否定Swan - Ganz 导管临床价值的观点,认为其会增加患者的病死率[ 11 ] 。虽然其后的一些随机大规模临床研究否决了增加病死率的观点,认为Swan- Ganz 导管仍能给患者带来益处并提高生存质量[ 12 - 13 ] ,但它的医学价值仍值得怀疑,大量应用于临床依然不现实。医学技术的创新是一个缓慢推进的变革,新旧技术的交替并不是一蹴而就的过程。Swan - Ganz 导管被取代也需要时日[ 1 ] 。与Swan- Ganz 导管监测技术相比,PiCCO 因其微创性、科学性、简便性等优点正逐渐被临床所接受,见表2 。 经肺温度稀释法和PCCO的测定需要一根特殊的动脉导管。该导管通常置于股动脉或腋动脉，小儿只能置于股动脉。通过该导管，可连续监测动脉压力，同时监测仪通过分析动脉压力波型曲线下面积来获得连续的心输出量