以超遠距離wifi模塊為基礎開發了物聯網體溫監控系統

以超遠距離wifi模塊為基礎開發了物聯網體溫監控系統，溫度是人體的一項基本生理指標，一直是醫生判斷生命體征、診斷臨床疾病的重要依據。理性、準確的體溫測量在醫學和其它領域尤其重要。對病人體溫的變化有利于醫生掌握病人體溫的變化，正確判斷病人的身體狀況，制定相應的治療方案。但是，目前臨床上使用的溫度計都存在讀數困難、難以統計數據和易發生交叉感染等問題，不能滿足當前醫生、病人對溫度計的使用需求。近幾年，物聯網技術發展迅速，藍牙可被使用，無線傳輸技術，如WiFi，使對象能通過通信網絡連接到專網，內聯網，通過遠距離或短距離進行數據交換和信息通訊，實現目標智能識別、預案管理、遠程實時監控等。因此，本論文設計了一種基于超遠距離wifi模塊物聯網體溫監測系統，它可以通過WiFi技術遠程監控患者的體溫，還可以通過WiFi技術遠程管理溫度，解決目前臨床應用溫度計存在的問題。

本系統以12C5A60S2單片機為主控制器，采用MLX9064紅外線測溫模塊，通過I/O口連接到單片機；WiFi模塊使用超遠距離wifi模塊，12C5A60S2單片機通過串行口向WiFi模塊傳輸溫度傳感器采集的溫度值。WiFi模塊又將溫度值通過網絡發送到手機或計算機上，從而遠程監控患者的體溫數據。

紅外線測溫模塊采用Melexis公司制造的MLX90614系列高精度紅外測溫芯片。所設計的芯片采用TO-39金屬封裝，模塊內裝有紅外感應熱電堆探測器芯片和信號處理的專用集成芯片，其中含有低噪聲放大器、17位數模轉換器、數字信號處理器等的信號處理專用集成芯片。MLX90614系列芯片具有默認的系統管理總線(SMBus)和10位數字PWM輸出模式，其中10位數字PWM的輸出格式可用于在-20~120之間進行連續測溫。C，分辨率是0.14C。MLX90614使用標準TO-39封裝，它有四個引腳：VSS、SCL/VZ、PWM/SDA、VDD、MLX90614與單片機連接時，直接將SCL、SDA管腳連接到單片機I/O口，VDD插針與5V電壓連接。

超遠距離wifi模塊為物聯網開發的一款物聯網專用。超遠距離wifi模塊采用串口和單片機通訊，內置的TCP/IP協議棧，WiFi與主機通訊。采用出CV520模塊對傳統串口設備進行簡單的串口配置，可通過WiFi將數據通過WiFi傳輸到主機上，實現物聯功能。超遠距離wifi模塊有三種工作模式：STA模式、AP模式、STA混合AP模式。STA模式通過路由器與英特網連接，屬于互聯網內部通信；AP模式以CV520為熱點，主機通過連接該熱點進行通訊，屬于局域網內部通信，STA混合AP方式是上述兩種方式的混合，使用者可以通過局域網進行通訊，也可以通過英特網進行通訊。

將平板電腦或移動電話等主機通過英特網向網絡服務器發送控制信號；服務器收到信號后，再次使用英特網轉發給超遠距離wifi模塊，E將收到的信號指令通過串口發送給單片機。與此相反，單片機的數據還可以通過串口發送到模塊，然后通過英特網傳輸到網絡服務器后轉發到手機、平板電腦等主機。于是，通過英特網就可以實現手機及其它上位機對單片機的遠程控制，實現數據的互通。定義了上位機和HekrV1.1的傳輸指令幀：基本幀格式化數據頭+產品業務數據+數據尾。(1)幀頭(1B)：幀的開始標識，其值固定為0x48的十六進制數字。(2)幀長(1B)：此幀存儲了傳輸幀的長度，其取值范圍是[0x06,0xFE]。(3)幀類型(1B)：幀類型的識別碼存儲在這一幀中，0x01是下位機上報幀，0x02為上位機下發幀，0xFE為操作幀，0xFF為錯誤幀。(4)幀序號(1B)：每幀傳送一幀，序列號自增1，識別的次序和取值范圍是[0x00,0xFF]。(5)有效數據(nB)：存儲具體通信內容，其長度取決于實際情況。(6)校驗碼(1B)：一旦超過0xFF，上述每幀中的數據之和將取低8位(1B)。按照He氪云定義的幀格式，該系統需要有5個傳送幀。

主控軟件設計上位機APP采用HTML5和Javascript編寫，在手機上安裝該APP，就可以使用編寫的上位計算機程序。按壓啟動/清零按鈕，即可測量體溫，再按一次清零。該系統可存儲10次體溫測量結果，按“前面”或“后面”按鈕查看存儲的體溫歷史數據。首先判斷「啟動/清零」鍵是否按下，APP會向單片機發送Star-Clear幀以清零體溫值。再次判斷“前”鍵是否按下，如按下向單片機發送Upward幀，查看上一次體溫測量值；如“后”按鈕按下，則將Downward幀發送到單片機，查看后的體溫值。然后，將QueryStatus框架發送到單片機接收到QueryStatus幀，在ReportStatus中寫入監測體溫數據，并上傳到APP，APP接收ReportStatus幀之后，將在屏幕上顯示體溫值；如果沒有接收到ReportStatus幀，時提示缺失。

MCU軟件流程。先檢查是否接收到Start-Clear框架，如果接收到Keyflflag標志位被反。接下來，決定是否接收到QueryStatus框架，如果接收到ReportStatus幀，再次判定Keyflflag的值是否為1,0將會清零溫度值；例如Keyflflag的值為1，就是啟動感應器的溫度值為10次，取平均值，然后顯示溫度值，然后將溫度值寫入ReportStatus。終判定溫度是否有異常，如有異常，啟動蜂鳴器報警。

利用超遠距離wifi模塊設計了一套測量精度高、讀數快、英特網遠距離溫度監測系統，并對溫度進行wifi遠程監控。經試驗表明，該溫度監測系統輸出響應好，誤差小，可用于臨床治療、科研等領域，具有廣闊的應用前景。