摘要：為了有效控制車載血庫的溫度，使血庫內的溫度保持在(5±1)℃，設計了一套用于車載血庫的溫度監控和報警系統。該系統利用DSl 8B20數字溫度傳感器測量血庫內外溫度，當血庫內溫度超過上限時，單片機" title="單片機">單片機啟動制冷壓縮機降溫，當低于下限時，關閉制冷壓縮機，從而控制血庫內的溫度。與傳統溫度監控系統相比，該系統在血庫外增加了一個溫度傳感器，解決了外界溫度對血庫內的溫度控制的影響，提高了精度；此外，該系統還增加了打印和無線短信模塊，能夠打印時間和溫度，便于工作人員的觀察和記錄。實驗表明，在室外不同溫度范圍時，該系統能使單片機在血庫內相應的溫度時控制報警系統和制冷壓縮機的開關，使血庫溫度保持在有效范圍內。
關鍵詞：單片機；DSl8B20" title="DSl8B20">DSl8B20；LCD" title="LCD">LCD；打印機" title="打印機">打印機；無線
在現代日常生活中，車載血庫是醫院采集和運輸血液的重要設備，除此之外，它在現代戰爭中也發揮著極其重要的作用。但是血液是搶救危重病人的特殊藥品，運輸和貯存都對溫度有嚴格的要求。中華人民共和國醫藥行業標準規定血液冷藏箱的箱內溫度為(5±1)℃。因此，為了提高移動采血的質量，更有效地管理和集中采集到的血液，使血液在輸送過程中更好保存，就需要一個車載血庫溫度監控系統，對血庫內的溫度進行嚴格控制。
我國目前市場上溫度監控系統種類很多，雖然價格便宜，但是分辨率和精度較低，溫度監控效果不是很理想，并且用于車載的溫度監控系統還較少。國外的車載溫度監控系統分辨率和精度較高，雖然性能好，但是價格昂貴，使用成本很高。本文設計的車載血庫溫度監控和報警系統由較小的單片機系統、溫度傳感器、LCD(或LED)，打印機，無線報警系統等硬件構成。可實現對血庫內溫度的有效控制，同時具有實
時顯示，打印和報警等功能，通過在血庫外增加溫度傳感器，大大提高了控制溫度的精度。
1 系統原理及硬件設計
中華人民共和國醫藥行業標準YY 0168-94規定血液冷藏箱的主要技術要求有：箱內溫度為(5±1)℃；環境溫度，亞溫帶型(SN)、溫帶型(N)：10～32℃，亞熱帶型(ST)：18～38℃，熱帶型(T)：18～43℃。對性能的要求是：冷藏箱達到運行狀態后，箱內溫度不得偏離4～6℃范圍；箱內上限溫度在7～8℃，下限溫度在2～3℃時應分別發出報警。
根據該行業標準，本文設計的系統總體結構框圖如圖l所示。該車載血庫溫度監控系統主要由單片機PICl6F877A" title="PICl6F877A">PICl6F877A、數字溫度傳感器DSl8B 20、液晶顯示器OCMl2864、時鐘芯片DSl302、打印機，無線短信模塊等組成。由于外界環境溫度在不同溫度范圍時，開關制冷壓縮機時的內部溫度是不同的，所以要用2片DSl8B20分別檢測外部和內部的溫度。而外界溫度和內部溫度是存在一定關系的，因此當外界溫度達到某一范圍，內部溫度超過預設值時，利用單片機控制制冷壓縮機的開關，以達到控制血庫溫度的目的。報警系統采用聲光報警和無線短信報警2種方法。
1．1 PICl6F877A單片機
美國Microchip公司生產的PIC系列單片機具有價格低、速度快、功耗低、體積小等特點，并率先采用RISC技術。若用MCS-51系列單片機，必須外加A／D轉換的硬件電路及相應軟件編程。而PIC單片機有內置的A／D轉換功能，故本系統選擇PIC系列單片機的PICl6F877A。此器件內部有E2PROM，可以使溫度值方便寫入和讀出，若除此之外，PICl6F877還可實現在線調試和編程，并且PICl6F87X系列單片機還具有一套小巧廉價的在線調試工具套件，借助這套在線調試工具，既可以硬件仿真，又可以程序燒寫，還保留了一塊可以隨意焊接自選元器件的布滿焊孔的電路板。總之，選擇PICl6F877可以大大簡化硬件電路和軟件編程，又便于在線調試和編程。單片機與按鍵的接口電路如圖2所示。
按下S1鍵進入溫度設置狀態。按S2和S3鍵可對設置溫度進行加減，溫度設置好后可按S1鍵返回。
1．2 DSl8B20數字溫度傳感器
DSl8B20是DALLAS公司推出的數字式溫度傳感器，該傳感器是一種改進型的智能溫度傳感器，采用"1-Wire"結構，只需占用單片機的一個I／O口線，測量溫度范圍為-55～+125℃。可編程為9～12位A／D轉換精度，且當溫度在-1O～+85℃之間時測量誤差僅為0．5℃，自身帶有非易失性的、用戶可編程的高低溫報警觸發器。DSl8B20可以將檢測到的溫度信號直接轉換為數字信號，因此可以直接和單片機相連，省去了放大電路、A／D轉換電路或恒流源。因此其外圍電路也比較簡單。
與傳統的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。可以分別在93.7 5 μms和750 μms內完成9位和12位的數字量，并且從DSl8B20讀出的信息或寫入DSl8B20的信息僅需要1根口線(單線接口)讀寫。溫度采集電路如圖3所示。
1．3 LCD液晶顯示
OCMl2864液晶顯示模塊是128x64點陣型液晶顯示模塊，該模塊具有如下特點：顯示數字、字母和圖形等；可與MCU直接接口，具有8位標準數據總線、6條控制線及電源線；單電源供電，供電電源為+3．3～+5 V；配置對比度可調的LED背光；具有光標顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等功能。
1．4 時鐘DSl302
DSl302是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2．5～5．5 V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。其主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且關閉充電功能。采用普通32．768 kHz晶振。
2 系統軟件設計
本系統軟件設計采用了模塊化的設計方法，將監控系統要完成的功能分別編寫和調試，所有模塊調試成功以后，將各個模塊連接，構成單片機軟件系統。這樣的設計有利于程序代碼的優化，而且便于調試、維護和功能擴展。
該系統軟件主要包括系統初始化程序，按鍵掃描子程序，DSl8B20溫度采集子程序，LCD顯示子程序及報警子程序等。在主程序中首先進行初始化，然后調用顯示子程序和打印子程序，顯示和打印當前溫度采集值，接著調用比較子程序，對實際溫度值和設置的溫度值進行比較，當溫度超過設置值時，調用報警子程序。系統主程序流程如圖4所示。
系統初始化編程：
3 試驗結果
在不同的庫外環境溫度下，開關壓縮機時的庫內溫度是不同的，所測得的試驗結果如表l所示。
由上述試驗數據所知，開關壓縮機時的庫內溫度受庫外環境溫度的影響，庫外環境溫度越高，開關壓縮機的庫內溫度越低；反之，開關壓縮機的庫內溫度越高。
4 結束語
該溫度監控系統利用兩片DSl8B20數字溫度傳感器，分別測量外界和內部溫度，并對內外溫度進行比較，通過軟件編程，利用單片機PI-Cl6F877A控制制冷壓縮機的開關，有效實現了血庫溫度的控制。與以往溫度監控系統相比，在外部增加了溫度傳感器，考慮了外界環境溫度對血庫內溫度的影響，大大提高了溫度控制的精度，同時增加了打印機和無線短信模塊，能夠實時打印時間和溫度值，便于記錄和保存信息。該系統擴展后可應用于其他對溫度有要求的各種場合。