婴儿培养箱温度报警控制器论文和设计-梁小亨

全文摘要

本实用新型公开了一种婴儿培养箱温度报警控制器，属于电子设备的技术领域，包括婴儿培养箱电源线和供电电源线，还包括MCU、温度模块、按键、电流感应器、继电器、电源模块、温度显示屏和报警装置，所述MCU分别与温度模块、按键、电流感应器的信号输出端、继电器的控制端、电源模块、温度显示屏和报警装置电连接；所述温度模块的输入端连接有温度传感器，温度传感器置于婴儿培养箱内部；所述电源模块和继电器的输入端均与供电电源线电连接；所述婴儿培养箱电源线穿过所述电流感应器并与所述继电器的输出端电连接，以达到能够根据婴儿培养箱的实际使用情况触发温度报警控制器实现相应功能的目的。

主设计要求

1.一种婴儿培养箱温度报警控制器，包括婴儿培养箱电源线和供电电源线，其特征在于，还包括MCU、温度模块、按键、电流感应器、继电器、电源模块、温度显示屏和报警装置，所述MCU分别与温度模块、按键、电流感应器的信号输出端、继电器的控制端、电源模块、温度显示屏和报警装置电连接；所述温度模块的输入端连接有温度传感器，温度传感器置于婴儿培养箱内部；所述电源模块和继电器的输入端均与供电电源线电连接；所述婴儿培养箱电源线穿过所述电流感应器并与所述继电器的输出端电连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述电流感应器设为霍尔电流感应器。

3.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述MCU采用的型号是AT89C51单片机。

4.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述报警装置设为蜂鸣器，蜂鸣器与所述MCU电连接。

5.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述按键包括报警消音键和温度设定键，所述报警消音键和温度设定键均与所述MCU电连接。

6.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述温度传感器采用的是DS18B20型温度传感器。

7.根据权利要求1所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述温度显示屏通过总线驱动器与所述MCU通信连接。

8.根据权利要求7所述的婴儿培养箱温度报警控制器，其特征在于，所述总线驱动器采用的是74LS244型单向总线驱动器。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电子设备的技术领域，具体而言，涉及一种婴儿培养箱温度报警控制器。

背景技术

婴儿培养箱是采用”对流热调节”方式，利用计算机技术对培养箱温度实施伺服控制的设备，其主要由婴儿舱、温度控制仪、培养箱机箱、蓝光辐照灯箱等组成。其功能是为早产儿、病弱婴儿和新生儿提供一个类似母体宫腔的环境。

婴儿培养箱是医院新生儿科使用的医疗设备，由于新生儿、早产儿对出生后的环境温度不适应，需要专门住在婴儿培养箱的恒温环境内。但医院在使用婴儿培养箱的过程中偶尔会出现婴儿培养箱温度高于或低于设定值而不报警的情况，对婴儿存在非常大的安全隐患。之前新闻也有报道过由于婴儿培养箱温度控制失灵，一直加热把婴儿烤焦的情况。

而在婴儿培养箱内设置温度报警器使其内部环境得以稳定控制，现有的普通温度报警器一旦温度高于或低于设定值时则会马上报警，不能根据婴儿培养箱的实际使用情况进行报警，其主要存在以下缺陷：

(1)婴儿培养箱开机后需要10-15分钟才能达到设定的温度值，在此期间温度过低则不需要报警；

(2)婴儿培养箱经常要打开舱门对婴儿进行检查和护理，在此过程中温度会有所降低但也不需要报警；

(3)在正常使用过程中，一旦温度过高时，普通温度报警器只能报警，不能起到断电作用。

现有的温度报警器不能根据婴儿培养箱的实际使用情况报警和温度过高时断电保护；因此，设计一种独立的、专门的监控婴儿培养箱温度的报警控制器十分必要。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种婴儿培养箱温度报警控制器以达到能够根据婴儿培养箱的实际使用情况触发温度报警控制器实现相应功能的目的。

本实用新型所采用的技术方案为：一种婴儿培养箱温度报警控制器，包括婴儿培养箱电源线和供电电源线，还包括MCU、温度模块、按键、电流感应器、继电器、电源模块、温度显示屏和报警装置，所述MCU分别与温度模块、按键、电流感应器的信号输出端、继电器的控制端、电源模块、温度显示屏和报警装置电连接；所述温度模块的输入端连接有温度传感器，温度传感器置于婴儿培养箱内部；所述电源模块和继电器的输入端均与供电电源线电连接；所述婴儿培养箱电源线穿过所述电流感应器并与所述继电器的输出端电连接。

进一步地，所述电流感应器设为霍尔电流感应器。

进一步地，所述MCU采用的型号是AT89C51单片机。

进一步地，所述报警装置设为蜂鸣器，蜂鸣器与所述MCU电连接。

进一步地，所述按键包括报警消音键和温度设定键，所述报警消音键和温度设定键均与所述MCU电连接。

进一步地，所述温度传感器采用的是DS18B20型温度传感器。

进一步地，所述温度显示屏通过总线驱动器与所述MCU通信连接。

进一步地，所述总线驱动器采用的是74LS244型单向总线驱动器。

本实用新型的有益效果为：

1.采用本实用新型所公开的婴儿培养箱温度报警控制器，由于在婴儿培养箱电源线上设有对其电流监控的电流感应器，以此感应到婴儿培养箱是否处于开机状态，不会出现在预热过程中出现误报警的情况；同时，在婴儿培养箱的内部设置温度传感器，当检测到婴儿培养箱内部温度高于设定值的预定范围后，则会控制报警装置进行报警并控制继电器及时切断电源；还可通过按键设定报警的温度值，可实现护理人员开舱门进行护理时，规定时间内和预设温度范围内不进行报警，最终实现该温度报警控制器可根据婴儿培养箱的实际使用情况进行报警且在温度过高时提供断电保护的功能。

附图说明

图1是本实用新型提供的婴儿培养箱温度报警控制器的安装示意图；

图2是本实用新型提供的婴儿培养箱温度报警控制器的系统结构框图；

图3是本实用新型提供的婴儿培养箱温度报警控制器的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的器或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，本实施例中具体提供了一种婴儿培养箱温度报警控制器，该温度报警控制器主要是应用在婴儿培养箱1内，以作为专用的设备，在本实施例中，设计一款适用于婴儿培养箱1的温度报警控制器盒体4，其外形尺寸大约为5cm*3cm*2cm，在该温度报警控制器盒体4设有温度报警控制器，温度报警控制器独立于婴儿培养箱1工作，温度报警控制器盒体可悬挂在婴儿培养箱1上，实时显示当前的温度，在本实施例中采用现有的婴儿培养箱1即可，婴儿培养箱1配设有使其自由的滑动底座。

该温度报警控制器包括婴儿培养箱电源线2和供电电源线5，婴儿培养箱电源线2对婴儿培养箱1进行供电，以实现其正常工作；而供电电源线5对温度报警控制器供电，以实现其正常工作，供电电源线5的端部设有插头，插头用于连接到普通的220V电源插座上。

还包括MCU、温度模块、按键、电流感应器、继电器、电源模块、温度显示屏和报警装置，所述MCU分别与温度模块、按键、电流感应器的信号输出端、继电器的控制端、电源模块、温度显示屏和报警装置电连接；所述温度模块的输入端连接有温度传感器3，温度模块用于将温度传感器3的输出信号进行数字化，温度传感器3放置于婴儿培养箱1内部以用于实时测量婴儿培养箱 1内部的实时温度；所述电源模块和继电器的输入端均与供电电源线5电连接，供电电源线5分别对电源模块和继电器进行供电；所述婴儿培养箱电源线2穿过所述电流感应器并与所述继电器的输出端电连接，电流感应器用于检测婴儿培养箱电源线2内的电流流通量大小，并将电流信息反馈至MCU，MCU判断婴儿培养箱1是否在开机状态；所述继电器用于控制婴儿培养箱1的通断电，且继电器为常闭型继电器。

优选的，在本实施例中，所述电流感应器设为霍尔电流感应器，所述MCU 采用的型号是AT89C51单片机，所述报警装置设为蜂鸣器，蜂鸣器与所述MCU 电连接，所述按键包括报警消音键和温度设定键，所述报警消音键和温度设定键均与所述MCU电连接，所述温度传感器3采用的是DS18B20温度传感器3；所述温度显示屏通过总线驱动器与所述MCU通信连接，且总线驱动器采用的是74LS244单向总线驱动器；所述电源模块采用HIECUBE牌的AP05N07-Zero 型电源模块，可输出5V的电源，并对MCU进行正常供电；所述温度模块采用的型号为PCT300，其精度好，抗干扰，稳定性好，免维护。

如图2所示，提供了温度报警控制器的内部电路结构图，温度传感器3连接有温度模块，温度模块接收温度传感器3所监测的温度信息之后进行数字化，并将数据传送给MCU处理，MCU把当前的实时温度通过显示屏显示出来。同时，温度设定键用于设定报警的温度值，报警消音键用于暂停报警。

如图3所示，提供了温度报警控制器的电路图：

在MCU的XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件(一个石英晶体和两个电容)，内部振荡器便能产生自激振荡。在该电路图中，MCU 中未画出注VCC引脚(第40管脚)和GND引脚(第20管脚)，VCC引脚为电源引脚并于所述电源模块的输出端连接。在MCU的RST引脚上可外接复位电路，用于整个温度报警控制器的复位；将温度传感器3的输出端DQ与MCU 的P1.7引脚连接；将报警消音键和温度设定键的一端分别与MCU的P1.0引脚和P1.1引脚连接，报警消音键和温度设定键的另一端引脚均连接电压信号；将蜂鸣器通过三极管U6与MCU的P2.2\/A10引脚连接；将继电器的控制端通过三极管U2与MCU的P3.1\/TXD引脚连接，继电器的输出端与婴儿培养箱1的电源端连接；将电流感应器的信号输出端与MCU的P3.0\/RXD引脚连接。

采用本实用新型所公开的温度报警控制器，其控制过程具体如下：

当婴儿培养箱1开机之后，婴儿培养箱电源线2与供电电源线5处于接通状态，电流感应器检测到婴儿培养箱电源线2内有电流流通，并将信息反馈至 MCU，MCU监测到婴儿培养箱1处于开机状态。

由于婴儿培养箱1需要15分钟的预热时间，在开机的15分钟内，通过温度传感器3所检测的温度过低不会触发蜂鸣器进行报警，只有温度过高才会触发蜂鸣器进行报警。

当开机15分钟之后，温度过高或过低都会报警；由于一般护理人员开舱门护理会在5分钟内完成，因此，分为以下几种情况：

(1)若温度传感器3所检测的温度低于设定温度值3度内且持续时间在5 分钟内不会报警，而超过5分钟之后则会触发蜂鸣器报警；

(2)当温度传感器3所检测的温度低于设定温度值3度以上，立即报警；

(3)当温度传感器3所检测的温度高于设定温度值2度-5度时，MCU控制蜂鸣器立即报警；

(4)当温度传感器3所检测的温度高于设定温度值5度时，MCU控制蜂鸣器立即报警并控制继电器立即断电，此时，显示屏温度会一直显示监测到的最高温度，直到温度报警控制器断电；

(5)当MCU判断到婴儿培养箱1不在开机状态时，温度过低则不会触发报警。

在上述通过蜂鸣器进行报警的过程中，用户可按报警消音键暂停报警2分钟。

本实用新型所提供的温度报警控制器可根据婴儿培养箱1的实际使用情况报警，同时，在温度过高时进行断电保护，以独立的、专门的监控婴儿培养箱1温度，为医护人员提供了可靠的保障。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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