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车载婴儿保育箱智能控制系统研制
| 论文题名： | 车载婴儿保育箱智能控制系统研制 |
| 关键词： | 车载婴儿保育箱;可靠性;智能控制系统;温度控制算法;双单片机 |
| 摘要： | 车载婴儿保育箱是运用科学的方法构建类似母体子宫环境的设备，主要为新生儿尤其是早产儿、低体重儿、病弱婴儿及病危儿提供空气洁净、温湿度适宜的优良环境。由于新生儿的生理功能和体温调节功能都尚未成熟，因此能否为新生儿特别是早产儿提供温暖舒适的成长环境显得尤为重要。目前，保育箱已基本实现了无人监视下自动控制的功能，但所存在的缺陷也不容忽视:1）应用场合的局限性;2）传统湿化方式容易滋生细菌;3）温度控制算法需要加以改进;4）可靠性有待提升;5）缺少婴儿体温等实时数据的存档功能。 本课题设计的车载婴儿保育箱将针对上述传统保育箱所存在的缺陷进行改进和完善，同时结合现代电子技术，运用婴幼儿产热与散热的生物医学专业知识，采用飞思卡尔MC9S08AW60控制器进行双单片机(MCU)主从控制，通过PWM控制加热板功率进行温度调节，实时显示保育箱的状态，增加数据存储和存档模块，将采集的箱温、肤温、湿度及相应的时间等信息数据传输和显示于上位机上，同时采用了软件容错技术确保程序运行的可靠性，设计了软硬件相结合的多重过热保护模块确保系统的安全性。本文采用了模糊自适应PID算法，即将模糊控制与PID控制两者相结合，既有模糊控制灵活、适应性强的特性又有PID控制精度高的特点，满足保育箱在温度控制方面对动态响应速度、控制精度和稳定性的高要求。实验结果表明，模糊自适应PID控制算法与传统PID控制算法相比，无论在控制性能，还是在调节时间、超调量、稳态误差和动态响应速度等指标上都进行了较大的改进。该温度控制方法能够改善控制器对温度的控制性能，适用于医用仪器车载婴儿保育箱。 本文最后将自主研发的车载婴儿保育箱智能控制器安装于保育箱机械装置上进行整机调试，按照设计要求进行逐一验证，结果表明:当主MCU运行异常时，部分输出系统转由从MCU控制，达到主从MCU协调运作;当箱内温度超过一定值时，过热保护电路会切断电源，多重安全措施防止箱温过热;各种报警功能均达到预期设计目标;实现温湿度的有效控制等，充分证明了本设计是成功的。 |
| 作者： | 汤方剑 |
| 专业： | 生物医学工程 |
| 导师： | 和卫星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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