摘要：比較3種常見體溫計的測量原理及其優(yōu)缺點，根據(jù)亞健康的預(yù)測要求，結(jié)合智能馬桶的設(shè)計特點，采用ATmega8、DSl8B20和MAX232等器件構(gòu)成一種可長期采集體溫數(shù)據(jù)，自動繪制體溫曲線，跟蹤分析體溫波動趨勢，實現(xiàn)亞健康預(yù)測的體溫采集系統(tǒng)。見微知著地積極保健，便于及早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防疾病，有利于確診及治療。
1 引言
      隨著人們對自身健康的重視，亞健康問題越來越受到關(guān)注。亞健康狀態(tài)是人體處于健康與疾病之間的過渡階段。半數(shù)以上亞健康患者容易發(fā)展成高血壓、冠心病、糖尿病等疾病。亞健康逐漸成為人類健康的頭號殺手。

      判斷一個人是否處于亞健康狀態(tài)，需要觀察其生理信號(如體溫)在一段時間內(nèi)是否發(fā)生了不正常的變化，要求人們堅持每天做身體檢查，記錄結(jié)果并進(jìn)行判斷，這樣的過程顯得很繁瑣和不方便。筆者提出“智能馬桶”的設(shè)想，將體檢裝置與馬桶結(jié)合起來。人們在如廁過程中即可被自動檢測出生理信號，并將數(shù)據(jù)傳送到計算機進(jìn)行處理和判斷。

      由于篇幅問題，下面僅介紹“智能馬桶”中體溫測量部分的設(shè)計。

2 常見體溫計的原理及優(yōu)缺點
2．1 水銀體溫計
    水銀體溫計是利用水銀熱膨脹原理制成的。它的示值準(zhǔn)確，穩(wěn)定性高，價格低廉，操作簡單，但容易破碎，測量時間比較長，對急重病患者、老人、嬰幼兒等使用不方便，讀數(shù)比較費事，不利于數(shù)據(jù)采集。

2．2 電子體溫計
      電子體溫計的核心元件是溫度傳感器，分為分立式溫度傳感器(如熱敏電阻器和熱電偶等)和集成式溫度傳感器(如LM35、AD7416、DSl8B20等)。電子體溫計由溫度傳感器檢測體溫，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大，調(diào)整為易于處理的電信號，最后由單片機控制，并根據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)的擴展功能。電子體溫計可直接以數(shù)字顯示溫度，讀數(shù)直觀，靈敏度高，價格適中，攜帶方便，測溫快捷。但其示值準(zhǔn)確度受電子元件及電池供電狀況等因素的影響。

2．3 紅外輻射式體溫計
      紅外輻射式體溫計是基于黑體輻射原理制成的，借助紅外溫度傳感器，測量人體發(fā)出的熱輻射能，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后，得到對應(yīng)的人體溫度值。紅外輻射式體溫計可以實現(xiàn)非接觸、無損傷測溫，但其測量結(jié)果較易受環(huán)境及人活動狀態(tài)的影響，此外，還要求規(guī)范操作，測試要在一定距離范圍內(nèi)才能保證其有效性，價格較貴，難以普及。

3 體溫測量方案的選擇及系統(tǒng)構(gòu)成
      考慮到人的如廁時間短和體檢次數(shù)多，因此，準(zhǔn)確、快捷、方便、可重復(fù)測量成為設(shè)計者要考慮的首要因素。設(shè)計中采用電子式體溫測量方案，觸摸式檢測手心或手背溫度，為了使用方便，工藝設(shè)計中將測溫探頭安裝在智能馬桶的扶手位置，較人性化。現(xiàn)在市面上的電子體溫計都沒有數(shù)據(jù)采集口，改裝又較為不便，因此，自行設(shè)計了帶數(shù)據(jù)接口的體溫計。

3．1 主電路的選擇
      測溫器件選用美國Maxim公司的DSl8B20型單線接口數(shù)字溫度傳感器，一線輸出，可編程9位一12位A／D轉(zhuǎn)換精度，分辨率可達(dá)0．0625~C；有單線數(shù)字式接口，與單片機連接方便，線路簡單，可靠性高，成本低廉[2]。

      人體體溫在35℃-42℃之間，要如實反映人體體溫，需要用單片機對DSl8B20的測量值進(jìn)行計算轉(zhuǎn)換處理，還要控制測量的數(shù)據(jù)顯示、采集、傳輸?shù)�。這里采用美國ATMEL公司的基于AVR RISC的具有MTP和ISP功能的、低功耗CMOS ATmega8型8位單片機，其CPU集成了8KB的：Flash，多次在線可編程，512B的．EEPROM和lKB的SRAM等，有利于降低成本[5]。

3．2 系統(tǒng)構(gòu)成及實現(xiàn)
      該系統(tǒng)的硬件由控制器、體溫測量部分、數(shù)碼顯示部分和采集管理部分(PC)組成�？刂破鬟x用了ATmega8型單片機，測量部分采用DSl8B20型溫度傳感器，數(shù)碼顯示是通