负压隔离病房系统.ppt

智慧終端與人機互動創作專題競賽 報告 指導老師 張簡嘉壬開發團隊 王揚誠 鍾嘉元 陳威丞國 高雄第一科技大學電子工程系2017 6 9 教育部資通訊軟體創新人才推升推廣計畫 作品動機與簡介 開發動機作品簡介系統範圍 開發動機 2002年時 SARS疫情在台灣快速地蔓延 造成台灣人民的恐慌 並且也考驗著政府危機處理的智慧 當時為了有效遏止國內疫情持續擴散 由衛生署設立多家SARS病患治療與收容專責醫院 並選定部分專責醫院設立SARS負壓實驗室 進行病毒研究 SARS疫情促使大眾對微生物危害有進一步的認識 而 負壓 一詞亦因而成為耳熟能詳的名詞 利用這項概念打造了 負壓隔離病房系統 3 作品簡介 本系統為使負壓抽風機之運轉效能提升之應用 不同於以往的純粹定速抽風 氣壓感測器更能確保的不讓汙染空氣流出 負壓隔離病房系統以 氣壓感測器 為基礎 再連結 微處理器 做接收與調控 統整感測器傳回之資料比對後 系統可自動調控抽風機運轉 在負壓隔離病房內外加入感測器 將氣壓資料傳回本系統 系統將比對這些資料 並根據比對結果自動調控抽風機運轉 若氣壓差降低 將使抽風機的運轉增強 若氣壓差正常 則使抽風機運轉降低 4 系統範圍 調控抽風系統於各情況下之運轉率 監控各監測單位之溫溼度氣壓值 提供使用者監控介面 5 系統架構 系統架構方塊圖MAINMCUROOMMCU與DOORMCU 系統架構方塊圖 7 MCU1 MAINMCU 與USART面板進行通訊來監視各病房數據與MCU2溝通發送位址取得各病房數據將各病房數據分析計算輸出至繼電器控制各病房氣壓 8 MCU2 ROOMMCU與DOORMCU ROOMMCU負責工作如下 從UART接收判斷位址接收各感測器數據回傳數據至MCU1 9 DOORMCU負責工作 控制MG90以模擬病房開關門壓力之變化從USART面板接收資料判斷接收的房間指令 系統之實作與設計 軟體韌體實作模型設計監控介面設計 軟體韌體實作 本系統主要是使用RS232做通訊 來管理各個房間的資料 當房間裡的感測器接收到數據時 立即傳回主控版作資料處理 隨即顯示在人機介面上 讓使用者掌握即時的狀態 使病房內的負壓抽風系統保持穩定工作 本系統架構主要區分成兩部分 分別為病房內感測器處理模組 MCU2 以及中央控制模組 MCU1 我們將所有的電路架構模組化 有利於檢修與替換 對整套系統的控制來說也相對簡單明瞭 11 MCU1韌體流程圖 MCU2韌體流程圖 模型設計 為求能清楚看見模型內之狀況 我們採用透明壓克力來做為病房模型架構之材質為求能模擬病房開關門之情形 我們採用簡易的滑動門結構 並利用伺服馬達推動為求負壓效果 我們將鼓風機直接安置於各隔間外壁為求病房模型穩固 各接合面我們採用拼接的方式 再由化學藥劑溶解部分壓克力 以達到黏合的效果 12 監控介面設計 我們使用UsartHmi TJC8048K070 011 電阻式觸控螢幕作為系統與使用者的溝通介面 13 系統測試與展示 測試流程測試結果成品展示 測試流程 啟動本系統數據輸出至人機介面等待抽風機開啟產生負壓開始做資料處理輸出控制風散轉速控制氣壓系統為全自動控制及監事無需任何人員操作人機介面數據無誤 系統正常運作 15 一般情況下之正確操作順序 1 全隔離門關閉2 與外部走廊相連之隔離室前門開啟3 隔離室前門關閉4 病房連通隔離室之隔離門開啟5 全隔離門關閉 16 測試結果 17 以下為面板於以上操作模式下所顯示之數值 測試結果 表1 面板顯示之數值 18 成品展示 模型完成之實體 MCU1之實體電路 19 成品展示 20 作品價值 目前這個模型已經被醫院所認可 並且提供了更多建議 讓我們可以新增更多的功能 未來或許會對養雞 豬業做研發 因本產品概念可應用範圍廣 前期主要市場以國內醫院為目標 當有相當的實務經驗後 可發展對其他產業做應用 如用於養雞 豬業 畜牧排泄物之臭味 亦可使用此方法去克服 系統整體架構不變 但畜牧業場地大且氣壓不易控制 若要實現在養雞 豬場 我們則需要更大的排風機 及周遭建築的構造也需要改變 因此若要實現在養雞 豬場 建築物部分也許需要為此設備重新規劃 效果才能達到最佳 若成功