简介:该文是水污染和水电站方面论文怎么撰写跟水污染类专科开题报告范文.
摘 要：针对传统的职工健康状况监测系统响应时间长的问题,设计了一个蓄水电站水污染环境下职工健康状况监测系统.此次设计的监测系统主要设计系统的硬件部分,其中包括主控制器、传感器和无线通信芯片和电路设计,主控制器主要接收职工的生理参数和传感器传输的生理数据,传感器采集职工的温度信息、脉搏信息和心率信息,无线通信芯片主要对职工的生理参数信息传输.系统的软件部分,转换硬件发送过来的数据,并设定阈值,将职工数据与正常健康参数对比,若超出阈值,则报警提醒,提醒工作人员及时对职工检查,以此完成蓄水电站水污染环境下职工健康状况监测系统的设计.实验对比结果表明,此次设计的蓄水电站水污染环境下职工健康状况监测系统比传统监测系统响应时间短,能够及时发现职工的健康问题,满足监测系统的实时性需求.
关键词：水污染;职工;健康;监测;系统;实时
中图分类号：TP311
文献标识码：A
文章编号：1001-5922（2020）07-0054-05
由于蓄水电站的职工在工作过程中,会受到水污染的影响,从而对职工健康产生一定的影响,因此对职工健康状况监测非常重要.水污染环境下的造成的健康问题,对于某些健康指标,短期内的变化并不明显,从而导致病情发现较晚,影响到职工的治疗.同时,传统的职工健康状况监测系统存在响应时间长的问题,影响了职工治疗的时间,因此设计一种蓄水电.站水污染环境下职工健康状况监测系统.
此次设计的职工健康状况监测系统主要通过主控制器、传感器和无线通信芯片和电路等的综合运用,对职工信息实时获取,并通过软件部分对监测系统监测到的信息转换,设定阈值,将采集到的职工健康信息与正常的健康参数对比,若超出阈值则报警提醒工作人员,以保证及时对职工检查,以此完成职工健康状况监测系统的设计.实验对比结果表明,此次设计的职工健康监测系统比传统系统响应时间短,因为此次设计系统能够依靠系统记录下职工动态的日常身体状况,积累健康数据,及时发现职工的健康问题.
1系统总体设计方案
此次设计的职工健康状况监测系统重点为系统的硬件部分,具体的系统设计方案如图1所示.
系统最底层为信息采集部分,主要通过主控制器"和传感器采集职工体温、脉搏等人体健康参数,测量完成后,将数据通过无线通信芯片传输,传输至控制终端,然后由系统软件对发送过来的信息进行分析与处理若测量的结果超出设定阈值时,通过系统软件发送报警信息,及时对职工检查;系统中间层主要为应用程序,主要提供职工信息、资源管理等功能;系统最上层为核心库,具有显示系统管理、媒体机构等功能.
职工健康状况监测系统硬件设计
2、1主控制器设计
设计系统选用ARM系列的STM32F10345,主控器主要接收传感器传输的生理数据?,主控制器在通过无线通信模块将数据传输至PC监控端,主控制器硬件结构框如图2所示.
该主控制器具有功耗低、可靠性高、运行速度快的特点,因此使用STM32F10345控制芯片吲实时采集人体信息.主控制器芯片具有精简指令结构,指令周期为125ns,16位寄存器,4种节电模式,具有60KBFlash存储器,具有仿真调试、可随时扩展的功能.
2、2传感器设计
传感器选用MA45核心单片机！,主要包括温度采集模块、脉搏采集模块和心率采集模块.在MA45核心单片机统一控制下实现对人体信号的检测,MA45单片机的工作过程如图3所示.
温度采集模块：主要检测职工身体温度,在人体检测中最为重要,温度测量主要由核心单片机旧MA45和温度传感器DS234HG67作为主要的采集器件.DS234HC67无需外接元件,能够直接测量出人体温度,并且从温度传感器中读出或写入的信息只需要一个单线接口就可以实现读写,总体系统为温度传感器供电,不需另加电源,该温度传感器测量范围广、测量精度高,供电电压为3～5.5V.
DS234HG67温度传感器与MA45核心单片机的硬件接口较简单,在实际使用时,通过数字I/0引脚?控制DS234HG67温度传感器的数据线DQ,便可与MA45核心单片机相连进行数据传输.
脉搏测量模块：脉搏作为人体健康检测的重要内容之一,对职工健康监测具有重要意义,脉搏监测过程图如图4所示.
设计系统采用透光式脉搏传感器%,原理是发光二极管可以将电能转化为红外光,然后将光信号转化为电信号,在测量时,手指只需靠近脉搏传感器,就可以间接测量出职工的脉搏信号.脉搏测量电路主要有采集电路、低通放大电路、信号整形电路三部分组成,在实时监测过程中,为避免信号对监测结果的干扰,对信号进行放大处理,考虑到气候、环境等的影响,采用可调电阻R5,调节信号的放大倍数,以保证脉搏测量的准确性.
心率采集模块主要与MA45核心单片机接连,实时采集职工心率,采用HRM-2103穿透式心率传感
器,该传感器外部有接地引脚、输出端引脚和电源引脚,输出端与STM32F10345控制器的管脚相连并进行A/D轉换.心率传感器及接口电路图如图5所示.
2、3无线通信芯片设计
无线通信芯片主要对职工的生理参数信息传输,其为系统的核心控制,通过该模块控制传感器状态、设置无线通信和简单数据处理等功能.选用KY743嵌人式无线通信芯片,其电路图如图6所示.
该芯片串行接口符合网络标准的嵌人式模块,主要用于串口、以太网和无线网之间的转换.该芯片内部集成8051内核,具有性能高和功耗低的特点,并且能够存储网格参数,能够使系统下次启动时直接连接网络.
在无线通信芯片确定网络地址后,可以允许新的节点连接到这个网络,允许加入到一个网络的流程如图7所示.
实际使用时,允许新的网络加人无线通信中,以保证监测系统的实时性.
2、4电路电源设计
在此次设计监测系统中,电源是整个硬件电路运行的重要保障,上述主控制器、传感器、无线通信芯片均采用+5V直流电压供电.供电电路图如图8所示.
系统+5V直流电压使用的稳压器为78M05,接口电路中主要有4个接线口,主要功能是数据输入、模式选择、数据输出和时钟.串行通信模块采用MAXX34,具有电路设计简单、低成本的优点.
3职工健康状况监测系统软件实现
在上述职工健康状况监测系统硬件设计的基础上,对系统软件设计,系统软件主要实现分析与处理发送过来的硬件数据,分析采集的职工数据中是否存在异常情况.由于系统硬件采集的职工健康信息格式与软件查看格式不同,因此对硬件接收到的职工信息转换,计算公式如下：
公式（1）中,g代表监测系统中硬件采集信息,Ea代表数据转换因子,cm为转换格式,d代表系统系统软件初始化参数.
通过上述公式完成职工信息转换,在此基础上,分析职工健康信息,并设置阈值,查看职工是否存在健康问题,计算公式如下：
公式（2）中,Qlg|代表转换完成的职工健康信息,l为设定的阈值,C,为人体健康参数,va代表职工状态判定因子.在实际使用时,若lsl,代表职工身体正常,若l21,代表职工存在一定健康问题.若超出设定阈值,则启动报警机制,提醒工作人员及时查看,并及时生成相应的职工报告,为工作人员提供基础检查依据.
通过上述硬件以及软件的设计,完成了蓄水电站水污染环境下职工健康状况监测系统的设计,为验证上述设计的有效性,将在下一步进行实验.
4实验对比
为了验证上述设计的职工健康状况监测系统的有效性,进行实验对比,并为了保证实验的严谨性,将传统的监测系统与此次设计的系统进行对比,对比两种系统的响应时间.
4、1实验方案
为减少实验时间,选取某医院内5个发烧患者作为被测试对象,分别使用两种系统同时采集被监测患者的体温、血压、心率、血样等基本身体数据.并搭建实验环境,实验环境如图9所示.
实验环境中,路由器主要将采集的实验数据传输至协调器,实验数据经协调器进行下一步信息加工与信息反馈,最后在服务器中显示实验数据.
4、2实验结果分析
通过上述得到的实验数据,对两个监测系统的实验结果对比,实验对比结果如表1所示.
分析上述对比结果可知,设计的监测系统在监测患者病情上,监测系统的响应时间都不超过2min,最快在0.8s上就能够监测到患者状况.因为,设计的系统能够实时采集,人的体温、心率、血压等数据,通过无线芯片传输人的身体健康信息,将被监测人的身体健康信息与正常的健康信息对比,若超出设定的阈值,就会进行报警提醒,因此减少了系统的响应时间.而传统的监测系统整体的响应时间都相对较长,在第5个患者监测上,时间达到5.1min,这种情况下,会严重影响患者治疗时间.因为传统的监测系统处理监测数据较慢,并且获取到的信息较慢,导致系统响应时间较长.
通过上述实验能够证明,此次设计的职工健康监测系统比传统的监测系统响应时间短,能够及时监测到职工健康信息的异常情况,保证职工的身体健康,具有一定的实际应用意义.
5结语
针对传统的职工健康状况监测系统响应时间长的问题,对职工健康状况监测系统设计,以解决监测系统响应时间长的问题.主要设计了系统的硬件部分,主要包括传感器、控制器、电路电源和无线通信芯片,目的是实时采集职工的生理数据,并将数据传送至控制终端.软件部分主要转换硬件采集的数据,并将采集的职工健康数据与正常生理数据对比,若超出设定阈值,则代表职工出现一定的健康问题,则及时报警提醒,以此完成了检测系统的设计.实验对比结果表明,此次设计的职工健康状况监测系统比传统系统响应时间短,能够及时发现水污染环境下的职工健康问题,满足了监测系统的实时性需求.
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总结：该文总结,此文为一篇关于水污染和水电站方面的毕业论文范文,可作为水污染相关论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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