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带触摸屏和ARM控制器的压力蒸汽灭菌控制系统设计

[导读]使用带触摸屏人机界面的ARM控制系统对传统的压力蒸汽灭菌器进行了升级改造,使灭菌器具有友好的操作界面,扩展了灭菌器温度的设定范围,满足了医疗单位对不同医疗物品的消毒需求。新的控制系统的引入节约了灭菌器的水耗和电耗,减小了灭菌器工作时的噪声。

压力蒸汽灭菌器是医院的常用医疗设备,该设备在密闭的腔体内用电加热水,产生蒸汽,再利用蒸汽在冷凝时放出的热量,使待灭菌的物品加热,最后经过一段时间的保温从而实现灭菌的目标。根据我国医药行业标准《手提式压力蒸汽灭菌器(Y 0504-2005)》/'1,灭菌器的额定工作温度为126℃C,最大加热时间不超过30 m in,工作模式为连续加热。灭菌器的顶盖上有自动放汽阀,当内部压力达到自动放气阀的额定压力时,灭菌器依靠安全阀间歇性放汽来实现恒压和恒温。根据上述行业标准生产的电热式压力蒸汽灭菌器,需要使用者通过机械开关手工操作,往往需要专人值守。另一方面,理想的医用灭菌器,需要针对不同的消毒对象设置不同的灭菌温度”,如橡胶制品的可承受温度比金属物品可承受的温度低。

为了克服上述缺点,近年来医疗科技工作者对传统的压力蒸汽灭菌器进行了改进,用51系列单片机给压力蒸汽灭菌器增加了控制电路可以采用按键来控制设备的运行参

数,可以在字符液晶显示器上显示运行状态,确保压力蒸汽灭菌器可以在无人值守的条件下安全工作。

随着科学技术的发展,触摸屏技术在近10多年的时间,已经成了最为人们所接受的计算机输入和显示方式。本文将触摸屏结合ARM控制器((采用英国ARM公司CPU构架的处理器),做成具有友好的人机交互界面(Human Machine interface.HiMl)的压力蒸汽灭菌器控制系统,通过对灭菌的主要工艺参数(温度和时间)的控制,可对不同器械消毒的需求提供不同的灭菌过程。触摸屏操作方便,降低了对操作人员的培训要求,具有直观的应用体验。

在众多ARM控制器的生产商中,ST公司的STM32系列CPU是使用最为广泛的一种,原因之一是该公司的CPU有丰富的参考资料,还有免费提供的图形化硬件配置工具STM32Cube MX(4),免费提供的Touch GFX用户图形界面编辑器,兼容IAR、Keil等代码编辑工具,帮助开发人员显著地缩短了控制系统的开发周期本文的压力蒸汽灭菌器控制系统选用ARM CortexM7核心的STM32F769NIH6芯片作为CPU,使用分辨率为800×480的4 in电容触摸屏(简称LCD-TFT)作为人机界面。触摸屏通过显示串行接口与CPU的显示控制器(LCD-TFT Display Controlle,LTDC)连接。使用CPU扩展的外接内存作为显示图形缓冲器。

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