屈峰浩 何勝軍 白炳峰 金光飛 姜俊杰 袁振宏 張君昊 衢州職業(yè)技術學院

前沿：消毒裝置是一個長期連續(xù)性工作，覆蓋范圍廣，精度要求高的產品，部分場所的特殊條件還決定了相對惡劣的消毒環(huán)境，這給傳統(tǒng)的人工滅菌帶來了很大難度。消毒裝置投入使用后，周期性的人工維修變得困難。我國的器械消毒工作起步較晚，發(fā)展較歐美及日本落后，自動化程度低。這一方面是由于成本的制約，一方面也是因為滅菌過程中，新技術的推廣和融合進展較慢。隨著器械工程量的增加和各種惡劣環(huán)境下安全高效消毒需求的出現，推動消毒裝置工作的全天候，自動化變得十分必要。

1 ．項目的背景、主要內容、技術水平及應用范圍

1.1 國內研究現狀及意義

我國目前的消毒裝置仍然自動化程度不高。特別是對運營中的人工方法受到很大局限。傳感器技術和無線通信技術的發(fā)展為醫(yī)療機械消毒的自動化，無線化提供了便利。各種新型器件和無線通信技術的出現很好了解決了過去無菌安全健康環(huán)境構想中面臨的電源供給，布線難度，設備維護和系統(tǒng)成本等一系列瓶頸。

隨著我國消毒裝置需求量，特別是特大醫(yī)院，野外救災的增加，給醫(yī)療器械衛(wèi)生和維護提出了更高要求。針對這一現狀，創(chuàng)造自動化的醫(yī)療器械裝置，能有效解決安全滅菌的實時性和連續(xù)性。相較于人工手段，自動化消毒系統(tǒng)大幅度提高滅菌效率減少人工量，為信息化，醫(yī)療器械安全預警和經驗的積累提供了可靠依據，有著巨大的應用前景。

1.2 現有工作基礎和條件

項目組在指導教師指導下，廣泛查閱了相關的文獻資料，調研了衢州市各個醫(yī)院現狀，清楚的了解該領域目前的研究狀況，學習了一定的無線傳感網、結構健康在線監(jiān)測等方面知識，擬定了研究內容、方案、計劃等，基本具備開展本項目研究的基礎。

項目組指導教師由2個校內指導教師組成，校內指導教師長期從事結構健康、電器智能控制、無線傳感器網絡等方面研究，積累豐富經驗，并取得顯著成績。何勝軍教師具有扎實的科研基礎，擁有4年的企業(yè)工作經驗，近兩年來指導大學生參加2016年浙江省“電子產品設計及制作”和2015年全國大學生“嵌入式電子設計競賽”（浙江賽區(qū)），獲得省二等獎。課題團隊具有嚴謹的科研態(tài)度和扎實的專業(yè)基礎，指導學生參加各類專業(yè)技能競賽并獲得多項省三等獎以上榮譽，申報并完成多項市廳級科研項目多項。本課題研發(fā)團隊主要由應用電子專業(yè)人員組成，團隊研發(fā)任務根據成員的專業(yè)合理分配，具有扎實的理論基礎與較強的研發(fā)能力。具有較強的教科研能力和指導學生開展創(chuàng)新設計的經驗，本項目完全可以將上述的項目經驗借鑒到消毒裝置開發(fā)中。

樣品已經做出，軟件調試也已經進入尾期，本項目得到衢州思漢電子科技有限公司的大力支持，一旦產品研制成功，將由該公司進行批量生產并推廣使用。

1.3 主要內容及技術路線

1.3.1 主要內容

本項目設計一種基于STC15_W408AS的芯片控制水高溫滅菌系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過布設水位傳感器網絡，由各個位置的傳感器測量信號對需要監(jiān)測的柜式結構壓力、溫度量等參量進行自動化的數據采集，并通過數據傳輸網絡匯總到匯聚節(jié)點，以供上位機處理，整個系統(tǒng)包括若干個感知節(jié)點、匯聚節(jié)點和上位監(jiān)控平臺等三個部分構成。

在本項目的調研階段走訪了衢州各大醫(yī)院，著重考察了醫(yī)療器械消毒滅菌器在醫(yī)院后勤供應系統(tǒng)的運轉效率，大部分醫(yī)院的醫(yī)療器械消毒滅菌器的可靠性不高，抗腐蝕抗干擾能力差，操作復雜，導致運營成本增加，針對這些問題，我們匯集成冊，在指定方案中點對點，面對面的改善解決問題為核心，自動化，簡單化，人性化為目標，在硬件結構和軟件結構設計中嘗試了大量方案，選出最佳方案中，進行仿真調試，在確保沒有錯誤的情況下。制作出樣品。所有的步驟都在計劃中按部就班的進行中，目前，樣品已經做出，在系統(tǒng)調試階段，硬件結構還需要優(yōu)化，軟件也進行到了尾期，全部完成后項目結題，驗收。該項目的研制成功，將從產品結構設計，材料選型，硬件電路強弱電信號控制，抗?jié)穸饶芰?，人機界面，可操作性等方面大大提升消毒滅菌器的產品質量。

1.3.2 項目技術水平

本項目從技術層面上，涵蓋了以下的開發(fā)內容：

1)感知模塊數據采集軟件的設計；

2)網絡底層無線通信協議設計在軟件上的實現；

3)上位機通訊軟件的實現；

4)感知節(jié)點硬件結構設計；

5）匯聚節(jié)點硬件結構設計；

6）上位機硬件平臺設計。

因此本設計的難度表現在軟、硬件的混合設計，網絡各層協議的編寫和感知節(jié)點分布布以及上位機管理系統(tǒng)的聯合設計等綜合技能和全面的軟、硬件知識。

2.應用范圍

本項目所研制的系統(tǒng)具有實時化，智能化，平臺化、使用方便、性價比高等特點，可廣泛運用于各類醫(yī)療器械消毒滅菌系統(tǒng)，市場潛力很大。

3.實施該項目所具備的基礎、優(yōu)勢和風險

項目組成員均具備一定的實踐能力，已經開始了前期的研發(fā)工作，制作了新型醫(yī)療器械消毒裝置樣品成功，進展非常順利，為項目的實施奠定了基礎。項目指導教師具備較強的科研指導能力，成功指導了2014年度大學生科技創(chuàng)新項目，并已結題。并對本項目研究領域均有較深入的了解，結構健康智能化方面開展了一些前期研究，研究成果已申報1項發(fā)明專利、發(fā)表2篇論文，具備開展本項目研究的基礎。

此外，學校有電工電子實驗室、配有開發(fā)裝置和示波器等調試設備，學校制定相關政策鼓勵大學生開展創(chuàng)新研究、配備有經驗的教師指導項目開發(fā)，為開展項目研究提供了便利條件。

總結：該系統(tǒng)通過布設水位傳感器網絡，由各個位置的傳感器測量信號對需要監(jiān)測的柜式結構壓力、溫度量等參量進行自動化的數據采集，并通過數據傳輸網絡匯總到匯聚節(jié)點，以供上位機處理，實現水位溫度監(jiān)測的實時化，智能化，平臺化。該裝置對于解決現今醫(yī)療器械健康安全問題，預防醫(yī)療隱患有著重大的意義。