1、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作品動機與簡介l開發動機l作品簡介l系統範圍開發動機開發動機l2002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
2、品簡介作品簡介l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。l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。l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l系統架構方塊圖lMAIN MCUlROOM MCU與DOOR MC
3、U系統架構方塊圖系統架構方塊圖7MCU1(MAIN MCU)l與USART面板進行通訊來監視各病房數據l與MCU2溝通發送位址取得各病房數據l將各病房數據分析計算l輸出至繼電器控制各病房氣壓8MCU2(ROOM MCU與與DOOR MCU)ROOM MCU 負責工作如下:l從UART接收判斷位址l接收各感測器數據l回傳數據至MCU19DOOR MCU 負責工作:l控制MG90以模擬病房開關門壓力之變化l從USART面板接收資料l判斷接收的房間指令系統之實作與設計系統之實作與設計l軟體韌體實作l模型設計l監控介面設計軟體韌體實作軟體韌體實作l本系統主要是使用RS232做通訊，來管理各個房間的資料
4、，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。l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。11MCU1韌體流程圖MCU2韌體流程圖模型設計模型設計l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l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l為求負壓效果，我們將鼓風機直接安置於各隔間外壁l為求病房模型穩固，各接合面我
5、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監控介面設計監控介面設計l我們使用我們使用Usart Hmi (TJC8048K070_011) 電阻式觸控螢幕作為系統與使用者的溝通介面13系統測試與展示系統測試與展示l測試流程l測試結果l成品展示測試流程測試流程 l啟動本系統l數據輸出至人機介面l等待抽風機開啟l產生負壓l開始做資料處理l輸出控制風散轉速控制氣壓l系統為全自動控制及監事無需任何人員操作l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一般情況下之正確操作順序:1.全隔離門關閉全隔離門關閉 2.與外部走廊相連之隔離室前門開啟與外部走廊相連之隔離室前門
6、開啟 3.隔離室前門關閉隔離室前門關閉4.病房連通隔離室之隔離門開啟病房連通隔離室之隔離門開啟 5.全全隔離門關閉隔離門關閉 16測試結果測試結果17以下為面板於以上操作模式下所顯示之數值以下為面板於以上操作模式下所顯示之數值:圖圖1 所有房門關閉之負壓情況所有房門關閉之負壓情況圖圖3 房門重新關閉之負壓情況房門重新關閉之負壓情況 圖圖4 病房前門開啟之負壓情況病房前門開啟之負壓情況圖圖2 隔離室前門開啟之負壓情況隔離室前門開啟之負壓情況測試結果測試結果表表1.面板顯示之數值面板顯示之數值步驟步驟外部氣壓外部氣壓隔離室隔離室病房病房1.全隔離門關閉 1010.431008.791008.242
7、. 隔離室前門開啟 1010.451010.231008.223.隔離室前門關閉1010.351008.761008.124.病房前門開啟1010.441008.281008.205.全隔離門關閉1010.381008.221007.9318成品展示成品展示模型完成之實體模型完成之實體 MCU1之實體電路之實體電路19成品展示成品展示20作品價值作品價值l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。l若成功應用於養雞場，對禽流感部分也可以達到防治的效果，對社會而言，可謂是一重大突破！想法、作法都有，若將來政府立法強制業者適當處理臭味，我們的產品定有一席之地，且能降低禽流感的發生。感謝聆聽
