基于单片机的无人监守点滴控制系统设计

基于单片机的无人监守点滴控制系统设计

一、选题简介、意义

随着现代医疗技术行业的发展，智能化已经要逐渐取代传统人工化，使得在各个领域都有了很大的变化，尤其是在医疗设施上面有了很大的突破性。传统的人工静脉点滴存在很大的不足，如只能通过肉眼观察不能准确判断点滴控制速度等。这次课题的主要意义在于解决目前输液中存在的不足，使输液过程更加方便、安全。在静脉点滴过程中使用电子设备进行监测，使得医护人员大量的时间和精力更好的照顾病人。这对医疗行业会有很大的帮助。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

本设计的研究目的是采用红外传感技术以及智能化输液控制监控系统,解决在点滴中药液速度的控制和在药液即将点滴完毕的时候及时通报医护人员,以避免输液瓶液滴流尽,引起血液倒流的医疗事的发生。系统以单片机89C51为核心,动态显示点滴速度,可以通过按键设置液体点滴速度,并使用步进电机进行液体速度控制。为了达到较好地调整稳定度,通过软件实现控制电路的自适应调节;利用软件屏蔽检测中的异常信号。利用红外对管产生检测信号,利用蜂鸣器实现主机的报警。

主要设计内容

设计并制作了一个液体点滴速度监测与控制装置，设计内容及实现功能有：

（1）采用51系列单片机作为控制核心电路；

（2）可以在静脉输液器的滴斗处检测点滴速度，并制作了一个数码显示装置，实现动态显示点滴速度（滴/分）；

（3）通过改变静脉输液器的储液瓶的高度实现控制点滴速度，也可以通过控制软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为10～160（滴/分）

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

第一部分绪论

1.1选题的背景和意义

1.2系统设计主要任务

第二部分方案论证

2.1 总体设计方案

2.2 电路设计框图

2.3 系统方案的选择与比较

第三部分硬件电路设计

3.1 系统硬件概述

3.2 主要单元电路的设计

第四部分系统的软件设计

4.1 软件设计原则

4.2 系统程序设计

第五部分 Proteus软件仿真

5.1 proteus软件的介绍

5.2 proteus软件的仿真

第六部分系统测试与运行

6.1 测试方案

6.2 测试结果与分析

第七部分毕业设计总结与体会

第一章绪论

1.1选题的背景和意义

点滴输液是是临床就诊的主要手段之一，医护人员将点滴溶液放置在一定范围的高度产生势能差，利用这个原理的存在液体便会顺利流出并且成功输进人体，我们不妨可以看到，医护人员通过对胶管口进行挤压来控制液体的流速．一些病人对这种一般方法并不能很好的适应。比如：一些医疗事故的事发缘由是因为点滴过快或者未能及时拔掉输管。市场上现今还不存在太过智能化的仪器，从某种程度上拉低了整个时代的发展进程，此外，点滴的过程需要人员进行监护或者陪护，这在某种程度上加重了病人的心理压力或者会引起不必要的医疗事故。

我们设计的这类装置就能够很好地简化这个问题，可以通过智能的报警装置并且这种装置具有液位材料等一些突发事件的警告提示功能，当医护人员听到报警声时，医护人员便会及时赶到进行观察执行解决措施，这为大家包括病人和医护人员大大节约了时间成本，并且可以利用这一单的时间进行其他事件的处理。当然，在医疗方面的应用会被得到重视，也可以将液位监控的功能应用在一些工厂等领域。

在我国，一些有着独具眼光的人物发现了这种仪器存在的价值与潜能，针对不同用户的不同需求，新的产品便急剧涌现。虽然被使用的范围还未太广，但是因为时代的可能性，这将会成为以后发展的一匹不可小觑的黑马。但毕竟是关系到人身安全的问题，一些小型的医院仍然注重人员监护的重要性，为了防止医疗事故的发生，也是尽心尽力，但是最终实现的目的往往是事倍功半，浪费大家的时间精力不说，当新的病人的出现而未能及时进行治疗的责任又有谁可以买单呢？

所以在本设计方案中，可以根据不同体质病人进行合理调控点滴速度，也可以不给病人带来太大的压力从而得到心灵上的压力缓解。这种仪器能够确保输液安全，安全第一在一直是中国人民看中的地方。药品液位以及无线声光报警为病人提供了人为不能获取的安全保障。设计的系统能够亲自控制设置液体流速，当实际流速超过所设定的范围，会发出警报；当无液体时也会发出警报，这就有效地避免了各种琐碎；当病人身体出现任何不适也可以手动按下报警器（这在全国大小医院有有所应用），医护人员根据病人反应可以有效及时地进行医治。

不同病患，不同年龄，不同体质，不同紧急性质在点滴流速方面有着不同的要求，研发的这类装置便能够合理控制点滴速度，在病人的在最合适的输液速度最大化满足其身体状况，使得输液安全系数明显提高。装置在可以创新性的踊跃在人民的生活之中，及时高效的解决方案成为各个行业的追求目的，市场前景极其看好。

1.2系统设计主要任务

工作原理：由光电传感器器件，单片机，红外速度检测仪器，键盘，显示装置和声光报警组成。通过红外信号检测管道的状态，通过单片机来收到外部电路的信号，然后利用单片机运算数学信号，信号的处理和控制，通过闭环控制控制滴灌的速度。利用串行通信技术，用流动速度测控系统可以对单片机进行多路管理的操作。将液滴流动的频率转化为系统界面可观的高低电平，再通过单片机控制，在无液体流动的时候使得发光二极管、蜂鸣器进行报警提示。主要有以下的功能结构：

（1）通过红外管道检测：滴滴次数，并计算输液在第五步读数。

（2）红外对输管是否点滴完毕进行检测：无点滴个数的进行则会报警提示。

（3）1602液晶显示：更直观的显示输液次数等状态。

（4）报警按键：为了方便病人的使用，能够即使按键响应。

（5）由单片机接收的液滴数计算每单位时间的滴数，即流量计算。

主要控制核心：51单片机。基于51单片机的系统，可以设置数据进行数据分析、处理。显示器的性能和报警指示如下：通过各种可控的电子元件来显示静脉滴注的效果，看用户有没有达到过使用的标准。系统功能的流程如下图1-1所示。

图1-1 系统功能流程图

如图1-1所示，当红外管有物体的时候，红外管道会相应地作出反应，红外光子将能量带到结中，通过电子束缚键的电子共价键，使电子共价键自身没有共价键，产生电流时，利用电流通过比较整形后的脉冲信号，再通过单片机的输入，脉冲信号通过单片机的处理，当物体没有通过红外线时，在管上产生小电流，产生脉冲信号，指令通过单片机处理之后到达了报警器，使报警器报警。

参考文献

[1]刘勇编数字电路电子工业出版社 2004

[2]陈正振编电子电路设计与制作广西交通职业技术学院信息工程系 2007

[3]杨子文编单片机原理及应用西安电子科技大学出版社 2006

[4]王法能编单片机原理及应用科学出版社 2004

[5]李建中编单片机原理及应用西安电子科技大学出版社 2010

[6]夏继强编单片机实验与实践教程北京航空航天大学出版社 2001

[7]赵晓安编 MCS-51单片机原理及应用天津大学出版社 2001

[8]李平编单片机入门与开发机械工业出版社 2008

[9]周航慈编单片机应用程序设计技术北京航空航大大学出版社 2005

[10]胡汉才编单片机原理及接口技术清华大学出版 1996

[11]王东峰编单片机C语言应用100例北京电子工业出版社 2009