智能点滴自动控制系统的研究(附件)
摘 要本课题主要讨论一款关于智能点滴自动控制系统的研究方法[1]。智能点滴是利用液位传感检测液面，在液面检测上，通过实验，在有水和无水状态下，它们的电压是不同的，但在两者之间就会出现不稳定的高低电平可以利用，当为高电平就发一次数据，并将数据传输到STC89C52单片机上，数据经过处理在发送板上显示两滴液滴之间的时间间隔，更能直观的反映出点滴的速度的快慢。定时器0的功能是计算两次液滴的时间，定时器中断1用于显示，显示在动态的四位数码管上，如果患者觉得液体速度不合适，可以通过手动开关来调节液体速度的大小。当液体液位达到一定液面时会自动报警，并将数据传送到单片机上，收到数据取反，P2.0端口通过接收端实时显示病人所在的楼层号、房间号以及病床号，及时的通知护士来更换点滴瓶，这样既减轻了患者家属的压力也减轻了护士的压力。该设计的特点是：操作简单、点滴的速度精确、能动态的显示液体的速度、并且还可以显示病人所处的位置，而且价格低廉。具有非常好的市场推广前景。 目 录
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容以及研究方法 2
2 系统总体设计方案 3
2.1系统的结构设计 3
2.2系统的工作原理 4
3 系统硬件电路设计 5
3.1发射与接收电路 5
3.2输入采集电路 6
3.3液滴时间探测电路 7
3.4单片机控制电路 8
3.4.1 STC89C52简介 8
3.4.2单片机最小系统电路 9
3.5 电源电路 10
3.6 驱动电路 11
3.7 显示电路 12
3.7.1 数码管与单片机显示电路 12
3.7.2 1602显示电路 13
3.7.3 LCD/1602工作原理 14
3.8报警模块 14
4系统软件设计 16
4.1 软件总体设计框图 16
4.2数据采样函数 16
4.3数据发送函数 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
> 3.7 显示电路 12
3.7.1 数码管与单片机显示电路 12
3.7.2 1602显示电路 13
3.7.3 LCD/1602工作原理 14
3.8报警模块 14
4系统软件设计 16
4.1 软件总体设计框图 16
4.2数据采样函数 16
4.3数据发送函数 17
4.4数据接收函数 18
4.5点滴速度计算函数 18
4.6 1602显示函数 19
5 软、硬件联调 21
6 总 结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1 绪论
1.1 研究背景
随着时代的不断发展，二十一世纪人们的生活水平不断提高，健康成了人们最为关注的话题之一，而且医疗卫生是当今最贴近百姓生活的一件大事，对于大多数人来说现在就医方便了许多，但是也导致医院看病的患者越来越多，这也使护士劳动量增加了许多。当遇到突发情况病人特别多时，这就会使护士满走不了所有需要输液的病人，无形中给护士带来了更大压力！所以需要一个智能点滴控制系统能及时告诉护士哪里需要换点滴。智能点滴自动控制系统的研究，能够有效的解决目前所存在的问题，给人们的生活带来巨大的便利。既减轻病人家属的压力不用花很长时间陪护，也减轻医院的压力，这套系统价格便宜而且市场前景比较好，能够为医院节省大量的人力和物力，所以智能点滴自动控制系统的研究与设计这一课题的研究具有十分重大的意义。
1.2国内外研究现状及发展现状
在国外，对智能输液系统的研究较早，一些发达国家在很早就进行了智能输液系统的研究。输液泵是国外开发出的一种通用的输液自动控制器，它可以较为准确地控制输液速度，而且可以实现对气泡进入和输液是否完成时的报警。但是价格相对比较昂贵，在上万元人民币左右。相反，于国内对智能点滴自动控制的钻研才刚刚开始，起步较晚，比起发达国家晚了几十年，不过总体来说其功能也只是侧重于精确输液控制，种类很少，性能还有很大的改进空间。平常只要在按正常的规定操作下，输液液体阻塞、气泡进入液体这些小事故都可以避免发生的，所以输液速度的控制和输液完成时报警成为了人们最为关心的一个问题。作为一种医疗输液器械，它的产品使用安全性、可靠性是基本的条件之一，作为一种智能产品只有普及到每一位输液病人才是具有实际意义的产品，使用方便和价格低是一种根本要求，所以，这种产品即安全、代价又低廉得到了充分保证，假如没有简易的操作和足够低的价格作支持，想要顺利推行也是不可能的。本系统对输液没有任何影响，安全性高、系统简单，使用方便。本系统整体成本较低。无使用成本，系统可以永久使用，有较强的市场推广价值、因为价格低竞争力较强。现在的智能点滴自动控制系统在医院还没有推广，所以智能点滴的发展前景非常好的。目前我国很少有人研究智能点滴系统在医院的应用，研发智能点滴自动控制系统的研发投入相对来说比较少，都是一些非常小的企业，经常会遇到资金等问题停止研发，导致这能点滴新系统迟迟不能研发出来，如果成功研发会具有一定的市场效益，而且系统简单廉价实用,有较强的市场前景。这是我国智能点滴自动控制系统的未来的发展和研究方向。
1.3本课题的研究内容以及研究方法
主要研究内容：设计一个智能点滴自动控制系统，该系统主要由液位采集模块、时间探测电路模块、报警模块和显示模块4大模块组成。目前我国绝大部分医院的输液系统都是需要人工所控制的，就增加了医护人员和家属的劳动强度，而且病人家属还要对病人进行夜间陪护，这样就会导致人员使用率过低，面临目前医院护士工作忙碌，针对医院这一弊端，设计并制作一个用于输液监控的自动控制系统设备，并在药液不够时自动报警且可以提示具体位置，可以检测液体流速，并用LED显示[2]。提醒医护人员在药液快要完成时快速来更换。
研究方法:系统由主从站构成，它的中枢是单片机。通过Keil uVision4软件、C语言编译，STCISP(代码下载工具)等工具，硬件采用STC89C52芯片、液位采集模块，红外报警模块，无线接收模块等完成设计。
2 系统总体设计方案
2.1系统的结构设计
点滴自动控制系统的结构框图如下图2.1所示。该系统主要包括：单片机控制电路、LCD/1602显示电路、智能点滴的发射/接收模块等。
图2.1智能点滴系统的结构框图
(1)单片机控制电路。主要包括晶振电路，复位电路等，是单片机系统能正常工作的必要保证之一。
(2)LCD显示电路。单片机通过控制LCD显示电路实时显示，达成对系统工作模式与频率的实时显示。
(3)发射/接收模块控制电路。主要用于实现对信息的发射与接收的能力。
(4)复位电路。主要用于实现复位电路完成系统的上电复位和手动复位功能，使系统可以重新执行软件程序。
2.2系统的工作原理
图2.2系统的结构原理框图
图2.2为系统结构的原理框图。智能点滴是利用液位传感检测液面，在液面检测上，本系统采用红外对来检测，红外对管由2部分组成，第一部分红外线发射管，它可以将电能直接转换成我们所能利用的近红外光并能辐射出去的发光器件[3]。第二部分光敏接收管是利用光敏电阻可以将光信号转变成我们能利用的电信号的特性来接收信息。通过实验，在有水和无水状态下，他们输出的电平是不一样的，但在两者之间就会出现不稳定的高电平，刚好借以利用，为高就发一次数据，并将数据传输到STC29C52单片机上，数据经过处理在发送版上显示两滴液滴之间的时间间隔，更能直观的反映出点滴的速度
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容以及研究方法 2
2 系统总体设计方案 3
2.1系统的结构设计 3
2.2系统的工作原理 4
3 系统硬件电路设计 5
3.1发射与接收电路 5
3.2输入采集电路 6
3.3液滴时间探测电路 7
3.4单片机控制电路 8
3.4.1 STC89C52简介 8
3.4.2单片机最小系统电路 9
3.5 电源电路 10
3.6 驱动电路 11
3.7 显示电路 12
3.7.1 数码管与单片机显示电路 12
3.7.2 1602显示电路 13
3.7.3 LCD/1602工作原理 14
3.8报警模块 14
4系统软件设计 16
4.1 软件总体设计框图 16
4.2数据采样函数 16
4.3数据发送函数 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
> 3.7 显示电路 12
3.7.1 数码管与单片机显示电路 12
3.7.2 1602显示电路 13
3.7.3 LCD/1602工作原理 14
3.8报警模块 14
4系统软件设计 16
4.1 软件总体设计框图 16
4.2数据采样函数 16
4.3数据发送函数 17
4.4数据接收函数 18
4.5点滴速度计算函数 18
4.6 1602显示函数 19
5 软、硬件联调 21
6 总 结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1 绪论
1.1 研究背景
随着时代的不断发展，二十一世纪人们的生活水平不断提高，健康成了人们最为关注的话题之一，而且医疗卫生是当今最贴近百姓生活的一件大事，对于大多数人来说现在就医方便了许多，但是也导致医院看病的患者越来越多，这也使护士劳动量增加了许多。当遇到突发情况病人特别多时，这就会使护士满走不了所有需要输液的病人，无形中给护士带来了更大压力！所以需要一个智能点滴控制系统能及时告诉护士哪里需要换点滴。智能点滴自动控制系统的研究，能够有效的解决目前所存在的问题，给人们的生活带来巨大的便利。既减轻病人家属的压力不用花很长时间陪护，也减轻医院的压力，这套系统价格便宜而且市场前景比较好，能够为医院节省大量的人力和物力，所以智能点滴自动控制系统的研究与设计这一课题的研究具有十分重大的意义。
1.2国内外研究现状及发展现状
在国外，对智能输液系统的研究较早，一些发达国家在很早就进行了智能输液系统的研究。输液泵是国外开发出的一种通用的输液自动控制器，它可以较为准确地控制输液速度，而且可以实现对气泡进入和输液是否完成时的报警。但是价格相对比较昂贵，在上万元人民币左右。相反，于国内对智能点滴自动控制的钻研才刚刚开始，起步较晚，比起发达国家晚了几十年，不过总体来说其功能也只是侧重于精确输液控制，种类很少，性能还有很大的改进空间。平常只要在按正常的规定操作下，输液液体阻塞、气泡进入液体这些小事故都可以避免发生的，所以输液速度的控制和输液完成时报警成为了人们最为关心的一个问题。作为一种医疗输液器械，它的产品使用安全性、可靠性是基本的条件之一，作为一种智能产品只有普及到每一位输液病人才是具有实际意义的产品，使用方便和价格低是一种根本要求，所以，这种产品即安全、代价又低廉得到了充分保证，假如没有简易的操作和足够低的价格作支持，想要顺利推行也是不可能的。本系统对输液没有任何影响，安全性高、系统简单，使用方便。本系统整体成本较低。无使用成本，系统可以永久使用，有较强的市场推广价值、因为价格低竞争力较强。现在的智能点滴自动控制系统在医院还没有推广，所以智能点滴的发展前景非常好的。目前我国很少有人研究智能点滴系统在医院的应用，研发智能点滴自动控制系统的研发投入相对来说比较少，都是一些非常小的企业，经常会遇到资金等问题停止研发，导致这能点滴新系统迟迟不能研发出来，如果成功研发会具有一定的市场效益，而且系统简单廉价实用,有较强的市场前景。这是我国智能点滴自动控制系统的未来的发展和研究方向。
1.3本课题的研究内容以及研究方法
主要研究内容：设计一个智能点滴自动控制系统，该系统主要由液位采集模块、时间探测电路模块、报警模块和显示模块4大模块组成。目前我国绝大部分医院的输液系统都是需要人工所控制的，就增加了医护人员和家属的劳动强度，而且病人家属还要对病人进行夜间陪护，这样就会导致人员使用率过低，面临目前医院护士工作忙碌，针对医院这一弊端，设计并制作一个用于输液监控的自动控制系统设备，并在药液不够时自动报警且可以提示具体位置，可以检测液体流速，并用LED显示[2]。提醒医护人员在药液快要完成时快速来更换。
研究方法:系统由主从站构成，它的中枢是单片机。通过Keil uVision4软件、C语言编译，STCISP(代码下载工具)等工具，硬件采用STC89C52芯片、液位采集模块，红外报警模块，无线接收模块等完成设计。
2 系统总体设计方案
2.1系统的结构设计
点滴自动控制系统的结构框图如下图2.1所示。该系统主要包括：单片机控制电路、LCD/1602显示电路、智能点滴的发射/接收模块等。
图2.1智能点滴系统的结构框图
(1)单片机控制电路。主要包括晶振电路，复位电路等，是单片机系统能正常工作的必要保证之一。
(2)LCD显示电路。单片机通过控制LCD显示电路实时显示，达成对系统工作模式与频率的实时显示。
(3)发射/接收模块控制电路。主要用于实现对信息的发射与接收的能力。
(4)复位电路。主要用于实现复位电路完成系统的上电复位和手动复位功能，使系统可以重新执行软件程序。
2.2系统的工作原理
图2.2系统的结构原理框图
图2.2为系统结构的原理框图。智能点滴是利用液位传感检测液面，在液面检测上，本系统采用红外对来检测，红外对管由2部分组成，第一部分红外线发射管，它可以将电能直接转换成我们所能利用的近红外光并能辐射出去的发光器件[3]。第二部分光敏接收管是利用光敏电阻可以将光信号转变成我们能利用的电信号的特性来接收信息。通过实验，在有水和无水状态下，他们输出的电平是不一样的，但在两者之间就会出现不稳定的高电平，刚好借以利用，为高就发一次数据，并将数据传输到STC29C52单片机上，数据经过处理在发送版上显示两滴液滴之间的时间间隔，更能直观的反映出点滴的速度
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