单片机的新型医疗输液监控系统硬件设计
目 录
1 引言 1
1.1 概述 1
1.2 国内外现状 1
1.3 研究意义 2
1.4 本设计的主要工作内容 2
2 输液监控系统总体方案 2
2.1 系统方案论证与比较 3
2.2 系统总体框图? 5
3 主要元器件 6
3.1 8550三极管 6
3.2 液晶显示1602 7
3.3 直流电机 8
3.4 气动电磁阀 10
4 系统从站的硬件设计? 10
4.1 系统从站框图与部分电路图? 10
4.2 时钟振荡电路设计? 13
4.3复位电路设计? 14
4.4 从站系统各单元设计? 15
4.5 通信电路硬件设计及其工作原理 16
5 安装调试 17
结 论 19
致?? 谢 20
参 考 文 献 21
附录A 电路原理图 22
附录B 实物图 23
1 引言
1.1 概述
点滴输液是医疗检测的主要方式，几乎在每个医院里都有应用。根据我们的调查，输液率大约在70%到80%。静脉输液在输送药物的同时，也可以帮助病人补充水分和营养。我们在给病人输液的时候，输液速率是一个非常关键的标准，可以从病人的岁数大小，疾病和所需药品种类等因素来提供。而且，当正在进行输液的时候，旁边是要有人看着的，这样可以避免一些隐患的发生，特别是手术过后需要输液的病人，是需要全天有人陪护的。在护士门比较累的时候，容易引发很多隐患。从我们的查看情况看来，很多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
医院至今还由于各样的原因，智能输液监控系统还没有被采用，使用的还是以往的方式，就是把输液袋挂在架子上，由于大气压强的原因，是药水流下，这样就能医治患者了。医生们通过滚动滴管上的滚轮来调节输液的速率。因为下降速度是要用人眼来看的，这就要求医生们有丰富的经验，可是手动控制是不精确的，容易发生隐患，可能危害的病人的身体。如果病人旁边没有人，此时输液结束了，就能发生回血之类的事情。这样的话患者旁边要求不断有人看护，交叉感染旺旺在这个时候发生，并且病人也不能安心休息，对病人和亲属的健康都是不利的。此时，工作人员们还要不断地走动查看情况，这样有可能发生病人和工作人员的矛盾。根据上面的介绍，我们决定设计一套智能的输液监控系统，这是顺应时代的要求的。
1.2 国内外现状
改革开放以来，随着国际交往的增加，国家实力的强大和支持，中国医疗器械行业的迅猛发展让全世界刮目相看。根据调查，从2000到2009的十年，中国医疗器械总金额在过去的一段时间相当于2005年的六倍，排除美国和日本，中国是全世界最高的。2007年中国医疗器械进出口总额超过百亿美元[1]。近几十年来，中国经济水平的快速发展，人民生活水平有了很大提高，医疗保健的重要性越来越强的人，大大促进了住院、家庭医疗设备的需求，导致国内加入医疗器械行业越来越多的，研究人员不断增加，不断研发产品丰富，产品的功能越来越多，质量也越来越好，中国医疗设备不断向世界。
智能的输液系统在早期的外国，例如美国还有德国之类的发达国家，在90年代，智能输液系统就具有了很大的研究成果。输液泵具有很多的功能，能够很准确地调节输液速率，在输液梗塞并且有气泡混入的情况下发出警报。可是价钱一般都相对有点高，在二万元附近。在中国输液设备发展比较缓慢，研究开始于90年代附近。然而，总体说起来，它的作用是专注于较准确控制病人输液状况，品种少，性价比和功能能还有待提高。因为人工的原因，输液的障碍，气体等的混入是非常可能发生的，因此输液结束之后的警报和控制输液速率大大地引起了我们的注意。因此，输液装置的安全性和可靠性是最低的要求，像这个一样涉及到每一个伤患的输液装置才是会具有真实的意义，便于人们操作和低廉的价钱是基本的标准，因此这个产物才会更安全，更加的可靠。然而若是没有方便控制和较低的价格支持，快速的发展是不太现实的。该系统具有对输液无干扰，非常可靠。操作方便，较为可靠，检测比较准确。
1.3 研究意义
现在智能监控与智能临床装置的研究在不断进步，智能输液设备的发展也转变成了研究的重点。因此，智能输液监控是通的研发是我们目前的重大任务[2]。这篇文章的重点是实现对输液的运程监控，从站收集每个病人的输液信息，用有线的形式把数据上传到主站，具有输及时保存药水输入信息，还有在特定状况下发出警报的功能。单片机输液速率监控的研究在现在和将来会成为医用装置研究的重点，单片机依靠优越的性价比，和之前的静脉点滴速率监控装置比较，该装置具有价格低廉，方便实现控制，和液滴速率控制准确度高的优势。此外，多机监控系统的应用，也可以降低工作人员的许多压力，让医务人员的工作更加高效[3]。在人员控制的情况下如果不细心，可能引发很多麻烦，同时手动控制下液滴滴速调节准确度度也难以把握，如果利用单片机并且在设计前想得全面，使用过程中就不会产生这些麻烦，所以，整体的滴速监控方案将在医务事业中全面应用。医用装置的研究是顺应科学研究与进步的，不能离开科学，此系统对医疗界有很大的促进作用。
1.4 本设计的主要工作内容
用单片机设计一个能实现智能监控的医疗输液系统。这个系统的主要内容有（1）能在同一时间内监督控制许多病床的输液信息。（2）对于不一样的患者可以设计不一样的输液速率。（3）在发生特殊事件的时候能发出警报。（4）能够在输液完成一袋之后主动换至下一袋。
2 输液监控系统总体方案
2.1 系统方案论证与比较
2.1.1 控制方案比较
方案一：这个方法是采取普通的方法来操作，它的优点在于简化电路，方便操作。可是这种法案的精确度不好掌控。
方案二：此方法是由AT89C51作为主从站来实施，可以完成很多算法和操作。该方法可以完成键盘的设置，而且能够完成主机和从机之间的信息传输。
综上，选择方案二。
2.1.2 点滴检测方案
方案一：压力传感器测量的方法。用输液袋和压力传感装置，来确定有没有药水流下，和滴液速率的检测，可是一滴的药水的重量较轻而且在输液过程中容易产生摇动干扰测量。?
方案二：通过二极管和光敏三极管构成的装置测试，因为光敏三极管的可见光范围大，若是外面光线发生变化，药水的滴下来速度的检测测精度也能造成干扰。若是使用高功率发射管，功率的消耗将非常高。?
方案三：采取红外线测试方法，在滴斗的地方测试药水留下来的速度。红外发光二极管发射出光线之后，红外光线穿过输液管打在二极管上，人后把收到到的光线变成光信息转换成电信息来输送。假如这个时候输液管没有液体流下，接收到的光强度比较大，若输液管中没有液体流下时，因为水滴遮住了照射的红外线，水滴会对红外线有折射影响，二极管收到的红外光强度相对小一点。二极管会把收到的光信息转变成电信息的形式，然后查看输送的电信号从而推算出有没有药水流下。将接受到的电压信号通过整形后输入单片机去操作，这样能算出药水的流下速率。?
4 系统从站的硬件设计?
1 引言 1
1.1 概述 1
1.2 国内外现状 1
1.3 研究意义 2
1.4 本设计的主要工作内容 2
2 输液监控系统总体方案 2
2.1 系统方案论证与比较 3
2.2 系统总体框图? 5
3 主要元器件 6
3.1 8550三极管 6
3.2 液晶显示1602 7
3.3 直流电机 8
3.4 气动电磁阀 10
4 系统从站的硬件设计? 10
4.1 系统从站框图与部分电路图? 10
4.2 时钟振荡电路设计? 13
4.3复位电路设计? 14
4.4 从站系统各单元设计? 15
4.5 通信电路硬件设计及其工作原理 16
5 安装调试 17
结 论 19
致?? 谢 20
参 考 文 献 21
附录A 电路原理图 22
附录B 实物图 23
1 引言
1.1 概述
点滴输液是医疗检测的主要方式，几乎在每个医院里都有应用。根据我们的调查，输液率大约在70%到80%。静脉输液在输送药物的同时，也可以帮助病人补充水分和营养。我们在给病人输液的时候，输液速率是一个非常关键的标准，可以从病人的岁数大小，疾病和所需药品种类等因素来提供。而且，当正在进行输液的时候，旁边是要有人看着的，这样可以避免一些隐患的发生，特别是手术过后需要输液的病人，是需要全天有人陪护的。在护士门比较累的时候，容易引发很多隐患。从我们的查看情况看来，很多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
医院至今还由于各样的原因，智能输液监控系统还没有被采用，使用的还是以往的方式，就是把输液袋挂在架子上，由于大气压强的原因，是药水流下，这样就能医治患者了。医生们通过滚动滴管上的滚轮来调节输液的速率。因为下降速度是要用人眼来看的，这就要求医生们有丰富的经验，可是手动控制是不精确的，容易发生隐患，可能危害的病人的身体。如果病人旁边没有人，此时输液结束了，就能发生回血之类的事情。这样的话患者旁边要求不断有人看护，交叉感染旺旺在这个时候发生，并且病人也不能安心休息，对病人和亲属的健康都是不利的。此时，工作人员们还要不断地走动查看情况，这样有可能发生病人和工作人员的矛盾。根据上面的介绍，我们决定设计一套智能的输液监控系统，这是顺应时代的要求的。
1.2 国内外现状
改革开放以来，随着国际交往的增加，国家实力的强大和支持，中国医疗器械行业的迅猛发展让全世界刮目相看。根据调查，从2000到2009的十年，中国医疗器械总金额在过去的一段时间相当于2005年的六倍，排除美国和日本，中国是全世界最高的。2007年中国医疗器械进出口总额超过百亿美元[1]。近几十年来，中国经济水平的快速发展，人民生活水平有了很大提高，医疗保健的重要性越来越强的人，大大促进了住院、家庭医疗设备的需求，导致国内加入医疗器械行业越来越多的，研究人员不断增加，不断研发产品丰富，产品的功能越来越多，质量也越来越好，中国医疗设备不断向世界。
智能的输液系统在早期的外国，例如美国还有德国之类的发达国家，在90年代，智能输液系统就具有了很大的研究成果。输液泵具有很多的功能，能够很准确地调节输液速率，在输液梗塞并且有气泡混入的情况下发出警报。可是价钱一般都相对有点高，在二万元附近。在中国输液设备发展比较缓慢，研究开始于90年代附近。然而，总体说起来，它的作用是专注于较准确控制病人输液状况，品种少，性价比和功能能还有待提高。因为人工的原因，输液的障碍，气体等的混入是非常可能发生的，因此输液结束之后的警报和控制输液速率大大地引起了我们的注意。因此，输液装置的安全性和可靠性是最低的要求，像这个一样涉及到每一个伤患的输液装置才是会具有真实的意义，便于人们操作和低廉的价钱是基本的标准，因此这个产物才会更安全，更加的可靠。然而若是没有方便控制和较低的价格支持，快速的发展是不太现实的。该系统具有对输液无干扰，非常可靠。操作方便，较为可靠，检测比较准确。
1.3 研究意义
现在智能监控与智能临床装置的研究在不断进步，智能输液设备的发展也转变成了研究的重点。因此，智能输液监控是通的研发是我们目前的重大任务[2]。这篇文章的重点是实现对输液的运程监控，从站收集每个病人的输液信息，用有线的形式把数据上传到主站，具有输及时保存药水输入信息，还有在特定状况下发出警报的功能。单片机输液速率监控的研究在现在和将来会成为医用装置研究的重点，单片机依靠优越的性价比，和之前的静脉点滴速率监控装置比较，该装置具有价格低廉，方便实现控制，和液滴速率控制准确度高的优势。此外，多机监控系统的应用，也可以降低工作人员的许多压力，让医务人员的工作更加高效[3]。在人员控制的情况下如果不细心，可能引发很多麻烦，同时手动控制下液滴滴速调节准确度度也难以把握，如果利用单片机并且在设计前想得全面，使用过程中就不会产生这些麻烦，所以，整体的滴速监控方案将在医务事业中全面应用。医用装置的研究是顺应科学研究与进步的，不能离开科学，此系统对医疗界有很大的促进作用。
1.4 本设计的主要工作内容
用单片机设计一个能实现智能监控的医疗输液系统。这个系统的主要内容有（1）能在同一时间内监督控制许多病床的输液信息。（2）对于不一样的患者可以设计不一样的输液速率。（3）在发生特殊事件的时候能发出警报。（4）能够在输液完成一袋之后主动换至下一袋。
2 输液监控系统总体方案
2.1 系统方案论证与比较
2.1.1 控制方案比较
方案一：这个方法是采取普通的方法来操作，它的优点在于简化电路，方便操作。可是这种法案的精确度不好掌控。
方案二：此方法是由AT89C51作为主从站来实施，可以完成很多算法和操作。该方法可以完成键盘的设置，而且能够完成主机和从机之间的信息传输。
综上，选择方案二。
2.1.2 点滴检测方案
方案一：压力传感器测量的方法。用输液袋和压力传感装置，来确定有没有药水流下，和滴液速率的检测，可是一滴的药水的重量较轻而且在输液过程中容易产生摇动干扰测量。?
方案二：通过二极管和光敏三极管构成的装置测试，因为光敏三极管的可见光范围大，若是外面光线发生变化，药水的滴下来速度的检测测精度也能造成干扰。若是使用高功率发射管，功率的消耗将非常高。?
方案三：采取红外线测试方法，在滴斗的地方测试药水留下来的速度。红外发光二极管发射出光线之后，红外光线穿过输液管打在二极管上，人后把收到到的光线变成光信息转换成电信息来输送。假如这个时候输液管没有液体流下，接收到的光强度比较大，若输液管中没有液体流下时，因为水滴遮住了照射的红外线，水滴会对红外线有折射影响，二极管收到的红外光强度相对小一点。二极管会把收到的光信息转变成电信息的形式，然后查看输送的电信号从而推算出有没有药水流下。将接受到的电压信号通过整形后输入单片机去操作，这样能算出药水的流下速率。?
4 系统从站的硬件设计?
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