智能点滴输液器的设计与实现(附件)【字数：11245】
摘 要静脉滴注是当今临床医治与抢救的重要举措之一。根据不同病人的病情和体质的差异，静脉滴注需要不同的输液速度及流量。医院每日来来往往的病人非常多，这给医护人员带来了极大的挑战，使其接待其他病人的时间减少了，同时也无法让医护人员得到合理的休息。在输液过程中，需要实时监视剩余的药液，若药液输完，未能及时更新或结束输液，则会发生医疗事故。此次毕业设计针对以上问题来进行创作，本文首先简要介绍了该系统的发展趋势、重要内容等，并对设计方案进行了分析。然后重点介绍了系统软件程序流程中的实现，并实现了电路的设计，最后介绍了系统焊接与系统测试。本产品的设计是由STC89C52型号的单片机、电源电路、红外对管模块、按键模块、ULN2003步进电机模块、LCD1602电路组成。通过红外对管模块实时监测液滴的滴速，并通过计算将滴速和液体的剩余容量实时显示在液晶LCD1602显示。可以通过按下按钮来设置滴速。如果当前滴速超过设定滴速，步进电机将向前旋转一周。如果当前滴速不超过设定滴速，步进电机将反转一周。可以通过按键设置输液瓶的体积（量程为0-999mL）通过LCD1602实时显示输液瓶总体积、液体余量、单位显示、容量显示、实时滴速、设置速度，方便实时查看，设置值掉电不丢失。当输液瓶的体积为0时，声光长鸣报警。该设计基本完成了预期的功能，明确了研究目的以及着手重点，根据结果显示，系统设计具有良好的检测和控制功能，便于移植和扩展。除了能够让病人在输液时得到更好的休息，本装置还具有实时监测病人身体体征的功能，也能方便医生随时了解病人病情发展，同时提高医务人员接诊的效率。这个系统操作简洁、上手较快、具有报警功能并且方便集中控制，在现代医疗方向有着很大的研究意义，能使智能医疗事业蓬勃发展, 将逐步提高现代医护质量。
目 录
第1章 绪论 1
1.1课题背景及意义? 1
1.2?国内外研究现状 ???? 1
1.3全文组织结构 3
第2章 方案的设计与论证 4
2.1控制方案的确定 4
2.2控制方式的选择 4
2.2.1单片机芯片的选择 4
2.2.2声音报警电路方案的选择 4
2.2.3显示方案的选择 4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.2.4电机驱动模块的选择 4
2.2.5电机模块的选择 5
2.2.6测速模块的选择 5
第3章 硬件电路的设计 6
3.1系统的功能分析及体系结构设计 6
3.1.1系统功能分析 6
3.1.2系统总体结构分布 6
3.2模块电路的设计 7
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计 7
3.2.2 5V电源电路的设计 8
3.2.3 CXGO光电槽型光耦传感器模块电路设计 9
3.2.4 28BYJ48步进电机驱动电路的设计 10
3.2.5 蜂鸣器报警电路设计 11
3.2.6 LCD1602液晶显示模块电路的设计 12
3.2.7按键电路设计 13
3.2.8 WIFI 模块 14
第4章 系统软件设计 16
4.1 编程语言选择 16
4.2 单片机程序开发环境 16
4.3 Keil uVision4软件开发流程 17
4.4 STCISP15xxv6.85p程序烧录软件介绍 19
4.5 PL2303串口程序烧写模块介绍 20
4.6 程序流程图 22
第5章 系统焊接与调试 23
5.1 电路焊接 23
5.2 系统调试 23
5.2.1 系统程序调试 24
5.2.2 硬件测试 24
5.3 实物测试 24
第6章 总结与展望 25
参 考 文 献 26
致 谢 27
第1章 绪论
1.1课题背景及意义?
近几年，医疗专业发展迅速，智能网络自动化管理成为医院现代化的一个重要指标，特别是在医疗监控领域，这表明医疗专业领域越来越需要多样化、计算机化和个性化的医疗设备。现代技术的进步和发展为发展医疗技术提供了创新的条件和新的空间，但目前医疗的技术和设备的发展仍然不能满足医院、病人以及各方面的需求，所以，计算机自动化管理的医疗仪器非常迎合当前的市场前景。
静脉滴注是当前最常用的医疗手段，然而静脉滴注法的滴液速度往往不能精准控制，医生并不能根据病人的具体情况来调控点滴的速度，只能通过以往累计的经验，来调控莫尔斯管的滚轮限制滴速。很显然，这种限制点滴速度的方法并不现实，也不便捷，还很有可能使患者的病情恶化。因此，假如设计出点滴速度监测配件，那么一定会受到医护人员和患者的欢迎。目前的输液监测报警器体积大、体积大、价格昂贵，提高了医院治疗成本与患者就医的成本。鉴于这种状况，本篇文章设计出了一种由单片机控制并且来进行检测的装置，一方面进行点滴滴速检测，另一方面也可以根据滴速或者容量来进行报警。这个装置能为这个患者的医生提供真实的滴速、容量等数据，帮助医生对其病人进行抢救和治疗。该系统安装方便，成本低廉，涵盖了STC89C52单片机、电磁锁、WiFi模块、显示器等，可用于精确控制按钮速度，抗干扰能力强。因此，这种液滴速度监测的设计与实现对当前的医疗领域是具有重要意义的。
1.2?国内外研究现状 ????
静脉输液是目前医学一种重要的治疗手段，同时也是理疗看护中的重要组成部分，它广泛适用于各个医院的工作当中，据有效数据统计，住院输液率大致为为七八成 。静脉输液是补充患者体液和营养的重要途径，在输液过程中，点滴滴速是一个非常令人注意的参数，一般情况下，病人的年龄、患病情况和使用的药品等原因去决定。而且，在打点滴的整个过程当中，必须有医护人员或者家属的陪同和看护，防止鼓针、回血等事件产生，特别是刚做完术后的24小时内，这种高强度的工作也让护士疲惫不堪。当护理者昏昏欲睡时，这种危险情况最有可能发生。经调查，目前大多数医院仍因各种原因没有使用点滴监测装置。传统的输液方法原理是：将点滴瓶高高挂起，利用重力势能使药液缓慢滴下，让药液顺着软管进入患者静脉血管，同时使用软管卡箍拧紧和松开软管来控制药液流速。医务人员可以根据不同药物的特点进行流速控制。
这种控制药液滴速的方法比较简单，精确度低，而且需要大量的经验才能控制合理的流速，所以稍有不慎便可能会威胁到病人的正常生理机制。输液结束后，如床边无押运人员或医护人员未及时换药或拔针，患者可能会返血。所以患者在输液过程时一定要有家人的陪护，但是这样也提高了传染的可能性，同时，护士必须经常来回查房检查病情，这无疑大大的增加了工作量，甚至还可能引起不必要的医疗纠纷。基于以上情况，设计和实现智能输液监测系统，对治疗过程进行自动监测和管理是必然的趋势。
在国外，外国研究人员对智能输液器的探究起步较早，如日本、美利坚、英国等发达国家在三十多年前就已经开始对智能输液器的发展进行了研究。[]许多发达国家的病床在90年代就已经匹配上输液泵（输液泵为功能齐全的点滴控制装置，能更准确地控制药液流速）了，实现输液阻塞、气泡混合和输液报警。中国医院，绝大部分医院都没有这种高档的医疗监控装置，仅仅在部分的大医院里才有，而且大医院里的监控装置也都是国外的产品，在几千元左右，价格昂贵，使大部分三级甲等医院远远落后。反观我国输液器的发展，研发较晚，90年代才开始逐步发展，市场上也有国内产的一些输液器，但其功能一般只集中在精准输液控制等方面，品种少，性能有待提高，加上价格昂贵，不能与进口输液控制装置竞争大面积市场份额，也无法在医院打开宽阔的市场。而输液报警器的研制已成为近年来的一个热门项目，据前些年国家专利局专利信息查询，现有的67种输液报警器专利技术由于技术的不成熟，都多多少少的存在着种种缺陷，如安全隐患、性能、可靠性、成本、等，真正做成产品的专利寥寥无几。[]作为医疗器材来说，安全是第一位的，稳定可靠才是基础，具有实际的意义，便宜的价格以及可操作性才是推广出去的基本条件，因此，如果不容易操作和没有足够低的价格作为支撑，想要顺利促销也是不可能的。
目 录
第1章 绪论 1
1.1课题背景及意义? 1
1.2?国内外研究现状 ???? 1
1.3全文组织结构 3
第2章 方案的设计与论证 4
2.1控制方案的确定 4
2.2控制方式的选择 4
2.2.1单片机芯片的选择 4
2.2.2声音报警电路方案的选择 4
2.2.3显示方案的选择 4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.2.4电机驱动模块的选择 4
2.2.5电机模块的选择 5
2.2.6测速模块的选择 5
第3章 硬件电路的设计 6
3.1系统的功能分析及体系结构设计 6
3.1.1系统功能分析 6
3.1.2系统总体结构分布 6
3.2模块电路的设计 7
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计 7
3.2.2 5V电源电路的设计 8
3.2.3 CXGO光电槽型光耦传感器模块电路设计 9
3.2.4 28BYJ48步进电机驱动电路的设计 10
3.2.5 蜂鸣器报警电路设计 11
3.2.6 LCD1602液晶显示模块电路的设计 12
3.2.7按键电路设计 13
3.2.8 WIFI 模块 14
第4章 系统软件设计 16
4.1 编程语言选择 16
4.2 单片机程序开发环境 16
4.3 Keil uVision4软件开发流程 17
4.4 STCISP15xxv6.85p程序烧录软件介绍 19
4.5 PL2303串口程序烧写模块介绍 20
4.6 程序流程图 22
第5章 系统焊接与调试 23
5.1 电路焊接 23
5.2 系统调试 23
5.2.1 系统程序调试 24
5.2.2 硬件测试 24
5.3 实物测试 24
第6章 总结与展望 25
参 考 文 献 26
致 谢 27
第1章 绪论
1.1课题背景及意义?
近几年，医疗专业发展迅速，智能网络自动化管理成为医院现代化的一个重要指标，特别是在医疗监控领域，这表明医疗专业领域越来越需要多样化、计算机化和个性化的医疗设备。现代技术的进步和发展为发展医疗技术提供了创新的条件和新的空间，但目前医疗的技术和设备的发展仍然不能满足医院、病人以及各方面的需求，所以，计算机自动化管理的医疗仪器非常迎合当前的市场前景。
静脉滴注是当前最常用的医疗手段，然而静脉滴注法的滴液速度往往不能精准控制，医生并不能根据病人的具体情况来调控点滴的速度，只能通过以往累计的经验，来调控莫尔斯管的滚轮限制滴速。很显然，这种限制点滴速度的方法并不现实，也不便捷，还很有可能使患者的病情恶化。因此，假如设计出点滴速度监测配件，那么一定会受到医护人员和患者的欢迎。目前的输液监测报警器体积大、体积大、价格昂贵，提高了医院治疗成本与患者就医的成本。鉴于这种状况，本篇文章设计出了一种由单片机控制并且来进行检测的装置，一方面进行点滴滴速检测，另一方面也可以根据滴速或者容量来进行报警。这个装置能为这个患者的医生提供真实的滴速、容量等数据，帮助医生对其病人进行抢救和治疗。该系统安装方便，成本低廉，涵盖了STC89C52单片机、电磁锁、WiFi模块、显示器等，可用于精确控制按钮速度，抗干扰能力强。因此，这种液滴速度监测的设计与实现对当前的医疗领域是具有重要意义的。
1.2?国内外研究现状 ????
静脉输液是目前医学一种重要的治疗手段，同时也是理疗看护中的重要组成部分，它广泛适用于各个医院的工作当中，据有效数据统计，住院输液率大致为为七八成 。静脉输液是补充患者体液和营养的重要途径，在输液过程中，点滴滴速是一个非常令人注意的参数，一般情况下，病人的年龄、患病情况和使用的药品等原因去决定。而且，在打点滴的整个过程当中，必须有医护人员或者家属的陪同和看护，防止鼓针、回血等事件产生，特别是刚做完术后的24小时内，这种高强度的工作也让护士疲惫不堪。当护理者昏昏欲睡时，这种危险情况最有可能发生。经调查，目前大多数医院仍因各种原因没有使用点滴监测装置。传统的输液方法原理是：将点滴瓶高高挂起，利用重力势能使药液缓慢滴下，让药液顺着软管进入患者静脉血管，同时使用软管卡箍拧紧和松开软管来控制药液流速。医务人员可以根据不同药物的特点进行流速控制。
这种控制药液滴速的方法比较简单，精确度低，而且需要大量的经验才能控制合理的流速，所以稍有不慎便可能会威胁到病人的正常生理机制。输液结束后，如床边无押运人员或医护人员未及时换药或拔针，患者可能会返血。所以患者在输液过程时一定要有家人的陪护，但是这样也提高了传染的可能性，同时，护士必须经常来回查房检查病情，这无疑大大的增加了工作量，甚至还可能引起不必要的医疗纠纷。基于以上情况，设计和实现智能输液监测系统，对治疗过程进行自动监测和管理是必然的趋势。
在国外，外国研究人员对智能输液器的探究起步较早，如日本、美利坚、英国等发达国家在三十多年前就已经开始对智能输液器的发展进行了研究。[]许多发达国家的病床在90年代就已经匹配上输液泵（输液泵为功能齐全的点滴控制装置，能更准确地控制药液流速）了，实现输液阻塞、气泡混合和输液报警。中国医院，绝大部分医院都没有这种高档的医疗监控装置，仅仅在部分的大医院里才有，而且大医院里的监控装置也都是国外的产品，在几千元左右，价格昂贵，使大部分三级甲等医院远远落后。反观我国输液器的发展，研发较晚，90年代才开始逐步发展，市场上也有国内产的一些输液器，但其功能一般只集中在精准输液控制等方面，品种少，性能有待提高，加上价格昂贵，不能与进口输液控制装置竞争大面积市场份额，也无法在医院打开宽阔的市场。而输液报警器的研制已成为近年来的一个热门项目，据前些年国家专利局专利信息查询，现有的67种输液报警器专利技术由于技术的不成熟，都多多少少的存在着种种缺陷，如安全隐患、性能、可靠性、成本、等，真正做成产品的专利寥寥无几。[]作为医疗器材来说，安全是第一位的，稳定可靠才是基础，具有实际的意义，便宜的价格以及可操作性才是推广出去的基本条件，因此，如果不容易操作和没有足够低的价格作为支撑，想要顺利促销也是不可能的。
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