输液器自动监控系统电气自动化【字数：15754】
我国作为人口大国每年因生病而输液的人次已经达到了1.6亿，然而人们对输液中存在的种种不便早已习以为常调节滴速、时刻关注药液余量、家属看护等。输液监控管理系统是一套集信息化、智能化、数字化为一体的输液管理平台。减轻了医护人员的工作强度、解决患者输液过程中的焦虑和烦恼，是输液管理及临床护理模式上的一次变革，提升了现代化医院的信息化管理水平。本课题以STC89C52RC单片机为控制器，采用光电传感器检测液面的高度和输液下流速度。通过按键设置当前滴速，通过步进电机控制输液瓶的高度，通过调节高度改变输液瓶的重力作用从而调节液滴的速度。当液面高度过低或者输液下流速度发生异常时，系统会发出警报。本设计完成了系统硬件设计和软件设计，制作了实物模型，并且完成毕业论文等资料的撰写。
Keywords: infusion monitoring; Infrared ray; Stepper motor; Automatic control; Droplet control 目录
第一章 绪论 1
1.1 输液器自动监控系统的产生及发展 1
1.2 输液器自动监控系统的国内外发展现状 3
1.3 本文的主要工作和内容安排 4
第二章 系统总体概述 5
2.1 本课题的研究方案 5
2.2 方案的论证与确立 5
2.2.1 滴液速度检测方案的选择 5
2.2.2 单片机型号的选择 6
2.2.3 按键输入模块的选择 6
2.2.4 显示模块的选择 6
2.2.5 电机模块的选择 6
2.3 系统功能说明书 7
第三章 系统硬件设计 8
3.1 STC89C52RC单片机简介 8
3.2 STC89C52RC单片机最小系统的设计 9
3.3 液滴检测硬件电路设计 12
3.4 步进电机硬件电路设计 13
3.5 LCD1602显示硬件电路设计 14
3.6 按键硬件电路设计 15
3.7 报警硬件电路设计 16
3.8 继电器硬件电路设计 16
第四章 系统软件设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
8
4.1 系统软件总流程图 18
4.2 液滴检测软件子程序设计 19
4.3 步进电机软件子程序设计 21
4.4 LCD1602显示软件子程序设计 22
4.5 按键输入软件子程序设计 24
4.6 报警软件子程序设计 25
4.7 继电器软件子程序设计 26
第五章 系统调试 27
5.1 硬件调试 27
5.2 软件调试 28
第六章 实物展示 30
第七章 总结与可持续发展 35
7.1 总结与展望 35
7.2 对环境及社会可持续发展的影响 35
参考文献 37
致谢 40
附录一 电路原理图 41
附件二 软件程序源码 41
绪论
1.1 输液器自动监控系统的产生及发展
经济社会的快速发展加快了现代人们的生活节奏，也改变了人们传统的生活方式，医疗领域也发生着翻天覆地的变化。“十三五”规划确定了医疗改革的重要方向，三甲医院的数量也在不断增加，各地医院的医疗技术手段、医疗设备也越来越先进。输液，是治疗各种疾病最基本的医疗手段，也是最常用的医疗方法，在医疗领域也发挥着非常重要的作用。但是中国医患比例严重失衡，监守输液的医务人员工作量大，有时无法认真兼顾到每一位患者。所以必须设计出一种自动化的输液监控装置的设计，用机器代替人力[1]。
目前输液的监控方式主要是采用人工监测的方式，输液器材也比较简单，由液瓶、输液管、针头等部分组成，如图1.1所示。在医疗卫生领域中，对输液的实时监控有着极高要求[2]。传统人工监测的方式，主要是医护人员根据以往的经验，结合病人和药物为病人选择合适的速度，当输液完成时，需要人工及时拔出针头，避免进入空气或者血液倒流等现象，如果提早结束输液，则会浪费药液，这种方式存在很多弊端：
（1）对医护人员的经验要求比较高
（2）操作过程比较复杂，带来了很多不便
（3）增加了大量的人力成本
（4）给医疗工作带来很多负担
（5）导致医疗事故的发生
/
图1.1传统的输液器材
输液器自动监控系统的产生，在极大程度上满足了人们对个性化、智能化等多个因素的考量，成为医疗设备消费市场的主导产品。输液器自动监控系统，经历技术革命的洗礼，将智能技术、单片机控制技术、无线通讯技术、物联网技术、大数据技术等各种高新技术手段融为一体，在传统人工监测的基础上增加了智能调节、自动控制等功能，自动完成对输液过程的监控，如图1.2所示。所以如何能在故障出现时发出警报，成为了当务之急[3]。在智能控制系统领域，输液器自动监控系统成为其重要的组成部分，发挥着越来越重要的作用。
/
图1.2输液器自动监控系统
输液器自动监控系统现在还处于发展阶段，很多技术手段和功能还不是很完善，在发展过程中出现了很多问题，例如监测过程中受到很多已知和未知因素的影响，导致监测结果出现偏差。因此，应该加大规模和力度重点研究输液器自动监控系统面临的技术难题以及干扰因素，使输液器自动监控系统的功能更加完善、稳定、精准。技术革命之后，出现很多新的技术手段，新技术会迅速发展并代替原有的技术手段，输液器自动监控系统只有不断发展，不断创新，不断进步，才能保持自身的优势，增强输液器自动监控系统在产品市场的竞争优势。
智能控制的发展日益成熟，市场上智能控制产品种类繁多，功能也越来越丰富，尤其是输液器自动监控系统，从单一的智能监控的功能到智能调节，自动控制等多种功能，变得更加完善。输液器自动监控系统的产生，满足了医疗市场的个性化的需求，具有广阔的市场前景和经济效益。
在智能控制领域，单片机发挥着不可替代的作用，尤其是在输液器自动监控系统的技术控制中，基于单片机的输液器自动监控系统的优点：
操作简单，便于控制
降低成本，价格实惠
稳定性强，安全性能高
便与开发，实用性强
准确度高，方便控制
灵敏度高，性价比高
本文设计基于单片机的输液器自动监控系统设计，以51单片机为中央控制系统，结合控控制电路，自动监测检测液面的高度和输液下流速度，当液面高度过低或者输液下流速度发生异常时，系统会发出警报，从而达到智能监控的目的。
Keywords: infusion monitoring; Infrared ray; Stepper motor; Automatic control; Droplet control 目录
第一章 绪论 1
1.1 输液器自动监控系统的产生及发展 1
1.2 输液器自动监控系统的国内外发展现状 3
1.3 本文的主要工作和内容安排 4
第二章 系统总体概述 5
2.1 本课题的研究方案 5
2.2 方案的论证与确立 5
2.2.1 滴液速度检测方案的选择 5
2.2.2 单片机型号的选择 6
2.2.3 按键输入模块的选择 6
2.2.4 显示模块的选择 6
2.2.5 电机模块的选择 6
2.3 系统功能说明书 7
第三章 系统硬件设计 8
3.1 STC89C52RC单片机简介 8
3.2 STC89C52RC单片机最小系统的设计 9
3.3 液滴检测硬件电路设计 12
3.4 步进电机硬件电路设计 13
3.5 LCD1602显示硬件电路设计 14
3.6 按键硬件电路设计 15
3.7 报警硬件电路设计 16
3.8 继电器硬件电路设计 16
第四章 系统软件设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
8
4.1 系统软件总流程图 18
4.2 液滴检测软件子程序设计 19
4.3 步进电机软件子程序设计 21
4.4 LCD1602显示软件子程序设计 22
4.5 按键输入软件子程序设计 24
4.6 报警软件子程序设计 25
4.7 继电器软件子程序设计 26
第五章 系统调试 27
5.1 硬件调试 27
5.2 软件调试 28
第六章 实物展示 30
第七章 总结与可持续发展 35
7.1 总结与展望 35
7.2 对环境及社会可持续发展的影响 35
参考文献 37
致谢 40
附录一 电路原理图 41
附件二 软件程序源码 41
绪论
1.1 输液器自动监控系统的产生及发展
经济社会的快速发展加快了现代人们的生活节奏，也改变了人们传统的生活方式，医疗领域也发生着翻天覆地的变化。“十三五”规划确定了医疗改革的重要方向，三甲医院的数量也在不断增加，各地医院的医疗技术手段、医疗设备也越来越先进。输液，是治疗各种疾病最基本的医疗手段，也是最常用的医疗方法，在医疗领域也发挥着非常重要的作用。但是中国医患比例严重失衡，监守输液的医务人员工作量大，有时无法认真兼顾到每一位患者。所以必须设计出一种自动化的输液监控装置的设计，用机器代替人力[1]。
目前输液的监控方式主要是采用人工监测的方式，输液器材也比较简单，由液瓶、输液管、针头等部分组成，如图1.1所示。在医疗卫生领域中，对输液的实时监控有着极高要求[2]。传统人工监测的方式，主要是医护人员根据以往的经验，结合病人和药物为病人选择合适的速度，当输液完成时，需要人工及时拔出针头，避免进入空气或者血液倒流等现象，如果提早结束输液，则会浪费药液，这种方式存在很多弊端：
（1）对医护人员的经验要求比较高
（2）操作过程比较复杂，带来了很多不便
（3）增加了大量的人力成本
（4）给医疗工作带来很多负担
（5）导致医疗事故的发生
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图1.1传统的输液器材
输液器自动监控系统的产生，在极大程度上满足了人们对个性化、智能化等多个因素的考量，成为医疗设备消费市场的主导产品。输液器自动监控系统，经历技术革命的洗礼，将智能技术、单片机控制技术、无线通讯技术、物联网技术、大数据技术等各种高新技术手段融为一体，在传统人工监测的基础上增加了智能调节、自动控制等功能，自动完成对输液过程的监控，如图1.2所示。所以如何能在故障出现时发出警报，成为了当务之急[3]。在智能控制系统领域，输液器自动监控系统成为其重要的组成部分，发挥着越来越重要的作用。
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图1.2输液器自动监控系统
输液器自动监控系统现在还处于发展阶段，很多技术手段和功能还不是很完善，在发展过程中出现了很多问题，例如监测过程中受到很多已知和未知因素的影响，导致监测结果出现偏差。因此，应该加大规模和力度重点研究输液器自动监控系统面临的技术难题以及干扰因素，使输液器自动监控系统的功能更加完善、稳定、精准。技术革命之后，出现很多新的技术手段，新技术会迅速发展并代替原有的技术手段，输液器自动监控系统只有不断发展，不断创新，不断进步，才能保持自身的优势，增强输液器自动监控系统在产品市场的竞争优势。
智能控制的发展日益成熟，市场上智能控制产品种类繁多，功能也越来越丰富，尤其是输液器自动监控系统，从单一的智能监控的功能到智能调节，自动控制等多种功能，变得更加完善。输液器自动监控系统的产生，满足了医疗市场的个性化的需求，具有广阔的市场前景和经济效益。
在智能控制领域，单片机发挥着不可替代的作用，尤其是在输液器自动监控系统的技术控制中，基于单片机的输液器自动监控系统的优点：
操作简单，便于控制
降低成本，价格实惠
稳定性强，安全性能高
便与开发，实用性强
准确度高，方便控制
灵敏度高，性价比高
本文设计基于单片机的输液器自动监控系统设计，以51单片机为中央控制系统，结合控控制电路，自动监测检测液面的高度和输液下流速度，当液面高度过低或者输液下流速度发生异常时，系统会发出警报，从而达到智能监控的目的。
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