液体点滴速度监控系统的设计硬件子系统设计
输液是医院常用的医疗手段。传统输液过程中存在着输液速度不精确、需要人工监护等弊端。本文的目标就是设计一种输液监控系统以解决此问题。本文设计的液体点滴速度监控装置系统，可以实现对输液速度的检测与控制，也可以实现对储液瓶中液面高度的检测报警，并且动态显示输液速度。我们可以通过按键设置输液速度，系统将自动对输液速度进行控制。本系统设计是以单片机为核心，以键盘及红外传感器为输入系统，以液晶显示器、声光报警电路及步进电机为输出系统的智能化输液控制及监测系统。键盘系统为独立式按键系统，红外传感器的功能为检测点滴的滴下及控制报警电路。 关键词 光电传感器，单片机，步进电动机，点滴速度
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究目的 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 设计的意义 2
1.4 系统任务 3
2 系统方案选择与论证 3
2.1 各模块方案选择和论证 3
2.2 基本系统框图 6
3 硬件模块设计 7
3.1 主控模块的设计 7
3.2 液体点滴速度检测电路设计 10
3.3 储液瓶液面检测电路设计 11
3.4 键盘电路设计 12
3.5 电源电路设计 13
3.6 步进电机驱动电路设计 14
3.7 显示模块的设计 15
3.8 硬件电路图与实物图 17
4 硬件调试与运行 19
4.1 硬件调试 19
4.2 硬件运行 20
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 电路图 27
1 绪论
1.1 课题研究目的
目前，在医院中输液设备依然是不可或缺的，大多数医院的吊瓶输液还是需要护士或者病人手动控制输液的速度，这样导致了点滴速度控制的不精确而且很不方便。其中最大的问题是：没有办法自动监测输液瓶中的液体容量，需要护士在病人旁边时刻注意。所以呢，在这里我们设计出了一种液体点滴速度监控系统装置。当吊瓶中的液体低于规定值时， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
该系统会自动发出警报。还能通过主站控制从站，以此来达到控制输液速度的目的。这个设计有很多优点，例如：它可以帮助护士更加方便的照顾病人，也可以等到吊瓶中的药液滴完时发出警报，这样可以有效防止病人体内的血液倒流[1]。
随着时代在进步，液体点滴方式也在不断的变化。单片机也发展迅速，功能越来越完善，处理速度也越来越快。因为单片机有很多优点，例如：处理速度很快，能耗小等。其中在军工，家电和国家经济建设等领域得到了广泛的应用。本设计的主要任务是设计制造液滴速度监测装置，可以控制液滴速度，检测液瓶中的液滴，液面下降到报警值时可发出报警。在设计电路板的过程中我们学到了很多有用的东西，像电路板的焊接还有硬件调试。我们还要继续而提升有关计算机方面的知识，微控制器和数字电路等实际应用知识的应用能力，也为进一步开发这样的产品打下了理论和实践依据。STC89C52RC单片机是其主控制器,输入系统由光电传感器和键盘组成，输出系统由电动机和液晶显示器组成。光电传感器功能是检测液滴速度和输液瓶液位，键盘系统为独立按钮系统。当吊瓶中的液体低于规定值时，该装置就会发出警报并且可以手动解除警报。当输入脉冲恒定时，电机具有保持转矩和可变速度的优点。通过这些优点，可以通过控制瓶子的上下运动来控制液滴速度。
1.2 国内外研究现状
远距离监控是目前国内国外非常先进的研究课题，为此国内国外都开展了踊跃的研究。 1997年1月，第一家基于互联网的距离监测和诊断工作会议由马萨诸塞理工学院和斯坦福大学共同赞助，其中有很多代表参加了会议。这次会议的核心思想包括法律方面还有学术知识，他们认为科学技术在未来会更加的进步。由马萨诸塞理工学院和斯坦福大学开发的下一代基于互联网的远程监测和诊断系统，还有许多大型公司在计算机行业，制造和仪器仪表行业开发公司支持和合作[2]。然后，这些公司联合开发了一个实验系统，Testbed。测试台与实时JAVA，嵌入式Web网络和贝叶斯网络在互联网中形成的诊断推理和信息监控。
1）COMADEM（条件修理和工程管理），SMFPT（机械故障预防技术学会），SMFPT（机械故障预防技术学会）等许多国际组织都通过故障诊断和设备监控和设备网络监测和技术推广工作，还制定了一些信息标准和交换格式。这些组织和一些大公司在其设计中加入了互联网这个划时代的功能。例如Bently这家公司就是利用互联网开发的液体点滴监控系统。还有数据管理器2000通过Net DDE将设备状态信息发送到远程终端国内知名的NI公司产品LabVIEW和LabWindows / CVI添加了一个网络通信处理模块，可以是电子邮件，FTP ，WWW方式在网络内监控数据传输[3]。
2）在国内为远程监控技术推出了积极的研究。今天，西安交通大学等高等院校进行了较为先进的科学研究，如哈尔滨工业大学/微机单元状态监测和故障诊断专家系统MMMDES0。
1.3 设计的意义
二十一世纪是计算机技术快速发展的时代，信息的交流量很大，这就会大大增加人们在计算机面前的工作时间，从而增加了人们的压力和负担。再加上生活节奏的加快，教育资源的不平均，员工素质参差不起导致很容易犯错，造成了一些不必要的损失[6]。所以需要增加一些安全措施，以此来保证公共场所的安全，让人们更加容易地享受生活。本系统为了达到这一目标。使用起来非常方便，可以根据需要来设置检测近幅度，本设计所具有的功能可以普遍满足一般用户的要求。?
在医学上，输液可谓是非常的重要。在患者滴水的过程中，通常由于患者身体虚弱，入睡，昏迷或卫生保健工作者在其他地方忙碌等，不能时刻注意整个输液过程，所以才需要个人护理，增加了医护人员的负担，使他们时刻处于忙碌当中，人流量比较大，不利于病房管理。当输液完成后，如果停止输液不及时，患者的血液将由于空管而返回注射针内部，这样长时间的处于空管状态，会使患者手部发生肿胀，导致手部疼痛，这样非常不利于患者的身体健康，也会使医院的名誉受损。如果治疗时间过早，那就是液体没有完全完成后，瓶子取出管子会导致液体的浪费等等。所以经常导致病人的不满甚至抱怨，使医护人员无可奈何。本课题针对上述情况，通过声光报警监控方式实现医院实时监测输液情况，并通过液晶显示器和单片机实现实时存储和显示输液数据，如好在特殊情况下可以报警[4]。这个话题可以加快实现医院现代化，信息化建设。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究目的 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 设计的意义 2
1.4 系统任务 3
2 系统方案选择与论证 3
2.1 各模块方案选择和论证 3
2.2 基本系统框图 6
3 硬件模块设计 7
3.1 主控模块的设计 7
3.2 液体点滴速度检测电路设计 10
3.3 储液瓶液面检测电路设计 11
3.4 键盘电路设计 12
3.5 电源电路设计 13
3.6 步进电机驱动电路设计 14
3.7 显示模块的设计 15
3.8 硬件电路图与实物图 17
4 硬件调试与运行 19
4.1 硬件调试 19
4.2 硬件运行 20
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 电路图 27
1 绪论
1.1 课题研究目的
目前，在医院中输液设备依然是不可或缺的，大多数医院的吊瓶输液还是需要护士或者病人手动控制输液的速度，这样导致了点滴速度控制的不精确而且很不方便。其中最大的问题是：没有办法自动监测输液瓶中的液体容量，需要护士在病人旁边时刻注意。所以呢，在这里我们设计出了一种液体点滴速度监控系统装置。当吊瓶中的液体低于规定值时， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
该系统会自动发出警报。还能通过主站控制从站，以此来达到控制输液速度的目的。这个设计有很多优点，例如：它可以帮助护士更加方便的照顾病人，也可以等到吊瓶中的药液滴完时发出警报，这样可以有效防止病人体内的血液倒流[1]。
随着时代在进步，液体点滴方式也在不断的变化。单片机也发展迅速，功能越来越完善，处理速度也越来越快。因为单片机有很多优点，例如：处理速度很快，能耗小等。其中在军工，家电和国家经济建设等领域得到了广泛的应用。本设计的主要任务是设计制造液滴速度监测装置，可以控制液滴速度，检测液瓶中的液滴，液面下降到报警值时可发出报警。在设计电路板的过程中我们学到了很多有用的东西，像电路板的焊接还有硬件调试。我们还要继续而提升有关计算机方面的知识，微控制器和数字电路等实际应用知识的应用能力，也为进一步开发这样的产品打下了理论和实践依据。STC89C52RC单片机是其主控制器,输入系统由光电传感器和键盘组成，输出系统由电动机和液晶显示器组成。光电传感器功能是检测液滴速度和输液瓶液位，键盘系统为独立按钮系统。当吊瓶中的液体低于规定值时，该装置就会发出警报并且可以手动解除警报。当输入脉冲恒定时，电机具有保持转矩和可变速度的优点。通过这些优点，可以通过控制瓶子的上下运动来控制液滴速度。
1.2 国内外研究现状
远距离监控是目前国内国外非常先进的研究课题，为此国内国外都开展了踊跃的研究。 1997年1月，第一家基于互联网的距离监测和诊断工作会议由马萨诸塞理工学院和斯坦福大学共同赞助，其中有很多代表参加了会议。这次会议的核心思想包括法律方面还有学术知识，他们认为科学技术在未来会更加的进步。由马萨诸塞理工学院和斯坦福大学开发的下一代基于互联网的远程监测和诊断系统，还有许多大型公司在计算机行业，制造和仪器仪表行业开发公司支持和合作[2]。然后，这些公司联合开发了一个实验系统，Testbed。测试台与实时JAVA，嵌入式Web网络和贝叶斯网络在互联网中形成的诊断推理和信息监控。
1）COMADEM（条件修理和工程管理），SMFPT（机械故障预防技术学会），SMFPT（机械故障预防技术学会）等许多国际组织都通过故障诊断和设备监控和设备网络监测和技术推广工作，还制定了一些信息标准和交换格式。这些组织和一些大公司在其设计中加入了互联网这个划时代的功能。例如Bently这家公司就是利用互联网开发的液体点滴监控系统。还有数据管理器2000通过Net DDE将设备状态信息发送到远程终端国内知名的NI公司产品LabVIEW和LabWindows / CVI添加了一个网络通信处理模块，可以是电子邮件，FTP ，WWW方式在网络内监控数据传输[3]。
2）在国内为远程监控技术推出了积极的研究。今天，西安交通大学等高等院校进行了较为先进的科学研究，如哈尔滨工业大学/微机单元状态监测和故障诊断专家系统MMMDES0。
1.3 设计的意义
二十一世纪是计算机技术快速发展的时代，信息的交流量很大，这就会大大增加人们在计算机面前的工作时间，从而增加了人们的压力和负担。再加上生活节奏的加快，教育资源的不平均，员工素质参差不起导致很容易犯错，造成了一些不必要的损失[6]。所以需要增加一些安全措施，以此来保证公共场所的安全，让人们更加容易地享受生活。本系统为了达到这一目标。使用起来非常方便，可以根据需要来设置检测近幅度，本设计所具有的功能可以普遍满足一般用户的要求。?
在医学上，输液可谓是非常的重要。在患者滴水的过程中，通常由于患者身体虚弱，入睡，昏迷或卫生保健工作者在其他地方忙碌等，不能时刻注意整个输液过程，所以才需要个人护理，增加了医护人员的负担，使他们时刻处于忙碌当中，人流量比较大，不利于病房管理。当输液完成后，如果停止输液不及时，患者的血液将由于空管而返回注射针内部，这样长时间的处于空管状态，会使患者手部发生肿胀，导致手部疼痛，这样非常不利于患者的身体健康，也会使医院的名誉受损。如果治疗时间过早，那就是液体没有完全完成后，瓶子取出管子会导致液体的浪费等等。所以经常导致病人的不满甚至抱怨，使医护人员无可奈何。本课题针对上述情况，通过声光报警监控方式实现医院实时监测输液情况，并通过液晶显示器和单片机实现实时存储和显示输液数据，如好在特殊情况下可以报警[4]。这个话题可以加快实现医院现代化，信息化建设。
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