医院点滴自动控制系统的设计【开题报告】
基于单片机的输液点滴系统设计--开题分析报告
基于单片机的输液点滴系统设计--开题报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：太原工业学院毕业设计开题报告学生姓名：刘轩学号：122039321 系部：自动化专业：自动化论文题目：基于单片机的输液点滴系统设计指导教师:史建伟(讲师)2016年2月29日毕业论文开题报告一．论文研究目的及意义：通过本次毕业设计, 应该使自己了解输液点滴控制系统的原理和基本构成，完成液位点滴控制系统的单片机控制硬件和软件设计。
充分掌握单片机和传感器的工作原理和特性，并完成整个系统从工作过程、硬件设计说明、软件设计说明和系统仿真，且做出实物演示。
为自己在毕业后从事控制系统及大学四年知识的综合应用、熟练使用和设计相关工作做好坚实的基础。
病人住院时，静脉输液是临床中一种非常普遍的治疗手段。
目前临床静脉输液有两种方式。
一种是传统的人工方式，其缺点是护士要不断的巡视同时还必须有人陪护人力资源占用很大还有交叉感染的危险。
另一种是自动化输液泵这种方法虽然解决了人力资源占用的问题，但成本较高，医院在使用过程中增加了输液成本，这种成本最终加到患者身上这种输液方式因成本较高在实际中很难普及。
随着现代科技的发展电子信息时代的进步。
国家工业的迅速发展，输液点滴控制系统被广泛运用到医疗，服务等各个行业。
如何人性化的管理点滴输送和调换是提高医疗质量的一个重要方面。
面对医疗业竞争日益激烈的现实，如何加强管理、提高效率和改善服务质量成了亟待解决的问题。
而解决这些问题的关键措施之一就是建立实用、先进、高效的监测与信息管理系统。
因此能够设计出一套好的控制系统是很必要的。
二．国内外研究进展国内对智能输液系统的研究起步较晚，直到20世纪80 年代后期．国内才开始从事智能输液监控设备产品的研发。
于向英等利用弹簧变形和输液瓶质量变化的原理研制出一种医用输液报警器，但该设备误差较大，每次使用前需根据输液容器进行质量调整，弹簧移动易产生疲劳，使用和维护非常不便：赵金农等设计了一种微型激光输液报警器，利用激光多普勒原理检测流速。
液体点滴控制系统设计及关键问题的研究的开题报告
液体点滴控制系统设计及关键问题的研究的开题报告一、选题的背景和意义液体点滴控制系统是医疗器械中的一类重要设备，主要用于输液操作，以满足病人的营养和药物需求。
近年来，随着医疗技术的不断发展和人口老龄化的逐渐加剧，液体点滴控制系统的使用范围和需求也不断扩大。
在使用过程中，系统的准确性和稳定性对病人的治疗效果至关重要，因此如何设计一套优秀的液体点滴控制系统，成为了当前值得研究的重要课题。
二、选题的研究现状目前，液体点滴控制系统的研究已经有了一定的进展。
主要表现在以下几个方面：1. 传感技术的不断发展：随着传感技术的不断进步，液体点滴控制系统的传感器能够更加准确地监测液体的流量和滴数。
2. 控制算法的不断完善：随着智能控制技术的日益成熟，液体点滴控制系统的控制算法能够更加精确地控制液体的流动速度和滴数。
3. 界面设计的不断优化：随着人机交互技术的进一步发展，液体点滴控制系统的界面设计也变得越来越人性化和易操作。
但是，在目前的研究中还存在以下问题：1. 液体容器的选择：液体点滴控制系统的容器材质和容量的不同会对液体的流动速度和稳定性产生影响，需要进一步研究不同容器的特性和适用范围。
2. 控制器的选型：液体点滴控制系统中的控制器对系统的稳定性和准确性至关重要，需要进一步研究优秀控制器的性能和特点，以及其在系统中的应用。
3. 系统的实时性和鲁棒性：在实际使用过程中，液体点滴控制系统可能会受到各种因素的影响，如外部环境、液体性质等，需要进一步研究系统的实时性和鲁棒性，以确保系统的稳定性和可靠性。
三、研究内容和计划本课题拟探究液体点滴控制系统的设计及关键问题，具体研究内容和计划如下：1. 研究液体容器的特性和适用范围，探究不同容器的优缺点。
2. 研究液体点滴控制系统中常见的控制器的性能和特点，深入分析其在系统中的应用。
3. 研究液体点滴控制系统在不同环境下的实时性和鲁棒性，探究系统的稳定性和可靠性。
四、预期的研究成果本课题拟完成一套完整的液体点滴控制系统设计，具备以下特点：1. 选择最适合的液体容器，保证液体的流动速度和稳定性。
分布式输液监控系统的研究与实现的开题报告
分布式输液监控系统的研究与实现的开题报告一、研究背景近年来，随着医疗技术的不断进步，分布式输液监控系统已逐渐被广泛应用于临床。
这种系统通过将传感器与监控器连接起来，能够实时监测输液过程中的液体流量、温度、压力等参数，并在出现异常情况时及时报警。
这不仅提高了输液的安全性和精准度，也减轻了医护人员的工作压力，大大提高了医疗质量和效率。
然而目前市场上的部分分布式输液监控系统使用门槛较高，价格昂贵，对于中小型医疗机构而言无法承受，因此有必要开展稳定可靠且价格实惠的分布式输液监控系统研究与实现。
二、研究内容本研究将通过以下几个方面，研究分布式输液监控系统的设计与实现：1.硬件设计：设计并制作传感器、监控器以及通信模块等硬件设备。
2.软件设计：采用嵌入式技术，设计并开发适用于分布式输液监控系统的软件程序，并实现监测数据的收集、处理和管理功能。
3.网络通信设计：通过网络通信模块，实现监测数据的远程传输和控制。
4.实验测试：对设计开发的分布式输液监控系统进行实验测试，评估其运行稳定性、数据准确性和监控精度等性能指标。
三、研究意义本研究的成果将具有以下几个方面的意义：1.降低医疗机构的设备采购成本，提高医疗机构的输液安全性。
2.提高医护人员的工作效率，减轻其压力，确保患者安全。
3.为相关领域开展分布式监控系统研究提供实用参考以及技术支持。
四、研究方法本研究采用如下研究方法：1.文献调研：对国内外相关文献进行深入调研，掌握分布式输液监控系统的研究现状和发展趋势。
2.硬件设计：根据文献调研情况，设计传感器、监控器以及通信模块等硬件设备，并进行实际制作。
3.软件设计：采用嵌入式技术，设计并开发适用于分布式输液监控系统的软件程序，并实现监测数据的收集、处理和管理功能。
4.网络通信设计：通过网络通信模块，实现监测数据的远程传输和控制。
5.实验测试：对设计开发的分布式输液监控系统进行实验测试，评估其运行稳定性、数据准确性和监控精度等性能指标。
输液报警系统设计开题报告
输液报警系统设计开题报告输液报警系统设计开题报告一、引言输液是医院中常见的治疗方式之一，通过静脉注射药物或液体来满足患者的治疗需求。
然而，由于输液操作的复杂性和人为因素的存在，输液过程中可能会发生错误，如输液速度过快或过慢、输液管堵塞等。
为了提高输液的安全性和准确性，本项目旨在设计一款输液报警系统，通过监测输液过程中的各项参数，及时发出警报，提醒医护人员注意。
二、系统设计方案1. 系统硬件设计输液报警系统的硬件设计主要包括传感器、控制器和报警装置三个部分。
（1）传感器：传感器用于监测输液过程中的各项参数，如液体流速、液位、压力等。
通过传感器的数据采集，系统可以实时监控输液情况。
（2）控制器：控制器是系统的核心部件，负责处理传感器采集到的数据，并进行相应的逻辑判断。
当监测到异常情况时，控制器会触发报警装置发出警报。
（3）报警装置：报警装置可以通过声音、光线或振动等方式发出警报信号，提醒医护人员注意输液情况。
2. 系统软件设计输液报警系统的软件设计主要包括数据处理和报警逻辑两个方面。
（1）数据处理：系统通过传感器采集到的数据进行处理，包括数据滤波、数据分析等。
通过数据处理，可以减少噪声干扰，提高数据的准确性。
（2）报警逻辑：系统根据不同的输液参数设置相应的报警逻辑。
例如，当液体流速超过设定范围时，系统会触发报警装置发出警报。
报警逻辑的设计需要考虑不同参数之间的关联性，以及不同患者的个体差异。
三、系统功能输液报警系统的主要功能包括监测输液参数、实时数据显示和报警提醒。
1. 监测输液参数：系统可以监测输液过程中的各项参数，如液体流速、液位、压力等。
通过实时监测，可以及时发现异常情况。
2. 实时数据显示：系统可以将监测到的数据实时显示在屏幕上，方便医护人员观察和分析。
同时，系统还可以记录历史数据，用于后续的数据分析和统计。
3. 报警提醒：当监测到异常情况时，系统会触发报警装置发出警报。
报警装置可以通过声音、光线或振动等方式提醒医护人员注意。
基于单片机的输液监控系统设计开题报告
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辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）开题报告
题目基于单片机的输液监控系统设计
指导教师高姬
院（系、部）电气与控制工程学院
专业班级测控09-1班
学号**********
姓名贾鑫
日期2013.3.26
教务处印制
一、选题的目的、意义和研究现状
二、研究方案及预期结果
系统工作过程如下：将系统分为各床位输液监控装置（从站）及医务人员中心（主站）两部分，实现对多床位的监控，监控中心PC显示各床位的输液情况。
首先通过红外发生接收装置将液滴信息转化为电信号传入单片机，经过单片机计算液滴速度，并在下位机LED中显示，对进而采用步进电机进行对液滴速度控制；其次，在输液工作中分析液滴速度进而确定药瓶中液体体积，当液体体积过小即输液快结束时发生声光报警，并向主站发送报警信号。
提醒医护人员进行换药，避免对病人造成不必要的伤害。
图2系统从站软件流程图
三、研究进度
四、主要参考文献
五、指导教师意见。
医院点滴自动控制系统的设计【开题报告】
开题报告电子信息工程医院点滴自动控制系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义21世纪是信息技术高度发达的时代，也是智能控制飞速发展的黄金时期。
智能化已逐渐成为当今科技社会发展的主旋律。
21世纪过去的头十年，先后涌现了建筑智能化、家居智能化、医院智能化等一系列全新的生活概念。
随着经济社会的不断飞速发展，医院智能化系统已经成为衡量一个医院现代化水平的重要标准。
通过将先进的计算机技术、通信技术、网络技术、自动化控制技术等应用于现在医院中不仅可以更好的节省人力资源，降低能源消耗、提高医院内工作效率；而且还能使现代化医院服务更加人性化，促进现代医院更加高效、稳定地运行。
智能化医院建设的目标就是要实现对医院的安全、设备、信息的有效管理；使智能化系统能为医院业务管理、设备运行以及对外服务提供一个运行平台，提供高效率、高质量的管理和服务；实现医院建筑管理自动化、医疗管理自动化、安全防范多媒体化、办公管理智能化；最终形成诊疗手段完备、管理科学、信息一体化、高效节能的信息化、数字化医院。
医院智能化系统主要包括医用信息智能系统、建筑自动化管理系统、通信网络系统及智能化基础平台四个方面。
而实现这些系统功能的核心理论是自动控制理论。
一般的自动控制系统包括控制器、传感器、被控对象、执行器等部分。
(1)、控制器：从最初的单一地以计算机作为控制系统的控制器，到如今各种各样功能齐全的微控制器，控制器的发展经历了几次质的飞跃。
控制器的发展正朝着微型、低功耗、功能齐全等方面发展。
应用最为广泛的微控制器包括51、PIC、AVR等系列的单片机，还包括DSP、ARM芯片等功能齐全的控制器。
未来单片机发展的主要方向是在提高CPU的处理能力的同时兼顾系统的功耗、体积、价格、性能等因数。
最近几年32位的单片机已越来越受到人们的青睐，处于领先地位的如ARM嵌入式处理器系列。
不久之前最新的64位单片机也已经问世，例如东芝公司的TX49系列和TX99系列单片机。
输液点滴监护系统设计与制作开题报告
输液点滴监护系统设计与制作开题报告摘要
输液点滴监护系统用于监测和控制输液过程中的流量及持续时间，保证患者获取有效的治疗药物和营养，减少药物滥用、错误使用以及乱用对患者的有害影响。
因此，输液点滴监护系统在医疗保健领域具有重要的意义。
本文主要介绍了输液点滴监护系统的设计和制作的过程，并根据实际应用的需要，通过继电器控制，使用STC单片机作为核心控制，采用LCD 屏来显示输液流量和持续时间的过程，从而达到了自动控制输液过程的目的。
关键词：输液点滴监护系统；STC单片机；LCD屏；继电器
1．引言
随着科技的发展，自动化系统在医疗保健领域有着广泛的应用。
为了满足多变性的需求，需要在系统的设计和实现上花费大量的精力。
输液点滴监护系统由流量传感器、控制模块和显示器构成，它可以控制输液流量和持续时间，确保患者获取合适的营养和有效的治疗药物。
因此，输液点滴监护系统的研究和制作在医疗保健技术领域具有重要的意义。
2．系统架构和功能
本文主要介绍输液点滴监护系统的设计和实现，该系统包括流量传感器、控制模块和显示器。
液体点滴速度控制系统(开题报告书)
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首届基于Internet的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主 办,有来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控 系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等,并对未来技术 发展作了展望。由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代远程 监控诊断示范系统,这项工作同时也得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的Sun、 HP、Boeing、Intel、Ford等12家大公司的热情支持和通力配合。之后,由这些公司 共同推出了一个实验性的系统Testbed。Testbed 用嵌入式Web 组网、用实时JAVA 和Bayesian Net初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。
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五、指导教师审阅意见
六、教研室审查意见 七、系审查意见 备注
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开题报告电子信息工程医院点滴自动控制系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义21世纪是信息技术高度发达的时代，也是智能控制飞速发展的黄金时期。
智能化已逐渐成为当今科技社会发展的主旋律。
21世纪过去的头十年，先后涌现了建筑智能化、家居智能化、医院智能化等一系列全新的生活概念。
随着经济社会的不断飞速发展，医院智能化系统已经成为衡量一个医院现代化水平的重要标准。
通过将先进的计算机技术、通信技术、网络技术、自动化控制技术等应用于现在医院中不仅可以更好的节省人力资源，降低能源消耗、提高医院内工作效率；而且还能使现代化医院服务更加人性化，促进现代医院更加高效、稳定地运行。
智能化医院建设的目标就是要实现对医院的安全、设备、信息的有效管理；使智能化系统能为医院业务管理、设备运行以及对外服务提供一个运行平台，提供高效率、高质量的管理和服务；实现医院建筑管理自动化、医疗管理自动化、安全防范多媒体化、办公管理智能化；最终形成诊疗手段完备、管理科学、信息一体化、高效节能的信息化、数字化医院。
医院智能化系统主要包括医用信息智能系统、建筑自动化管理系统、通信网络系统及智能化基础平台四个方面。
而实现这些系统功能的核心理论是自动控制理论。
一般的自动控制系统包括控制器、传感器、被控对象、执行器等部分。
(1)、控制器：从最初的单一地以计算机作为控制系统的控制器，到如今各种各样功能齐全的微控制器，控制器的发展经历了几次质的飞跃。
控制器的发展正朝着微型、低功耗、功能齐全等方面发展。
应用最为广泛的微控制器包括51、PIC、AVR等系列的单片机，还包括DSP、ARM芯片等功能齐全的控制器。
未来单片机发展的主要方向是在提高CPU的处理能力的同时兼顾系统的功耗、体积、价格、性能等因数。
最近几年32位的单片机已越来越受到人们的青睐，处于领先地位的如ARM嵌入式处理器系列。
不久之前最新的64位单片机也已经问世，例如东芝公司的TX49系列和TX99系列单片机。
(2)、传感器：是一种以一定精确度把被测量对象（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）的装置。
目前，应用最为广泛的主要包括光电传感器、温度传感器、霍尔传感器、压电传感器等。
未来传感器的发展趋势将朝着一器多能，智能化等方面发展，即一个传感器可检测多个参数，与微处理器结合使传感器不仅具有检测功能，还具有信息处理、逻辑判断、自动诊断等功能。
(3)、控制算法：目前自动控制系统的控制算法包括：PID控制算法、Fuzzy模糊控制算法、Optimal优化控制算法、Robust控制算法、神经网络控制算法、模型预测控制算法，智能控制算法等。
PID控制算法是工业生产中最普遍采用的控制方法。
目前出现的新型PID控制算法还包括自适应PID控制、智能PID控制、模糊PID控制、神经网络PID控制等，国际上最新型的PID控制器是基于遗传算法的PID控制器。
用遗传算法实现PID控制器参数寻优，遗传算法在参数寻优速度和有效性方面具有明显的优势，寻优简单，效率高，是用于PID控制器参数优化的理想方法。
(4)、通信技术：目前，国内外都在致力于基于电力线通信的研究，最近几年，基于电力线通信的技术取得了突飞猛进的成就，欧美等一些发达国家已发展到实际应用阶段。
电力线通信技术的英文简称为PLC（Power Line Communication），是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。
国外对于PLC应用的研究,主要分为欧洲和美国两大阵营。
欧洲主要研究PLC在Internet高速接入网上的应用,而美国则把主要研究精力放在PLC在智能小区建设以及智能家电领域的应用上，包括远程抄表和家居自动化方面。
我国研究PLC技术起步较晚,但发展较快。
自1997年以来,国内有关电力线调制解调器的研制发开发工作陆续见报。
中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑将其用于低压抄表系统,对传输速率要求较低,自1999年5月开始进行高速PLC系统的研发工作, 2000年同韩国KEYIN公司在华北电力大学和电科院宿舍测试,速率为1Mbit/s。
福建省电力试验研究院在全国首先推出应用于电力线上网的电力调制解调器,传输速度达到10Mbit/s。
自动控制发展的高级阶段即为智能控制，是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学等学科的高度综合和集成。
一般认为智能控制与传统控制是密不可分的，而不是相互排斥的，传统控制往往包含在智能控制之中．传统控制在某种程度上可以认为是智能控制发展中的低级阶段。
国外智能控制的发展概况：人工智能的发展促进自动控制向智能控制发展。
1965年傅京孙教授首先把人工智能启发式推理规则引入学习控制系统，奠定了智能控制的基础，开创了智能控制理论的新时代。
经过半个世纪的发展，国外已经实现了智能控制的实际应用，比如智能家居、只能办公系统、智能医院等一系列的智能化设施全都是以智能控制为核心的。
目前，智能控制技术在美国、欧洲和日本等发达国家得到了飞速发展。
在人工智能技术领域十分活跃的IBM 公司，已经为加州劳伦斯·利佛摩尔国家实验室制造了ASCI White 电脑，号称具有人脑的千分之一的智力能力。
而正在开发的更为强大的新超级电脑———“蓝色牛仔”（Blue Jean），据其研究主任保罗·霍恩称，“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。
国内智能控制的发展概况：近年来对智能控制的研究也开始活跃并涌现出热潮。
除召开一些与只能控制有关的学术会议（比如中国自动化学会召开的全球华人智能控制与智能自动化大会；中国智能自动化学术会议等）外，在智能控制的研究方面也取得了突破性的进展（如浙江大学、中国科学院自动化研究所等已经取得一批重要成果）。
家居智能化、医院智能化、办公智能化等基于智能控制系统的现代化生活方式正悄然兴起。
技术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来是不可能的，但是，从目前的一些前瞻性研究可以看出，未来人工智能可能会向以下几个方面发展:模糊处理、并行化、神经网络和机器情感等。
目前医院点滴自动控制系统主要采用8位单片机作为主控制器；以I2C总线作为单片机主机和从机的通信总线，该方案至少需要三根通信线；而对滴速的控制，主要是由单片机通过控制步进电机的转动来调整点滴瓶的高度进而调整点滴的滴速。
该方案的缺点和不足之处在于调整点滴瓶高度的落差较大，这就难免造成调整时间的延长，对系统的准确性和实时性提出考验；另外若考虑较快的拖动速度则就需要电极具备较大的拖动力，这是一般的小电机无法达到的，若换较大拖动力的电机则需要考虑成本问题。
最后，采用三线方式的通信也存在一定的不足，最好的办法是采用CAN现场总线的方式既能保证通信的可靠性，也能保证系统的实时性，但单片机不支持CAN总线的通信方式。
由于医院点滴自动控制系统对节省医院人力、物力资源，保证输液顺利安全进行，对保障患者生命健康安全，减轻医护人员工作负担等方面具有突出的贡献，也符合目前国家大力提倡的医院智能化建设方针，所以研究出一套完美的医院点滴自动控制系统是十分必要的。
本设计基于单片机作为系统主控制器，通过光电检测技术监控液体点滴的滴速；使用两根电力线作为通信线，依据电力线载波通信的原理实现单片机主控制器和从站的通信；由单片机输出PWM 波控制步进电机的转动，达到控制输液管管径大小的目的，从而达到控制点滴速度的目标,并且在控制过程中引入了增量式的PID控制算法。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：本设计基于单片机作为系统主控制器，通过光电检测技术监控液体点滴的滴速；使用两根电力线作为通信线，依据电力线载波通信的原理实现单片机主控制器和从站的通信；由单片机输出PWM 波控制步进电机的转动，达到控制输液管管径大小的目的，从而达到控制点滴速度的目标。
并在控制过程中引入了增量式的PID控制算法。
旨在利用目前最流行的电力线载波通信原理解决传统单片机间通信的实时性和可靠性问题以及通过增量式的PID控制算法的引入，解决传统点滴自动控制系统的可靠性不足和精确度不高的问题。
三、研究步骤、方法及措施：1．系统总体方案的设计；2．电路原理图设计；3．系统程序软件设计；4．根据原理图设计制作PCB电路板；5．电路的焊接，软件与硬件联合调试；6．论文的撰写；前期通过查阅大量相关技术文档，完成系统总体方案的设计；将系统分成若干子系统，逐步完成各个子系统的搭建；最后完成整个系统的组装和软硬件的联合调试，并对整个作品进一步完善。
四、参考文献[1]萱涛,张蕾.综合医院智能化系统设计[J].医院建筑电气设计专辑,2010,4(3):21～24.[2]魏旗.医院智能化系统解决方案的探讨[J].医院建筑电气设计专辑,2010,4(3):17～20.[3]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,2002.[4]王随平,赵志刚,崔忠华.基于遗传算法的PID控制器及应用[J].PLC&FA,2009(8):106～108.[5]薛明,于丰,于祥兵.基于多载波扩频技术的低压电力线通信研究[J].江苏电机工程,2010，29(4):32～36.[6]张亚梅,王晓辉,刘萌,董海涛.点对点通信性能测试系统设计与实现[J].电子技术应用,2010(5):74～79．[7]王寅锋,魏群.浅谈智能电网中低压电力线高速数据通信[J].江西电力,2010,34(3):6～9.[8]赵明旺,王杰.智能控制[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.[9]楼然苗,李光飞,单片机课程设计指导[M].北京:北京航天航空大学出版社,2007.[10]L.H.Keel,JJ.I.Rego,S.P.Bhattacharyya.A New Approach to Digital PID ControllerDesign[J].IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL,2003,48(2):697 ～692.[11]S.Thongchai,S.Suksakulchai,D.M.Wilkes,N.Sarkar,Sonar Behavior-Based Fuzzy Controlfor a Mobile Robot[J].Proc of IEEE International Conference on Systems,Man and Cybernetics,2000,45(2):125～128.。