重症监护病房输液监护系统的研制
医院输液监控系统设计——毕业设计
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书医院输液监控系统设计学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：2013 年 6 月摘要摘要该论文是一种基于AT89C51控制的医疗点滴输液控制系统的设计方法。
该系统操作简洁、上手快、方便、集中控制并且具有报警功能，在医院医疗卫生方面有很大的实用价值，从而加速了医疗器械的自动化与半自动化进程, 有助于提高现代医护质量。
本设计主要成果有：⑴实现了相应的电路采集液滴速度，与设置的液滴速度比较，显示液滴滴速、剩余输液时间；对输液速度可以自动控制；具备与上位机通讯的能力，将输液过程的信息输入护士值班室；当输液剩余时间达到一定的时间，自动报警，或者输液中出现情况可通过相应装置报警。
填补了医院输液系统在细节部分研究的空白，对整体结构的完整分析和其电子设计的建立具有重要意义；⑵通过理论分析，论证了输液系统各个部分的原理及具体设计，很好地解释了所有关于医院输液系统设计的基本内容。
(3)该系统可让医护人员在控制室( 主站) 改变不同受液者( 从站) 的输液状况, 也可以直接到输液室直接改变输液状态( 直接控制从站) , 了解病人的输液进程, 及时通知处理将快完成的输液。
以上研究成果为该系统设计和控制液滴装置设计过程提供了丰富的信息。
关键词：51单片机，医院输液系统，输液监控, 步进电机ABSTRACTABSTRACTThis paper deals with a control system for liquid- dropping based on 51 single chip microcomputer. For using conveniently，displaying directly, controlling intensively, alarming by sending out sound .This system can be widely used in the hospitals.To accelerate the process of automatic or half- automatic realizing for the medicine- appliance . The main research results:(1) It realizes the measurement circuit collection liquid corresponding droplet velocity,which compared with the droplet velocity settings,display the drop rate, residual infusion time;Can control the transfusion speed automatically; Ability to communicate with host computer;Put the transfusion process information into nurse's duty room; When the infusion time remaining to a certain time, automatic alarming, or if something is happened,it is also can alarm through the corresponding device.this is fill the gaps in the hospital transfusion system in detail research,and have great significance to establish a complete analysis of the overall structure. (2)Through theoretical analysis, demonstrated the principle of each part of the transfusion system and the specific design, a good explanation of the basic content of all design hospital infusion system.(3) The system can let the medical staff in the control room (station) to change under different fluid infusion (slave), can also go directly to the transfusion room directly change the infusion state (from the station directly control), to understand the process of the transfusion patients, promptly notify the processing will be done soon infusion.The above results provide rich information for design and control of droplet device process of the system.Key words: The 51 single chip microcomputer, Hospital infusion system, infusion monitoring ,stepper motor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 ............................................................................................................................. I II 第一章引言 . (1)课题的背景和意义 (1)1.1.1医疗输液监控系统设计的背景 (1)1.1.2医疗输液监控系统设计的意义 (1)1.1.3 系统设计需要解决的关键问题 (2)第二章系统方案设计与论证 (3)2.1 系统硬件结构总体设计方案 (3)2.2 点滴速度测量电路方案的选择及论证 (3)2.3 液面检测电路方案的选择及论证 (4)2.4 通过电机控制滴速电路的方案论证 (5)2.4.1电机控制滴速的方案设计 (5)2.4.2 控制用电动机及驱动的选择与比较 (6)2.5 显示器接口电路方案选择论证 (7)2.6 键盘接口电路方案选择论证 (7)2.6.1独立式按键电路 (7)2.6.2矩阵式键盘电路 (7)2.7 单片机型号的选择与论证 (8)2.7.1 现有主流单片机的概述 (8)2.7.2 单片机的选用 (8)2.7.3 单片机I/O口管脚分配 (12)第三章输液系统各模块的硬件设计 (13)3.1 控制电机模块设计 (14)3.1.1 步进电动机的工作原理 (14)3.1.2 步进电机控制原理 (14)3.2 数据采集模块及工作原理 (16)3.3.1 红外发光二极管和光敏三极管 (17)3.3.2 红外发光二极管主要参数 (17)3.3.3 光敏三极管的主要参数 (18)3.4 电源模块 (19)3.5 声报警模块 (19)3.6 复位电路 (19)3.7 显示模块 (20)3.7.1 LED显示器的结构 (20)3.7.2 LED显示器的显示方法 (22)3.7.3 7段译码器CD4511 (22)3.7.4 显示模块电路设计 (24)3.8 键控模块 (24)第四章系统软件及框图设计 (27)4.1滴速检测子程序 (29)4.2 电机控制子程序 (29)4.3 显示子程序 (31)4.4 键盘程序 (32)第五章系统设计结果分析 (34)5.1 设计实现过程 (34)5.2系统测试及结果误差分析 (35)第六章结论 (37)参考文献 (39)致谢及声明 (40)第一章引言课题的背景和意义随着科技的进步，越来越多的地方需要用到对液体的流量或者滴速进行控制，如人工肾机的透析液储液罐中透析液储量、自动洗胃机中冲洗液的液量、中药使用的药浴机中煎药锅中的水位等，医疗保健领域中药液的输液量与输液速度需要精确的控制以达到更好治疗效果。
病房输液监护系统的设计与实现
• 33•目前，病人在病房输液的过程中，单纯依靠病人或家属的主动呼叫护士来换药，不能保证输液的安全性，也不能保证换药时机的准确性。
在医院信息化水平普遍提高的情况下，引入先进的控制技术，对病房的输液过程进行监控，也在不断的探索中。
本论文的智能输液监护系统，采用性能可靠、反应迅速的单片机作为下位机采集输液信息，以护士可以随身携带的手机作为上位机安装监护APP 进行远程监控，监护APP可以同时监控数个下位机。
既保证了输液的安全，又减小了护士的工作强度，也提高了医院的信息化水平。
1 技术概述1.1 病房输液监护系统完成的功能（1）采用蓝牙通信的分布式系统监控多点输液系统。
（2）以红外线传感器来监测输液的点滴速度，以键盘作为参数的输入。
（3）以屏幕显示、声光报警电路进行输出信号，以步进电机进行控制输液的点滴速度。
（4）采用步进电机控制药液的流量。
（5）上位机采用智能手机的监护APP对多点监控，可以远程设置控制参数，下位机采用单片机采集分布各点的信息。
1.2 在系统实现过程中需要注意的技术难点（1）蓝牙通信设备要稳定可靠，并适应一定的环境要求。
（2）红外线传感器的响应时间要足够短，能够检测出液滴在一定范围内的滴速。
（3）安装在储液瓶上红外线传感器的安装位置，发出缺液信号后，足够医护人员做出相应操作。
（4）安装在滴斗上的红外线传感器能够清晰检测药液的滴落。
（5）步进电机的运行稳定，少振动，无噪声，转速平稳，转动角度准确。
（6）流量调节器安装稳定并且机械性能良好，能够精确控制软管以达到精确控制流量的目的。
（7）APP界面要友好，易于操作。
（8）APP集成医学专家经验，为参数调节提供参考。
（9）APP在出现问题时能够及时发现问题，并能够提供解决问题的建议和措施。
图1 监护系统的原理结构图2 设计原理（如图１所示）病房监护系统采用上下位机的两层结构，上位机采用智能手机的监护APP可以对多点监控，也可以远程设置控制参数，下位机采用单片机作为控制器可以采集分布各点的信息，也可以输出步进电机的控制信息。
一种自动监控系统的输液监控器的设计
www�ele169�com | 13电子科技前言现实生活中输液治疗是医学上治疗疾病的主要方法，在输液治疗过程中，需要患者或陪护者一直关注输液情况，患者想睡不敢睡，陪护者想走走不开，给患者和陪护者带来许多烦恼和精神负担。
在药液即将输完应及时采取换药或者起针，若不及时取出输液器，容易造成回血等情况。
特别是没有陪护患者输液时，需要医护人员付出很大的工作量。
本文设计了一种带自动监控系统的输液监控器，来代替患者监控，让患者可以安心休息，让陪护者减轻陪护负担，让医护人员减轻工作强度，提高医院的护理水平、服务水平都有重要的意义。
该输液监控器不改变原来的输液方式，也不会接触或污染药液，在输液即将完成或输液中途停止的情况下会报警，该输液监控器结构简单，操着方便，适用范围广。
1.总体设计■1.1 总体结构设计总体设计方案是在满足系统整体性能指标的前提下，再充分思考系统使用的环境，所选择的结构要尽量简单实用，而且易于实现，器件的选用更要有合适的参数、稳定的性能、较低的功耗、低廉的成本以及优良的互换性能。
总体设计方案基本框图如图1所示。
图1 总体方案基本框图一种带自动监控系统的输液监控器结构如图2所示。
支撑架①的左侧壁连接有支撑柱②，支撑柱②的左端连接安装板③，安装板③的顶部与底部均开有安装孔④，可以将输液监控器固定在墙壁或输液架上；支撑架①的外壁安装有控制器⑤；支撑架①的右侧壁安装有滑块⑥，滑块⑥通过两组定位螺钉与支撑架①连接，滑块⑥的右端连接有上夹套⑦，支撑架①的右侧壁开有与滑块⑥相适配的滑轨。
支撑架①右侧壁的底部固定连接有下夹套⑧，可以固定多种型号的输液瓶或输液袋；下夹套⑧顶部的左右两侧均连接有压力感应器⑨，采用压力感应器可以把输液瓶和液体产生的压力变化转换为对应的电流变化，从而达到对输液液体多少的掌握。
两组压力感应器的顶部均连接有支撑弹簧⑩，支撑弹簧⑩的顶部连接有定位套11。
①支撑架、②支撑柱、③安装板、④安装孔、⑤控制器、⑥滑块、⑦上夹套、⑧下夹套、⑨压力感应器、⑩支撑弹簧、11定位套图2 一种带自动监控系统的输液监控器结构示意图■1.2 控制系统设计控制器部分如图3所示，控制器⑤包括输入单元12，输入单元12的信号输出端与微处理器13的信号输入端连接，控制器⑤还包括电源模块，压力感应器⑨的信号输出端与微处理器13的信号输入端连接，微处理器13的信号输出端分别与显示单元14、报警单元15和存储单元16的信号输入端连接，报警单元15为声光报警器，显示单元位15液晶显示屏。
智能输液监控系统设计
智能输液监控系统设计摘要：随着医疗技术的进步和人们对健康的重视，输液已经成为了现代医疗中分外重要的一环。
然而，由于现阶段平凡输液的流程往往没有得到充分的监控和管理，存在着输液时出现错误、滞留时间过长等问题，这对于患者健康造成了一定的影响。
因此，本文提出了一种智能输液监控系统，旨在提高输液流程的安全性、有效性和监管性。
本文起首介绍了智能输液监控系统的设计原则和架构。
系统主要由硬件部分、软件部分和网络部分组成，硬件部分包括输液泵、液晶显示屏、红外线传感器等；软件部分包括数据处理、控制、报警等功能；网络部分负责实现与医院信息系统的毗连和数据传输等。
接着，本文详尽介绍了智能输液监控系统的核心功能与操作流程。
主要包括输液计量、输液时间、输液速度等参数的智能分析，数据的实时监控与报警，以及数据的管理与统计等。
最后，本文对智能输液监控系统在实际应用中可能遇到的问题进行了分析和解决方案的探讨。
并对该系统的优点进行了总结，指出了进一步完善系统的方向。
关键词：智能输液监控系统；数据处理；报警；管理与统计；网络部分设计原则和架构：智能输液监控系统的设计应遵循安全、高效、便捷和好用的原则。
系统的架构应该包括三个部分：硬件、软件和网络。
硬件部分主要包括输液泵、液晶显示屏、红外线传感器等组成。
液晶显示屏用于显示输液进度、参数、警报信息和其他重要信息；输液泵用于控制输液速度和计量；红外线传感器用于检测输液管路是否畅通。
软件部分包括数据处理、控制、报警等功能。
数据处理模块可以对输液计量、时间和速度等参数进行智能分析；控制模块可以实现输液进度的控制；报警模块用于对输液过程中的异常状况进行报警。
网络部分负责与医院信息系统进行毗连和数据传输。
核心功能和操作流程：智能输液监控系统的核心功能包括输液计量、输液时间、输液速度等参数的智能分析。
系统的操作流程如下：起首，护士将输液泵和输液袋进行毗连并设置输液计量、时间和速度等参数；然后，将输液管路毗连至患者身体，在液晶显示屏上可以实时观察到输液进度；系统在检测到异常状况时，可以通过声光报警提示护士进行准时处理。
一种新型医用点滴控制系统的研究与设计
2020.05科学技术创新锅炉出现熄火，会严重影响机组正常运行。
结合一次风压力以及火检冷却风机压力，对程序进行改进。
在设备连启基础上，要增加一次风机构成旁路系统，二台风机停止时，在冷却风系统中连锁投入一次风，形成三重连锁保护，提高系统运行的准确性。
3.5优化控制中心对当前系统的优化创新，要着重提高系统监测的能力，着手于控制站点，提升性能不能快速反应，想要快速改善效果，要提高信号反应能力。
增加采样范围和灵敏度，注意对采集信息的对比分析，使用多点采样方法，让系统监测能力得到提高。
系统要使用分布式控制系统，分散布置关键节点，一旦出现故障，先分担压力，再消除故障，分离数据，更快速的处理问题。
对于分布式控制系统的优化应着重处理故障问题，提高系统防御能力。
如控制中心，一般情况下使用1~2台单元机组，分割机组运行措施相对落后，很难满足提高机组容量的要求，需要加强对火电厂的改革，可以将全部机组向一个房间中整合，大规模集中设备，让自动控制覆盖至全部设备。
在控制中心引入自动化软件，自动化软件的使用，可有效减轻工作人员的工作压力。
目前大部分火电厂已经使用专用自动化软件，工作人员可使用软件进行全面自动化控制，让经济效益得到保证，提高控制中心的通用性。
3.6积极推广AGC 管理系统目前很多火电厂使用AGC 系统展开管理，系统不仅可完成复杂自动化控制任务，也能得到调度指令的人工控制。
AGC 系统的优势在于，利用AGC 发电计划和机组计划，不断修正结果，判断发电计划能否重新修正，发电计划使用网桥接口模块传送给DEC-net ，网桥模块启动发电计划，对发电计划进行修改，实现了自动化远程控制[3]。
AGC 系统利用SQL 关系型数据库，根据负荷在机组间进行分配，并结合BP 神经网络、模糊理论等快速对超负荷做出预报，一旦发现负荷超载趋势，能够提前发出预报，并将智能控制和负荷经济分配相结合，提高机组投运率，改善整体效果，提高火电厂运行安全。
医院输液控制系统的设计【文献综述】
文献综述电子信息工程医院输液控制系统的设计前言：目前，我国绝大部分医疗机构使用的一般都是人工监控点滴输液装置，将输液瓶挂在专门的输液架上，利用势能差产生的压强将药液通过静脉输入到病人体内，用软管夹的滚轮来控制点滴速度，医护人员根据不同病人的病情、体质的差异以及药物的不同对输液速度进行控制。
护士需要经常性的来回于病床前对病人的输液状况进行监测，这不但加大了护士的劳动量，而由于输液过程异常、输液速度发生异变或监控处理不及时而引发医疗事故的概率也较高。
而通过基于光电技术、单片机技术、无线通信技术等开发的输液控制系统可以极大的提高安全性和工作效率，在减少护士的工作量的同时，也保证了对患者的及时准确的处理治疗。
本文主要综述的是点滴速度的检测和调节、单片机技术应用、输液控制系统的价值和展望等。
主题：1、点滴速度的检测和调节静脉输液是临床医学中一个重要的治疗手段[1]。
在对病人进行输液治疗过程中，需要根据不同病人的病情、体质的差异以及药物的不同来选择合适的输液速度。
我们可以通过激光来检测点滴速度，然后用步进电机来调节滴速。
（1）检测点滴速度的原理及方法点滴滴速检测可利用液滴的折射特性[2]来实现，利用此原理的检测方法有红外线对管[3]、激光检测[4]等。
因为点滴测速很容易受外界的干扰，为了提高检测的可靠性和抗干扰性，选择采用比红外线稳定性更好的激光检测[5]。
检测的原理为：在滴斗处安装一个激光发射管和一个激光接收管，平时没有液滴低落时，激光接收管能接收到激光发射管发射的激光信号，而当液滴滴落时，激光被液滴所折射，偏离原先的轨道，激光接收管就不能收到激光发射管发射的激光信号，一次液滴滴落就能产生一个激光脉冲，单片机只要通过对激光脉冲的计数就能实时的计算出点滴的滴速。
（2）调节点滴速度的原理及方法由于液压会随着高度的增加而增大，而压强的增大滴速也随之加快，所以可通过电机拖动使储液瓶上下移动来调节滴速。
而电机的特性直接影响到点滴速度的调节时间和稳定性，故选择使用精确性好的步进电机来进行调速控制[6]，通过步进电机的正转、反转可拖动储液瓶上升或者下降，从而实现滴速的增加或减慢。
智能点滴控制系统的设计与实现
再随输入电压的升高而升高，测试值如表7输 出电压测试表所示。 （2）效率测试 输入电压 ，输入电流 ，输出 电压 ，输出电流 ，则电源效率为 (7-1) 8.结论 本电路经过测试，其在一定的负载范围内 的输出可稳定为36V。本电源设计简单，调试 方便，所需元器件较少，体积小，成本低，负 载在全范围内变化时，本电源均能保持良好的 输出性能，实验数据表明指标满足设计要求。
图5 数码管显示原理图
3.系统软件设计 Keil C51是美国Keil Software公司出品的 51系列兼容单片机C语言软件开发系统[6]，与汇 编相比，C语言在功能、结构性、可读性、可维 护性等方面都有明显的优势。Keil C51软件提供 丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具， 全Windows界面。C51工具包的整体结构，其中 uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编 译、连接、调试、仿真等整个开发流程。 本系统的开发环境采用了基于Windows的 Uvision2 ide开发平台，其包含（下转第173页）
Design and implementation of intelligent drip control system
辽宁新意电力工程有限公司 沈阳理工大学 张伟光 高宏伟
智能点滴控制系统的设计与实现Liaoning New Power Engineering Corporation Limited Zhang Weiguang Shenyang Ligong University Gao hongwei
图4 数码管管脚图
图3 连接图
图1 系统结构框图
2.2 红外液滴检测模块 红外液滴检测模块由红外线接收管（红外 收发管）[4]构成，它是将红外线光信号变成电信 号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料 的PN结，无液滴落下时，接收管与发射管正对， 接收管接收到的光强较强，有液滴滴下时，下落 中的水滴对红外光有较强的漫反射、吸收及一定 的散射作用，导致接收光强的较大改变，接收管 在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化， 红外信号经接收管解调后，数据“0”和“1”的
智能输液系统设计方案
智能输液系统设计方案智能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。
系统在不改变原有输液方式的基础上，应用自主知识产权，创新了输液管理模式，实现了输液的集中监控、量化管理和规范服务。
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，提升了现代化信息化管理水平。
目录1.智能输液监控管理系统概述2.智能输液系统方案架构划分3.智能输液系统方案应用案例1.智能输液监控管理系统概述1.智能输液监控管理系统是针对医疗机构和患者而设计的。
由智能输液监控站、智能输液监控无线网络终端、智能输液监控器、智能移动终端等几部分组成。
2.系统终端通过无线射频技术逐次扫描各床位的输液监控器，输液监控器能智能判断输液的开始值、输液余量、流速、剩余时间并记录，并在主机软件界面、移动护理终端、护士PDA及智能护士腕表上警报显示（提示并警报）。
3.显示界面带有自动语音提醒功能和错误警报功能，护士只要看界面显示屏右侧刻度区内的病床号即可判断输液即将结束的病床有哪些；并且输液过程中发生的流速过快、过慢、滴停、结束、病人离开状态等均能在主站及各终端警报提示。
4.在主站显示的输液信息，还可以通过医院WIFI网络实时同步到护士随身携带的移动终端上，便捷方便，可视化高。
更可让医院管理者在任何医院网络终端查看任意科室的实时输液治疗状态及历史记录。
英唐众创技术公司开发的这整套系统通过输液监控器（床边机）收集病人的输液信息，通过无线射频网络传输到主站、护士站电脑、PDA以及护士腕表等显示终端上。
可以帮助护士实时监控病人输液状况，使病人输液可以高枕无忧。
2.智能输液系统方案架构划分简单来说，整个系统架构划分为三层：采集终端层、中继传输层和应用管理层。
采集终端层起执行者的作用，主要负责采集吊瓶输液液体存量数据。
中继传输层设备作为中继多跳数据设备使用，并将终端采集设备发送给它的数据转发至中继节点设备，中继节点设备通过串口发送给监控处。