护士站点滴监测系统的研究与设计
液体点滴速度监控系统的设计说明
液体滴落检测与计数摘要输液是医院常用的治疗手段，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，实现了对输液速度的检测与控制，实现了对储液瓶中液面高度的检测报警，并且动态显示输液速度。
使用者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。
当输液结束或输液速度发生异常时，使用发光二极管和蜂鸣器进行报警，继而实现对输液瓶的控制。
系统以80C52单片机为核心，实现对输液瓶控制与液体点滴速度的显示和液体点滴速度的键盘控制；通过外围电路检测储液瓶中液面高度和液体点滴速度；通过实现对步进电机控制以实现对储液瓶高低的控制，来实现控制液体点滴速度。
在整体方案设计中，在保证设计系统能达到的题目要求的精度和稳定度的前提下，考虑到系统的轻便性、实用性、可靠性，经济性，对电路系统进行了优化。
关键词：点滴速度；光电传感器；步进电机；单片机目录任务与要求 (5)一、绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2课题研究的目的和意义 (6)1.3课题的思路与主要框图结构 (6)二、方案比较与论证 (7)2.1控制方案的比较 (7)2.2点滴检测方案比较 (7)2.3液位监测方案比较 (7)2.4速度控制方案 (8)2.5电机的选择 (8)三、系统的硬件设计 (9)3.1系统的硬件设计 (9)3.2.1中央处理单元 (9)3.2.2点滴信号检测单元 (10)3.2.3点滴信号的比较、滤波、整形电路 (11)3.2.4液位检测单元 (11)3.2.5检测电路的抗干扰措施 (12)3.2.6声光报警电路 (13)3.2.7步进电机驱动单元（高度调整单元） (14)3.2.8键盘单元 (14)3.2.9数码管显示单元 (16)3.3芯片时钟电路 (17)3.5复位单元 (17)3.6供电单元 (18)四、液体点滴监控系统的软件设计 (19)4.1各模块软件设计 (19)4.1.1主控模块设计 (19)4.1.2点滴速度测量模块设计 (19)4.1.3电机控制算法 (21)4.1.3.1电机控制原理 (21)4.1.3.2点滴速度控制 (21)4.1.5报警模块设计 (23)4.2.2输入键盘模块的设计 (24)4.4.3数码管显示模块的设计 (24)参考文献 (27)附录 (28)液体滴落检测与计数难度系数:1.0一、任务医用吊瓶注射如图所示，需要检测液体滴落速度和数量。
智慧输液监测系统组成设计方案
智慧输液监测系统组成设计方案智慧输液监测系统是一种利用物联网技术，对输液过程进行实时监测和管理的系统。
其主要目的是提高输液的安全性和效率，并减少人工管理的工作量。
下面是智慧输液监测系统的组成及设计方案。
1. 传感器网络：智慧输液监测系统需要使用各种传感器来实时监测输液过程中的各项参数。
传感器可以包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器通过物联网技术将监测到的数据传输到云端服务器进行处理和存储。
2. 云端服务器：云端服务器是整个系统的核心，负责接收传感器传输的数据，并进行实时监测和管理。
服务器可以根据预设的规则和算法对数据进行分析，比如检测输液速度是否正常，输液量是否超过设定限制等。
同时，服务器还可以记录和存储输液过程中的各项数据，以便后期分析和报告生成。
3. 用户终端：智慧输液监测系统需要为用户提供一个方便的操作界面。
用户可以通过手机、平板电脑等终端设备来查看输液过程中的实时数据和报警信息。
同时，用户也可以通过终端设备对输液过程进行远程控制和调整，比如修改输液速度、设置报警阈值等。
4. 报警系统：如果发现异常的输液情况，智慧输液监测系统应该能够及时发出报警。
报警可以通过短信、电话、声音等方式进行。
同时，系统还应该能够将报警信息发送给相关的医护人员，以便他们能够及时采取措施。
5. 数据分析和报告生成：智慧输液监测系统还应该能够对输液过程中的数据进行分析和报告生成。
通过对输液数据的分析，可以及时发现和预测问题，并提供给医护人员参考。
报告生成可以在系统中定期自动完成，也可以由用户在需要时手动生成。
在设计智慧输液监测系统时，需要考虑以下几个方面：1. 系统的可靠性：智慧输液监测系统需要保证输液过程的可靠性和安全性。
因此，在选择传感器和通信设备时，需要考虑其稳定性和准确性。
同时，云端服务器也需要具备高可用性和数据备份功能，以防止数据丢失。
2. 数据的隐私与安全性：智慧输液监测系统涉及到患者的个人信息和输液数据，对数据的隐私和安全性需要特别重视。
液体点滴速度监控系统设计
液体点滴速度监控系统设计摘要：本设计研制了一种液体点滴速度监控系统。
该系统以单片机为核心,可以实现自动检测并显示液体点滴的速度、用键盘设定点滴速度和对异常情况进行声光报警等功能。
采用红外光电传感器检测液位信号，通过硬件滤波和保护装置消除杂散光干扰。
并能通过上位机与下位机之间的串行通信，实现对多台下位机进行远程监控与管理。
该系统工作稳定、操作简便，能有效的解决目前简易液体点滴装置和输液泵之间的空缺，在医疗卫生领域中具有广泛的应用前景。
关键词：点滴速度，单片机，串行通信，步进电机Abstract：The monitoring system for the transfusion was developed with microcontroller unit used as a core. The system realizes auto detection and display of the drip velocity. The drip velocity can be set by keyboard and the abnormal event alarm has achieved. The signal of the liquid level was detected by the infrared photoelectric sensor, and the interference of abnormal light was eliminated by the hardware filter and the protect device. In addition, the remote monitoring and managing of several lower computers was achieved by serial communication. The system is stable in performance and simple in operation. The system has bright application future in medical treatment field.Keywords：Dropping speed, Microcontroller unit, Serial communication, Stepping motor目录1前言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (1)1.3 技术路线 (1)1.4 实施计划 (2)1.5 必备条件 (2)2总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (4)2.1.1 滴速检测方案 (4)2.1.2 液位检测方案 (4)2.1.3 滴速控制方案 (4)2.1.4 电机选择方案 (5)2.1.5 点滴速度计算方案 (5)3单元模块设计 (7)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 滴速检测模块设计 (7)3.1.2 液位检测模块设计 (7)3.1.3 电机驱动模块设计 (8)3.1.4 声光报警模块设计 (10)3.1.5 键盘模块设计 (10)3.1.6 显示模块设计 (11)3.1.7 通信模块设计 (12)3.1.8 中央控制模块设计 (13)3.1.9 电源模块设计 (14)3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (14)3.2.1 时钟电路 (15)3.2.2 复位电路 (15)3.3 功能器件的介绍 (15)3.3.1 AT89C51介绍 (16)3.3.2 8255A介绍 (18)4软件设计 (24)4.1 软件设计所用工具 (24)4.2 软件结构图 (24)4.3 软件流程框图 (25)4.3.1 上位机软件流程框图 (25)4.3.2 下位机软件流程框图 (26)4.3.3 上、下位机通信软件流程框图 (28)5系统调试 (31)6系统功能、指标参数 (38)6.1 系统能实现的功能 (38)6.2 系统指标参数测试 (38)6.2.1 点滴速度测试 (38)6.2.2 报警功能测试 (39)6.3 系统功能及指标参数分析 (39)7结论 (40)8总结与体会 (42)9谢辞 (43)10参考文献 (44)附1 系统的原理电路图 (45)附2 外文文献翻译-译文 (46)附3 外文文献翻译-原文 (56)1前言随着医院管理系统趋向于电子化、网络化，利用单片机与现代控制技术提高医疗器械的自动化程度成为目前主要应用方向之一。
智能点滴监控系统毕业设计
智能点滴监控系统毕业设计哎呀，今天咱们聊聊这个“智能点滴监控系统”毕业设计，听起来可酷了吧？想想啊，医院里那些忙得不可开交的护士们，忙得像陀螺一样，跑东跑西。
就像电影里的超级英雄，没时间喘口气！他们得时刻关注病人的状况，尤其是那些正在接受点滴的朋友们。
点滴，真是小小的瓶子，里面却藏着大大的责任。
说实话，护士每次都得认真盯着点滴的流速，生怕出个岔子，病人一不留神，哎呦，这可不是开玩笑的事。
于是，咱们的设计目标就出现了——嘿，让这项工作变得简单点儿，别让护士们像猴子一样东跑西跳。
我们就想，为什么不弄个智能系统来帮忙呢？一套点滴监控系统，能够实时监测点滴的流速，甚至还能发出警报，提醒护士们。
你想啊，这样一来，护士就能省出时间，去关注其他病人。
这样一想，心里不禁美滋滋的。
我们开始动手。
设计的过程就像做饭，材料得准备齐全，锅子得热好，火候掌握得当。
我们先选定了传感器，这小家伙可是关键，得能精准测量液体流动的速度。
我们给它起了个名字，叫“流速小子”，多可爱啊！然后，咱们得把它跟计算机连接，软件要写得清清楚楚，界面得简单明了，方便护士们使用。
就像大厨做菜，一定要考虑到食客的口味。
光有硬件、软件还不够，咱们还得考虑到数据安全。
哎，医院可不是随便玩的地方，病人的隐私得保护好。
于是，我们加了一层加密，确保信息只在有权限的人之间流通。
你说，技术再牛逼，安全第一，才能安心使用嘛。
设计的过程中，难免会遇到挫折。
那天，我们调试的时候，流速小子竟然给我们开了个玩笑，流速显示的完全不对，简直就像打错了算盘一样。
我们心里那个气啊，直想把它“请”去隔壁教训一番。
不过，没关系，调试问题就像拼图，耐心点，总能找到那个“对”的位置。
几天后，流速小子终于老实了，数据也准得让人刮目相看。
说到这，真是感慨万千。
经历了一番波折，大家齐心协力，才把这个智能监控系统的雏形给搞出来。
之后，我们在模拟环境中进行了测试，病人一号、病人二号，统统上阵，流速小子表现得可棒了，数据准确得像个神仙。
液体点滴速度监控系统的设计
液体点滴速度监控系统的设计该系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括传感器、控制器、显示器和报警器；软件部分则负责数据处理和显示。
首先，我们需要选择适合的流速传感器。
传感器可以通过各种方式测量流体的速度，比如利用涡街传感器、超声波传感器或者压力传感器。
根据实际需要以及成本等因素，选择合适的传感器。
在液体点滴管路中添加一个流速传感器，传感器会通过传感器信号转换为电信号，并输入到控制器中进行处理。
控制器会对传感器获得的电信号进行放大、滤波等处理，得到准确的液体流速数据。
为了实现实时监测，监控系统需要进行数据处理和显示。
控制器会将处理好的流速数据传输到计算机或者显示器上，并显示在屏幕上。
同时，系统可以设置不同的报警阈值，当液体的流速超过或者低于设定的范围时，报警器可以发出声音或者进行其他形式的报警，提醒医护人员进行处理。
为了确保系统的准确性和稳定性，我们需要进行校准和稳定性测试。
校准可以通过将已知流速的溶液通过系统，与测量值进行比对来实现。
稳定性测试可以通过长时间的运行和监测，检测系统的稳定性和精度。
设计一个完善的液体点滴速度监控系统还需要考虑以下几个方面：1.系统的可靠性和稳定性：在设计和选择硬件设备时，应注意设备的质量和稳定性。
同时，要保证系统能够长时间稳定运行，以便实时监测液体的流速。
2.软件的易用性：设计一个用户友好的界面和操作系统，使医护人员能够方便地使用和操作该系统。
对于不同的用户，可以提供不同的操作模式和权限。
3.数据的存储和分析：系统应具备将数据存储和分析的功能，以便日后查看和分析。
可以将数据存储在本地或者云端，以便随时调取。
4.系统的可拓展性：系统应具备可拓展的功能，比如可以与其他设备进行数据交互、或者可以设置多个液体点滴的监控等。
综上所述，液体点滴速度监控系统是一种用于监测和保障患者安全的设备。
通过选择合适的硬件和软件，进行适当的校准和测试，可以设计出一个高度可靠和准确的液体点滴速度监控系统。
液体点滴速度监控装置设计报告
液体点滴速度监控装置设计报告一、引言液体点滴在医疗领域中广泛应用，用于输液、给药等目的。
监控液体点滴的速度对于保证患者的安全和治疗的有效性至关重要。
为了满足对液体点滴速度进行实时监控的需求，我们设计了一种液体点滴速度监控装置。
二、设计原理三、装置设计1.液位传感器：液位传感器是用于测量液体液位变化的关键组件。
传感器采用了浮球原理，即将一个浮球固定在导轨上，当液位升高时，浮球被抬升，随着液位降低，浮球被下压。
通过浮球的位置变化，可以得到液体的液位变化情况。
2.电子控制单元：电子控制单元包括微控制器、模数转换器和显示屏。
微控制器用于处理传感器的信号，并计算液体点滴的速度。
模数转换器用于将传感器的模拟信号转换为数字信号，供微控制器处理。
显示屏用于实时显示液体点滴的速度。
3.其他组件和接口：装置还需要其他一些组件和接口来支持工作，如电源、按键开关和数据输出接口。
电源用于为整个装置提供电力，按键开关用于启动和停止液体点滴速度监控功能，数据输出接口用于将监控结果输出给其他设备。
四、工作流程1.用户启动装置，并通过按键开关选择开始监控液体点滴速度。
2.液位传感器感知液位的变化，并将模拟信号传递给模数转换器。
3.模数转换器将模拟信号转换为数字信号，传递给微控制器。
4.微控制器根据液位的变化计算出液体点滴的速度，并将结果显示在显示屏上。
5.用户根据显示屏上的速度信息判断液体点滴是否正常，并根据需要进行调整。
五、性能评估1.准确性：液体点滴速度监控装置应具备高精度的液位测量和速度计算能力，以保证监控结果的准确性。
2.稳定性：装置应具备良好的稳定性，能够在各种环境条件下正常工作，不受外界干扰影响。
3.实时性：装置应能够实时监测液体点滴的速度，并将结果及时显示在显示屏上，以满足临床医疗的需求。
六、结论本设计报告介绍了一种液体点滴速度监控装置的设计原理和工作流程。
该装置通过液位传感器和电子控制单元实现对液体点滴速度的实时监控，并通过显示屏将监控结果显示出来。
医院病床输液监控系统设计报告
该输液监控系统是以 MEGA16 为控制核心，以氦氖激光器和光敏三极管组成监控系统，以键盘、液晶、声光报警电路及步进机电为输入输出监控和控制系统。
氦氖激光器和光敏三极管监控点滴速度，步进机电控制通过控制输液瓶的高度来控制点滴的速度，点滴的速度可由独立式键盘输入，同时输液结束或者发生异常发出声光报警信号。
以上装置为一个从站，主站和从站之间通过TWI 协议通信，建立一个由主站控制 128 个从站的有线监控系统。
关键词： AVR 步进机电 I2C 光敏三极管氦氖激光方案一：采用反射式红外传感器测量点滴速度。
在输液器的漏斗的一侧放置反射式红外传感器，当液滴下落时，利用液滴对红外线的反射能力，让接收端接收到检测信号。
但是输液瓶上下挪移产生的晃动对信号会产生和很大的干扰。
方案二：采用耦合槽式红外光电开关测量点滴速度槽式红外对射式光电开光，集成度高，利用水滴对红外光的散射来改变接收信号的强弱。
但由于受现成工艺的影响，槽式红外对射光电开关的槽的大小和深度与现有的输液瓶漏斗大小不配，跟漏斗的装配艰难，不适合本方案采用。
方案三：采用氦氖激光器和光敏三极管测量点滴速度采用氦氖激光器作为激光放射器，光敏三极管接成光亮度测量电路作为接收器，当水滴下落时，利用水滴对激光的散射，改变接收端接收到的激光的强度，由此产生信号的变化。
由于光敏三极管对光电流有很大的放大作用，有很高的灵敏度。
同时，光敏三极管的前端装配有透镜，具有很好的聚光性，抗干扰能力强，。
激光器和光敏三极管可以自由简便装配在漏斗两侧，方便制作。
综合考虑，采用方案三来测量点滴的速度。
方案一：选用直流机电通过直流机电平稳的转动，可以简单的改变h2的长度，但是直流机电驱动简单，精度低，在精确定位方面控制难度大。
方案二：选用步进机电步进机电是将电脉冲信号转换为角位移或者线位移，在非超载的情况下，机电的转动住手的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载的影响。
它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
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。
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护士站点滴监测系统的研究与设计郭瑞;刘银刚;丁柏闻【摘要】Nowadays, there are many problems exist in the process of intravenous infusion for patients who live in general wards in hospital. For example, the number of liquid dropping per minute can not be scientific monitored and original monitoring system of liquid dropping is too complex to be applied in clinical, ect. To solve the above problems, a new idea which is different from any previous system was studied and offered so that a new liquid dropping monitoring system was designed. Under the premise of not to change the traditional form of infusion, the system takes use of slot optical sensor to monitor the number of liquid dropping in a minute and collects data and transmits information by wireless sensor network. Through these design, the shortcomings and deficiencies of previous systems were improved. The new liquid dropping monitoring system was proved to have a great value in clinical.%目前,医院普通病房患者静脉输液过程中存在的问题较多,例如点滴滴速无法科学监测,原有点滴控制系统结构过于复杂,临床难以实现等；针对以上问题,研究并提出了一种不同于以往点滴监控系统的新思路,设计了一种全新的液体点滴检测系统；该系统在不改变传统输液形式的前提下,利用槽式光电传感器监测点滴每分钟滴数,同时引入无线传感器网络进行数据采集和信息收发；通过这些设计,弥补了以往点滴监控系统结构复杂,不易实现等缺点和不足,临床易于实现,具有较高的实用价值.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(020)009【总页数】4页(P2429-2431,2434)【关键词】液体点滴监测;静脉输液;无线传感器网络;数据采集;信息收发【作者】郭瑞;刘银刚;丁柏闻【作者单位】辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛 125105;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛 125105;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛 125105【正文语种】中文【中图分类】TP3020 引言长期以来，普通病房患者的静脉输液过程的监测一直得不到很好解决，一方面是因为无法对点滴每分钟滴数进行科学有效的监控；另一方面是现有的监控系统结构过于复杂，想临床实现是很困难的。
一般来说，静脉输液往往需要根据药品种类、患者年龄、患者病情等因素确定点滴每分钟滴数，不同情况应区别对待：如硝酸甘油、丹佐（单硝酸异山梨酯），一般浓度下常以8滴／分、10滴／分、15滴／分等速度进行点滴。
若速度过快，单位时间内进入体内的药物剂量过多、过大，则会引起如搏动性头痛、颜面潮红、血压下降、心率加快等不良反应［1］。
然而，在现有的医疗水平下，由于昂贵的设备费用和复杂的设备安装、布线等原因，普通病房患者静脉输液的点滴滴速监测很难具体实现。
本设计针对这一临床现状，提出不同于以往点滴监控系统设计的新思路，利用槽式光电传感器，在不影响传统静脉输液形式的前提下，实现对点滴滴数的检测；同时利用ZigBee技术实现护士站对病房患者输液情况的无线监测。
1 点滴监测系统概述护士站点滴监测系统的结构框图如图1所示。
本系统从功能结构上可分为三大模块：上位机管理系统、无线网络传输和点滴检测［2］。
上位机管理系统主要负责包括病房患者资料以药品管理等在内的数据库建立，并对患者当前点滴速度进行监测；无线网络传输模块使用ZigBee技术，负责上位机与点滴监测终端的通信联系；点滴检测模块利用槽式光电传感器检测点滴滴数，计算输液剩余时间并通过LCD显示使患者本人知道。
图1 点滴监测系统整体结构框图2 上位机管理系统的设计2.1 上位机管理系统结构上位机管理系统包括应用界面、上位机串口通信与数据采集、后台数据库3个主要部分。
其结构如图2所示。
护士站值班护士可以通过应用界面实现信息录入、信息查询、点滴监测等功能。
数据采集节点从无线传感器网络获取实时数据，然后值班护士可以通过应用界面利用应用程序实时监测点滴滴速以及药液剩余情况。
同时，为了实现上述功能，管理系统需要构建一个可以存储、查询、搜索患者信息和药品信息的后台数据库。
2.2 应用界面的设计图2 上位机管理系统结构上位机操作系统应用目前医院通用的Windows 2000Server操作系统，数据库采用Windows SQL Server 2000开发软件，系统人机界面开发采用VC++开发工具［3］。
上位机操作界面设计遵从简单直观、方便实用的原则，其软件管理系统功能模块如图3所示。
护士站值班护士通过应用界面可以实现对患者基本信息以及药品基本信息的录入和查询、对不同患者输液情况的实时监测、输液出现异常情况时的报警、串口通信设置等功能［4］。
图3 上位机软件管理系统功能图2.3 输液监测模块设计输液监测部分是本设计的重点，其具体实现有赖于管理系统中输液监测部分的软件设计以及下位机检测信号的传输，下面介绍一下输液监测模块软件流程，如图4。
输液即将结束时，单片机会发出输液结束提醒信号，上位机管理系统接收到此信号则依据提醒信号的地址发出相应的输液结束提醒声音。
此声音是与输液过程中出现意外事故而产生的报警声音区分开的。
在患者输液过程中，有可能出现患者因为焦虑自行改变输液速度，而对于很多药品如氧氟沙星、左氧氟沙星、门冬氨酸洛美沙星等喹诺酮类药物，输液速度过快会引起局部反应，如血管炎性病变等问题；或者因为患者身体移动致使针头移动而必须紧急处理等情况发生。
在这些情况下，输液监测模块必须马上发出报警信号，报警解除后监控模块继续监测点滴滴速。
系统设定如果点滴滴速高于或者低于药品额定滴速10%以上，便发出报警信号。
3 下位机功能和结构设计通常说来，下位机指的是各种数据采集和监测设备，其核心一般为PLC或单片机。
下位机将感知设备收集到的各种参数，如过程量和状态量，转换为数字信号传递给上位机系统。
上位机系统接收到这些信号后，经过数据处理，以图表、文字、声音等方式将各种参数、变量显示给用户，同时也可以把这些数据保存到数据库中。
此外，上位机可以接受用户指令，并将用户指令以控制信号的形式发送给下位机，从而达到控制目的。
3.1 下位机功能设计图4 输液监测模块软件流程图护士站点滴监测系统的下位机设计功能如下：①对患者静脉输液过程中点滴滴速进行检测并通过LCD显示屏显示给患者；②通过单片机计算点滴滴速及点滴剩余时间同时通过LCD显示屏显示给患者；③通过单片机计算，在点滴即将结束时发出点滴结束提醒信号；④利用无线传感器网络稳定传输患者地址、点滴结束提醒、患者当前点滴滴速、点滴剩余时间等信号。
3.2 下位机结构设计由图1可知基于ZigBee的无线传感器网络由协调器节点、路由节点和终端节点组成。
终端节点主要负责传感器数据的采集、处理和发送，路由节点和协调器节点主要负责建网并把终端节点采集的数据传送到监测中心［5］。
3.2.1 协调器节点设计ZigBee协调器节点在正常工作之前，需要进行系统初始化。
初始化工作包括定义系统的时钟信号、工作频率、电源管理方式、ZigBee网络层和MAC层的参数以及I／0接口等。
本系统中协调器节点和路由节点功能基本相同，结构相近，硬件搭建采用CC2430射频芯片。
该芯片由chipcon公司生产，是具有高性能8051内核的无线单片机，在单个芯片上集成了微控制器、ZigBee RF前端和数模转换等电路，具有低电压、低功耗的特征，十分适合协调器节点和路由节点的要求。
片内8051可以完成整个模块的主控制，片内A／D负责模拟信号到数字信号的转化，ZigBee RF前端负责数据的无线射频收发。
协调器的主要任务是组建网络、管理节点的加入和离开，接收并显示来自终端节点的请求，同时把请求分配给终端节点；同时负责通过串口通信，把采集到的数据传送给上位机管理系统。
路由器的主要任务是负责终端节点和协调器节点间的信息双向传递［6］。
协调器的工作流程如图5所示。
3.2.2 终端节点设计图5 协调器工作流程图终端节点结构设计应该简单，从而使输液期间患者有上卫生间或者下地活动等简单运动时，终端节点便于患者随身携带。
从功能上说，终端节点要实现传感器的数据采集，利用单片机进行处理，并利用无线收发模块收发数据［7］。
其结构框图如图6所示。
终端节点主要由五部分组成，具体如下。
①数据采集模块：使用FQ-T1槽型光电传感器，将其放到输液管的滴斗处，每次有点滴滴下时光电传感器便向单片机发出脉冲信号。
FQ-T1适用于8mm～18mm管子，反应时间短，测量稳定；②数据显示模块：使用液晶显示屏，显示点滴速度与输液剩余时间。
HJ1602的特点是清晰明亮，从而适于患者观看；③数据处理模块：本部分为终端节点的控制器，采用STC89C52单片机，用来接受传感器脉冲信号，利用程序计算点滴速度和输液剩余时间，并把这些数据分别传送给LCD和CC2430；④无线收发模块：此模块主要用于数据的收发，采用CC2430，通信上遵循IEEE 802.15.4标准，通信频率采用2.4GHz免费频段；⑤供电模块：为终端节点提供能量支持，采用5V锂电池为终端节点供电。
图6 终端节点结构图临床上影响静脉输液器流量大小的因素比较多，但是起决定性因素的是滴管内径，由中华人民共和国国家标准《GB＿8368-2005一次性使用输液器——重力输液式》查得，滴管内径有20滴／ml和60滴／ml两种规格，而医院普通病房主要使用20滴／ml这一规格的输液管［8］。