医院输液控制系统的设计【开题报告】
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。
输液控制系统的设计
输液控制系统的设计[摘要] 本文设计的输液控制系统，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，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，报警并停止输液。
本论文还设计出一种结构简单的输液加热器，使得在低温环境下输液也能大大减少不适反应。
[关键词] 输液控制硬件设计软件设计1.前言随着人们对生活要求的不断提高，在医疗领域对输液量和输液速度精度的要求也越来越高，对静脉输液的流量进行精确的控制可以达到更加的治疗效果，但现在的医院输液系统仍主要是靠人员的手动操作，护士根据病人的实际情况来手动调节液滴的速度，使得药液的滴速不能十分准确，而且随着单个患者输液和注射通路的增多以及整个病房、病区输液和注射器的大量使用，医护工作人员的劳动强度越来越大，差错率也大为上升，这些都成了医疗隐患，给病人和医院都带来很大麻烦，而且一些特殊的患者往往因为药物不能以恒定、适当的速度，自动定时、定量、恒温向病人进行灌注，给病人带来了更多的本可以避免的痛苦。
综上所述，在输液过程中，需要一种输液设备，其输液量和输液速度都可以精确控制，且能避免他人随意更改，而且能够对整个输液过程的安全性进行自动监测，以便减轻护理工作的强度，改善医患间的关系，达到更好的治疗效果[1] [2]。
2.系统的硬件设计图1 系统总体原理框图输液定量控制系统的整体设计思路是：利用AT89S52单片机的定时器、通信串口、大量的通用I/O口和在数据处理方面需要用到的快速的硬件乘法器及高速的指令执行。
系统由传感器检测电路、控制电路、报警电路、LED显示电路、键盘电路等部分组成。
系统总体原理框图如图1所示。
本文将对主要硬件电路设计进行详细论述。
2.1 监控系统的硬件设计设计的监控系统方案如所示。
本监控系统采用单电源方案，这样，将使电路更加简单、安全、方便。
输液采集信号系统中，采用的光电传感器结构，红外发光二极管发出红外光，光线照射到光电三极管上，光电三极管将接收到的光信号转换成电信号输出，当输液管有液滴通过时，光电三极管送出高电平信号，当输液管没有液滴通过时，光电三极管输出低电平信号。
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。
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。
点滴控制系统报告
液体点滴速度监控装置摘要：本系统以MSP430F449单片机为核心，由步进电机、键盘、LCD、红外传感器等电路组成，通过SPI串行通信实现了一个由一个主站控制多个从站的有限液体点滴速度监控系统。
主站巡回检测所有从站并显示和控制从站的状态。
从站利用红外传感器测量点滴速度送单片机处理后，控制步进电机调节点滴瓶的高度，从而实现液体点滴速度的监测和控制。
从站在没有接到主站的控制命令时工作于自动状态，保持滴速一定，此时从站不能改变自己的工作状态。
同时从站通过红外传感器测量系统的液面，当液面低于警戒值时，能发出报警信号。
关键字： MSP430单片机，步进电机，红外传感器。
目录一、方案的设计 (3)1.1、方案的选择与论证 (3)1、液面检测方法 (3)2、滴速的控制方法 (3)3、电机的选择 (3)4、主机与从机的选择 (3)5、通讯方式的选择 (3)1、2、方案的确定 (4)二、理论分析与计算 (4)1、液滴滴速的检测方法 (4)2，吊瓶高度的控制方法 (4)三、系统单元电路设计 (5)1、红外传感器检测电路 (5)2、步进电机驱动电路 (5)四、软件设计 (6)1、以下分别为主机，从机程序流程图 (6)五、系统测试与分析 (6)1、系统功能 (6)2、液滴速度调整时间测试 (7)六、参考文献 (7)七、系统总电路图 (8)一、方案的设计1.1、方案的选择与论证1、液面检测方法方案一、采用电容传感器，在液面上贴两块金属薄片，当吊瓶液面下降时，电容两级间的介电常数减小，传感器的电容值减小，再经过电容/电压变换器转换为电压值，这种方案虽然简单，但由于不同的药液能有不同的电容值，加之为了使电容量的变化比较明显，瓶身外的金属薄片设计比较大，影对液面的肉眼观察，所以不太适应用。
方案二、采用红外光电传感器实现液面的检测，当有点滴滴落时，红外光被散射，红外接收管接收到的光强减弱，产生一个脉冲。
此种方案操作方便，观察方便，保所以系统采用方案二。
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。
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毕业设计开题报告
电子信息工程
医院输液控制系统的设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
通过静脉输液治疗疾病是临床医学中诸多治疗手段中比较重要的一种，大多数治疗都会采用静脉输液来进行，然而根据病人不同的病情和人体本身体质上的差异以及药物的不同，需要的输液速率和剂量都因人而异。
但目前在我国大多数医院及医疗机构临床输液中采取的应对措施都基本是人工操作的，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，由医务人员、患者或陪侍观察药液余量，再通过转动输液器上的手动滑轮来调节输液速度，这些都是一个大约值，对每一个护士来说都不能确保它的稳定性和安全性。
因此输液过程异常、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较高，例如：当输液完成需要换药液时，若不及时处理就会出现空气进入血管内形成空气栓塞、凝血堵塞针头等情况，轻则影响治疗，重则会危及病人生命安全，造成医疗事故。
医护人员的工作量大，劳动负担重，也不利于病区的综合管理。
所以这种人工操作必须用自动化监控系统代替。
为此，结合临床实践，开发基于光电技术、单片机技术、无线通信技术等的医院输液控制系统来代替人工监护，实时反映各个病人的精确点滴速度，使护士能够在护士室就监控到若干病房的输液情况，从而根据不同的情况进行相应的调整，即减轻医务工作人员的工作强度及病人和医务工作人员不断观察输液是否完成而形成的压力，又提高病人的治愈效果减轻医疗负担，也实现了医院护理自动化和智能化。
并且随着单片机技术的发展，单片机的运算速度越来越快，功耗越来越低，价格也更实惠，为开发一些实用设备提供了很大便利。
这也为此类系统的推广和发展提供了优势。
目前，国内有不少做得较好的医院输液控制系统，但由于经济、设备安装等一些实际原因而导致并没有进行推广，大部分医疗机构还是采用人工办法，至多临床上使用国内外生产的蠕动泵式单立输液器等自动输液器，而这些输液器一般只有滴液完成报警和液体阻塞报警等功能，不具有集中监测和控制单位输液量的功能；也有部分医院采用以病人求救线作为CAN 总线实现分布式输液监控系统设计[2]取得了一定的成效，但绝大多数中小医院特别是社区医院缺少此类设备。
因此仍待系统的更改和完善为更适应国内
的情况以进行推广和发展。
国外已开始基于该系统的原理在一些相关领域进行拓展，比如自动监测血压的微处理器药物输液控制、计算机自动输液等，并已取得了较好的成果。
通过这一系列系统的应用，可以提高病人的治愈效果，减轻医疗负担，提升护士的工作效率。
相信在不久的将来，此类自动化控制系统必将广泛应用于我国的医疗事业中，代替传统的检测治疗方式，提升医疗水平的同时也给广大患者带来了福音，通过更简单更经济更人性化的治疗方式来达到甚至超过以前的治疗效果，是每一个患者及其家属都希望看到的。
所以我们需要大力发展单片机等高科技技术在医疗产业的应用，可以先通过借鉴在相关领域里国外的研究成果和技术水平，然后在此基础上改进为更适合我国医疗事业的设备，再接着在掌握的基础上像更广的范围扩张以及更好的技术发展，以实现名族科技产业的振兴。
此次想要做的毕业设计就是根据一系列的自动控制技术来实现自动化的输液控制系统，如基于光电技术来检测液滴滴速，基于步进电机对滴速进行控制，基于RS-485接口实现一个主站与多个从站通信等等来制作一个医院输液控制系统，来实现临床输液的实时监控。
当输液过程异常，病床和护士站主机都会立即发出声光报警信号，以提醒医护人员及时进行处理。
医护人员无需再在病床间来回监控，在护士站主机便可看到各个病床的输液情况，通过护士站主机提供的功能键便可对各个病床的输液情况按所需进行调节。
方便了病人和医护人员的及时联系，对提高医务质量起着极其重要的作用，同时也减少了医护人员的工作强度和失误，提高了治疗质量、病人的安全以及病人对医护人员及医院的满意度等，实现了医院护理自动化和智能化。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
基本内容：医院输液控制系统的设计
主要问题：点滴速度实时检测
电机调整点滴速度
主站从站之间通信
报警设定
三、研究步骤、方法及措施：
1、通过相关资料收集、整理、明确医院输液系统设计的总体框架。
2、熟悉各个细节部分：点滴速度检测、电机速度调节、主站从站通信等。
3、设计硬件电路，完成原理图及PCB的绘制。
4、根据硬件电路做出实物。
5、利用单片机编程软件进行程序编程。
6、调试程序和硬件电路。
7、整理完成毕业设计。
四、参考文献
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