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

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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。实现对输液过程中异常情况的报警，但是该仪器灵敏度较低，容易产生误差；李长胜嗍等利用光纤发出的光束在液面处发生全内反射的原理．研制了一种输液结束自动报警装置。该装置成本低且易于网络化，但是不便于安装，稳定性差；张爱华等将电容式液位传感器用于输液液位的非接触检测。其受吸附水作用和液位下降速度的影响较大，且不易操作；李云胜利用MSComm通信控件和VC++语言编程，设计了一套可视化输液实时监控系统，此系统界面直观，操作简单，提高了医院的管理水平和工作效率。国内对智能输液系统研制较早的厂家有北京科力建元公司和浙

江史密斯医学仪器公司，前者研制了ZNB系列输液泵，后者研制WZ系列注射泵，但是都存在输液精度不高、调整时问长、价格高等弊端。由于一味地模仿和借鉴国外的成熟产品，不愿投入人力物力去研发，如今国内的医疗输液监控设备技术相对落后，功能单一，精度和灵敏度不稳定，可靠性不高，自动化及智能化程度较低，设备性能达不到实际需要．因此未能在各级医院广泛使用。

智能输液系统在国外的开发与应用起步较早，经过近半个世纪的研究，技术已经比较成熟，I临床输液监控基本实行智能化，智能输液系统在医院的使用十分普遍。临床使用较多、性能较好的有德国贝朗公司的Pemsor@Compact系列注射泵，其控制精度可达2％，以及Infusomat@fmS系列输液泵，使用比较广泛。另外，美国百特公司的便携式输液泵和弹性输液泵，日本JMS株式会社的OT系列输液泵，以色列凯撒公司的Bodyguard(生命卫士)输液泵等产品的技术也较为成熟，安全性能较高。这些输液设备都具备输液监控功能，并能输出输液状态信号，从而与医院信息系统连接来组建网络，已被我国一些大型医院引进。但因其价格昂贵主要用于危重患者韵监护。

现在大部分的输液监控仪、输液泵和注射泵体积都比较庞大．受到交流电源和输液架等的限制。只适合于在固定地点输液，限制了其使用范围。因此，各公司都加紧研制体积更小、更轻便的智能输液系统，便于携带，可以在各种条件甚至恶劣的环境下进行输液。

目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中，取得了很大的成绩，总结了很多经验。现代社会是一个科技社会，科学技术日新月异，发展迅速，从长远发展来看，智能输液系统将向着网络化(远程医疗)、便携化(无线通讯)、人性化(友好的人机交互)的方向迈进，这是大势所趋。实时、高效、便捷、安全和人性化的服务可以更有效地提高临床医疗质量。推动数字化临床医疗的发展进程。

毕 业 论 文 开 题 报 告

三．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本设计是以单片机为核心的点滴输液控制系统，其中需要注意各个模块的功能实现，和各模块之间的合理分配和应用，以及在将该系统做好的情况下节约成本。

图1 控制器原理框图

当输液瓶内液体到达设置最低处时，红外发射与接收传感器检测到后，液位监测模块将信息通过主控器传输给液位报警模块，提示报警，提醒护理人员更换输液瓶。通过滴速控制模块，当滴速与设定值不符时，主控器控制步进电动机正反转，使机械夹夹紧或放松，达到滴速调节。在液体温度未达到设定值时，通过一定大小的电流通过电阻产生热量用以对液体加温，达到设定值后通过单片机控制断开电流停止加热。

本次设计的基本方案是利用单片机为控制核心, 设计一个对于输液点滴进行监控的系统。

液位监测模块：采集输液瓶的液位信息。 温度监测模块：采集输液瓶的液体温度信息。 显示模块：显示液位，滴数和当前温度等信息。

滴速监控模块：根据设定的滴速对输液速度进行监测和控制。 液温控制模块：根据设定值对液体温度进行调节。 按键设置模块：用于各种初始值的设定以及系统初始化。

外部通信接口：可以根据实际需要与其他控制系统连接用以控制和监测。 在设计中需要解决整个系统的各模块电路设计，各个硬件如何选型，尽量保证系统

温度监按键设

液温控

液位报滴速监信息显液位监 主控制器 单片机 STC89C52

外部通