基于ZigBee的输液提醒远程监控系统设计与实现
基于ZigBee无线通讯的输液报警仪
基于ZigBee无线通讯的输液报警仪
叶苓;王亚楠;李平;刘蕾
【期刊名称】《中国医药导报》
【年(卷),期】2016(013)025
【摘要】为解决批量患者的静脉输液管理难题,本文基于ZigBee无线通讯装置研制出了一种能够便携、实用的输液报警仪,该输液报警仪南内置ZigBee无线收发器的输液信息监测终端、协调器、中继器、远程输液监测终端四部分组成,主要利用ZigBee无线通信节点的“多次反射”功能,组建蜂窝状监测网络,实现仅一名护理人员即可掌握直径170 m范围内至少200名患者的所有输液信息,并进行输液滴速过慢、滴速过快、输液结束报警提示,保证患者的输液安全,大幅降低护理人员的工作强度,适用于各级医院门急诊输液室、病房或各种突发公共事件的救援工作.【总页数】4页(P170-172,176)
【作者】叶苓;王亚楠;李平;刘蕾
【作者单位】空军总医院门诊部,北京100142;空军总医院门诊部,北京100142;空军总医院门诊部,北京100142;空军总医院门诊部,北京100142
【正文语种】中文
【中图分类】R826.2
【相关文献】
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基于ZigBee协议的远程监控系统设计
基于ZigBee协议的远程监控系统设计作者：杜岩来源：《软件导刊》2015年第11期摘要摘要：ZigBee协议的无线传感技术，是指将网络汇聚的节点同互联网以及无线移动网络相连接，构成无线传感网络，运行时通过相关的软件设定控制ZigBee的网络节点，从而将远程数据传输给总服务器，使远程监控更具灵活性，更便于拆解移动。
介绍了ZigBee技术，探讨了系统工作原理和结构设计，重点分析了基于ZigBee协议物联网构建的远程监控系统硬件及软件设计。
建立了基于ZigBee协议物联网的远程监控系统平台。
该平台通过总服务器对各个独立的监控服务器数据信息进行远程监控和管理。
关键词关键词：ZigBee；远程监控；无线网络；数据安全DOIDOI：10.11907/rjdk.151786中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2015）011009502基金项目基金项目：海南省高等学校科学研究项目（Hnky201543）作者简介作者简介：杜岩（1984-），女，江苏徐州人，琼州学院计算机工程学院讲师，研究方向为计算机网络。
0引言物联网络技术的发展不断加快，应用领域也越来越广。
基于ZigBee协议物联网构建的远程监控系统平台，主要解决数据信息的远程获取以及有线连接带来的不便，使远程监控系统更具灵活性、便捷性，能够全方位、多测点地进行检测。
基于ZigBee协议物联网构建的远程监控系统，在硬件上主要采用了物联网技术和无线传感技术，以及基于ZigBee的传感器节点、执行节点和视频采集节点；而软件上则采用了与大系统理论相关的过程管理方式和控制算法，不仅可以模拟构建实际的现场环境和相关过程，还能通过远程监控系统平台对局部环境进行动态检测和智能控制，并实时在线决策[1]。
相比之下，基于ZigBee协议物联网构建的远程监控系统在室内物品实时监控等安全性监测中的应用更具研究价值。
本文以基于ZigBee协议物联网构建的远程监控系统在室内物品实时监控中的应用为例，对该系统的工作原理、系统结构、系统软件和硬件设计进行阐述，并通过相关检测方法测试运行过程中系统数据传输的丢包率，对其安全性进行判定。
基于ZigBee无线监控系统设计实现研究
关键 词 ：ｚｉＢ ｅ 术 ；无 线 网络 ；监 控 系统 ｇ ｅ技
随着 信息技术 的飞速发展 和人 民生活水平的 日益提 高 ，人们对现代化 的家居安防系统 的安全性要求也越来 越高。Ｚ ｇ ｅ技 术是一种具有统一技术标准的层短距离 ｉＢ ｅ 无 线通信技术 ，它具有成本低 、体积小 、能量消耗小和
也不 仅仅连接传感器 ，因为这４ 个接 口是通用外 围接 口 （ ＰＯ ，我们可以通过适 当的转换收发所需要 的数据。 Ｇ Ｉ） 由于Ｚｇ ｅ技术在使用短地址的情况下可 以在一个网络 ｉＢ ｅ
最大设备个数为２ ６ １个和２ ４ ，具有较大 的网络容量 。 ６个 在无 线通信 技术 上 ，采 用免 冲突 多载波 信道接入
Ｉ 撩１ ｝琏求 清｛ 寝 鲑
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三 、无 线监 控 系统 的 实现
无线监控系统能够实现 如下功 能 ：①实时监控被保
护对象 ，若对象超出监控范 围则 发出报警（ 通常可根据发
（ Ｓ ． Ａ）方式 ，有效地避免 了无线 电载波之间的 Ｃ ＭＡ Ｃ
冲突 ，此外 ，为保证传输数据的可靠性 ，建立 了完整的
应答通信协议 。 Ｚｉ Ｂｅ 设 备 为 低 功 耗 设 备 ，其 发 射 输 出 为 ｇ ｅ
０ ．ｄ ｍ，通信距离为３ ～３６ Ｂ ０～７ ｍ，具有能量检测 和链 ０ 路 质量指示能力 ，根据这些检测结果 ，设备可 自动调整 设 备的发 射功率 ，在保证通信链路 质量 的条件下 ，最小
传输速率低等特点 ，在无线传感器 网络领域应用非 常广
泛。
一
、
Ｚｇ ｅ 技术 的优 势 ｉＢ ｅ
Ｒ ｆｒｎ ｅＤ ｓ ｎ ，产 品架构设计简单 ，而且产品开发 ｅ ｅｃ ｅｉ ） ｅ ｇ
ZigBee的远程低功耗灌溉控制系统设计
ZigBee的远程低功耗灌溉控制系统设计吴祥;康戈文【摘要】This paper designs a remote wireless control system based on ZigBee and GSM for farmland drip irrigation. The PC and ZigBee coordinator in farmland is designed. Messages are transmitted between ZigBee coordinator and ZigBee terminals for safe and effective control of the irrigation system. Time synchronization algorithm suitable for ZigBee star network is used to make ZigBee nodes sleep/ wake in the same time. The control strategy of electromagnetic valves is designed for effective security control.%设计一套基于ZigBee和GSM远程无线控制系统,对农田里的滴灌系统进行远程控制.设计了上位机和农田中的ZigBee协调器,ZigBee协调器与ZigBee终端传输消息来对灌溉系统进行安全有效的控制.采用适合于ZigBee星型网络的时间同步算法,满足ZigBee节点的同步休眠与唤醒的需要.设计相应的电磁阀控制策略对电磁阀进行安全有效的控制.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2013(013)004【总页数】4页(P64-67)【关键词】ZigBee;时间同步;休眠;无线遥控灌溉控制;低功耗【作者】吴祥;康戈文【作者单位】电子科技大学航空航天学院,成都610000【正文语种】中文【中图分类】TN925引言本系统在传统的滴水灌溉系统基础上，在农田中采用ZigBee自组网网络进行信息的传输，不用在农田中布置通信线路；远程数据的传输采用GSM网络，不需要额外地布置通信设备，减少了农田灌溉的成本，增加了系统的安全性。
毕业设计无人监守点滴自动监控系统的设计
毕业设计无人监守点滴自动监控系统的设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】河南科技学院2014届本科毕业论文（设计）论文（设计）题目:无人监守点滴自动监控系统的设计学生姓名：所在学院：机电学院所学专业：电气工程及其自动化导师姓名：完成时间：2014年5月18日无人监守点滴自动监控系统的设计摘要静脉输液是常用的医疗手段之一，传统输液过程中存在着输液容易异常，需要人工监护等弊端。
因此，本文设计了无人监守点滴自动监控系统以解决此问题。
系统以AT89S53单片机为下位机核心，上位机和CAN总线组成有线监控系统，实现主机对从机的控制。
从机通过外围电路检测储液瓶中液面高度和液体点滴速度，并通过控制步进电机实现对输液速度的控制。
当输液结束或输液速度发生异常时，发光二极管和蜂鸣器进行报警，并将报警信号通过串行口传送至主站。
关键词：无人监守，自动监控，单片机，CAN总线DESIGN OF AUTOMATIC MONITORING SYSTEM FORUNATTENDED DRIPSAbstractIntravenous infusion is one of the commonly means used in medical, there is some abnormalities in tradition infusion and require manual monitoring and other defects. Therefore, we designed the unmanned automatic drip guard monitoring system to solve this problem. This system based on AT89S53 MCU as the core of the next crew, consisting of PC and CAN bus cable monitoring system, from the control of the host machine. From the machine through the external circuit to detect liquid level reservoir bottle and liquid drop, and achieve control of the infusion rate by controlling the stepper motor. When the end of the infusion or infusion rateabnormal, LEDs and buzzer alarm, and the alarm signal is sent via the serial port to the main station.Key Words:Unmanned, Automatic Monitor, MCU, CAN bus目录1 绪论 (1)研究背景及意义 (1)国内外发展和研究现状 (1)2 系统总体方案 (2)系统设计方案 (2)控制系统方案 (2)点滴检测方案 (3)液位监测方案 (3)滴速控制方案 (3)电机选择方案 (3)主从通信方案 (4)系统硬件结构 (4)3 系统从站硬件设计 (5)从站硬件系统框图 (5)从站系统各单元设计 (5)点滴信号检测单元 (5)点滴信号整形单元 (7)液位检测单元 (7)键盘控制电路 (8)声光报警单元 (9)电源电路单元 (10)通信电路单元 (11)CAN总线适配芯片连接电路 (11)通信接口电路 (12)4 系统软件设计 (12)从站软件系统总体设计 (12)从站各模块软件设计 (13)主控模块 (13)键盘控制模块 (14)点滴速度监测模块 (17)电机控制模块 (19)报警模块 (20)主从通信模块 (21)5 结束语 (22)致谢 (24)参考文献 (25)1绪论1.1研究背景及意义随着微电子技术和信息技术的快速发展和应用，医疗设备领域正在发生着一场悄无声息的信息化革命。
基于ZigBee技术的无线监测与控制系统设计
基于ZigBee技术的无线监测与控制系统设计无线监测与控制系统是当前智能化建筑、智能家居和工业自动化等领域中应用广泛的一项技术。
ZigBee作为一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，已经成为了无线监测与控制系统中的重要组成部分。
本文将详细介绍基于ZigBee技术的无线监测与控制系统的设计。
1. 系统结构基于ZigBee技术的无线监测与控制系统主要由传感器节点、无线通信网络和控制中心三部分组成。
传感器节点：传感器节点负责采集环境参数或设备状态等信息，并将其转化为数字信号进行处理和传输。
传感器节点通常包括多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，以实现对环境参数的监测。
传感器节点还可以接收来自控制中心的指令，控制与之关联的设备。
无线通信网络：无线通信网络采用ZigBee无线通信技术，将传感器节点与控制中心连接起来，实现远程数据传输和控制。
ZigBee技术具有低功耗、低成本、自组织网络等特点，适用于需要长时间运行、节点数量众多的监测与控制系统。
控制中心：控制中心是系统的核心部分，负责数据处理、决策和控制指令下发。
控制中心可以根据传感器节点采集到的数据进行分析和决策，然后下发相应的控制指令给传感器节点，以控制与之关联的设备。
2. 系统设计基于ZigBee技术的无线监测与控制系统的设计可以分为硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计：硬件设计主要包括传感器节点的硬件设计和控制中心的硬件设计。
传感器节点的硬件设计需要选择合适的传感器，并将其与微处理器、存储器、通信模块等组合成一个完整的传感器节点。
传感器节点需要满足低功耗、尺寸小、价格低等要求。
控制中心的硬件设计需要选择合适的微处理器、存储器、通信模块等，并根据实际需求设计相应的接口电路，以实现与传感器节点的连接和数据处理。
软件设计：软件设计包括传感器节点的嵌入式软件设计和控制中心的应用软件设计。
传感器节点的嵌入式软件设计主要包括传感器数据采集、数据处理、通信协议实现等。
基于ZigBee的油水井远程监控系统设计与实现
基于 ZigBee的油水井远程监控系统设计与实现摘要：随着计算机技术、网络技术和通信技术的不断进步，油井远程监控系统得到了极大的发展。
油田早期生产没有远程监测系统，人工监测费时费力，数据采集不及时。
随着工业自动化的发展，油田远程监控系统应运而生，使油田的生产和管理更加高效、可靠。
目前，现有的现场总线技术广泛应用于工业控制领域。
然而，油井可以分布在油田内，并分散在不同的位置。
如果数据通过电线传输，需要铺设很长的电缆，这是非常昂贵的，而且电缆容易老化和损坏。
为解决上述问题，油井远程监控系统采用无线通信技术进行数据传输。
ZigBee技术以其功耗低、成本低、可靠性高、网络容量大等特点，在众多无线通信技术中脱颖而出。
关键词：ZigBee；数据采集；基站；远程控制；一、系统总体功能1.实时采集油井的抽油机电机电流、电压、功率因数、有功功率、井口压力、温度、井口流量及电机工作状态参数，并在上位机上显示。
2.上位机控制现场抽油机的启停，既能提高油田的生产效率，又能节约能源，当监测到抽油机工作异常时可及时关闭抽油机，从而保证现场的生产安全，减少事故。
3.通过上位机可查询油井历史数据为实现油井远程监控系统的上述功能，设计系统的总体结构包括远端数据采集系统和上位机监控系统两部分。
二、系统硬件设计基站作为系统的基本组成单元，需具备数据采集能力和ZigBee组网通讯能力，采用JENNIC公司的JN5139芯片作为基站的射频芯片，JN5139是低功耗低成本适合于ZigBee应用的无线微控制器。
为满足油井监控的需要，每个基站都应可以接两台抽油机电机和9块仪表，其中，8路接输出模拟量的电表，1路接输出数字量的电表。
为提高基站的通用性，主、从基站采用相同的硬件结构。
JN5139本身包含4路模拟量输入，因此需将其中一路外扩为5路，从而实现8路模拟量采集。
此外扩展2路隔离数字量输入(保留使用)、2路继电器输出、一个RS485接口和一个RS232接口。
基于Zigbee的无线监测系统的设计和实现
基于Zigbee的无线监测系统的设计和实现近年来，随着智能家居概念的兴起以及物联网技术的不断发展，各种无线监测系统也被广泛应用于各个领域。
其中，基于Zigbee协议的无线监测系统因其低功耗、高可靠性等优点而备受推崇。
本文通过对基于Zigbee的无线监测系统的相关知识进行研究和分析，探讨了其设计和实现方案，并对其优缺点以及未来的发展趋势进行了展望。
一、Zigbee协议简介Zigbee是一种低功耗、短距离、低速率的无线通信协议，适用于小型网格、传感器网络等应用场景中。
它采用IEEE802.15.4标准进行通信，能够提供高效的数据传输和通信距离，并且具有一定的网络管理和安全机制。
Zigbee在许多领域的应用非常广泛，例如智能家居、工业自动化、智能交通等。
二、无线监测系统的设计方案无线监测系统是指通过无线传感器网络采集数据，然后将数据传输到监测中心并进行处理的一种系统。
针对这一场景，我们可以采用基于Zigbee协议的无线监测系统设计方案：1、硬件设计在硬件方面，主要包括传感器节点、中继节点和基站三个部分。
（1）传感器节点：传感器节点负责采集环境中的数据，并将数据传输到中继节点。
每个传感器节点都配备有一个或多个传感器模块，例如温度传感器、湿度传感器等，通过采集环境数据并将数据存储到模块内存中。
（2）中继节点：中继节点负责接收来自传感器节点的数据，并将数据传输到基站。
此外，中继节点还负责网络管理和节点控制等任务，可以优化数据传输流程和降低功耗等。
（3）基站：基站是无线监测系统的中心节点，负责接收来自中继节点的数据并进行处理。
基站需要提供统一的数据接口、数据处理和展示功能。
2、软件设计软件方面主要涉及到通信协议、网络协议和应用程序设计等。
通信协议：无线监测系统应采用Zigbee协议进行传输，以实现低功耗、高效率和高可靠性的数据传输。
网络协议：在Zigbee中，使用网络协议栈来进行网络管理和数据传输等操作，其主要功能包括路由选择、数据传输和节点协调等。
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基于ZigBee的输液提醒远程监控系统设计与实现
作者：何光梅穆倩倩丁佳芊商体佳邓甜甜程玉娟
来源：《无线互联科技》2021年第15期
摘要：为了使医院输液智能化、方便化，文章设计了一套基于ZigBee的输液提醒远程监控系统减轻医护人员负担，由水位监测模块、ZigBee远程监控系统、K60单片机等组成。
该系统用液位检测器监控输液进度，步进电机控制换液，输液工作完成后蜂鸣器自动发出警报，ZigBee通信模块实现远程监测的功能。
该产品设计方案整体结构简单，体积小，易于操作，成本低，装置可重复使用无需每次消毒灭菌，操作方便，安全可靠。
关键词：自动换液;循环使用;自动报警;ZigBee模块
0 引言
现国内仍然使用传统的输液装置，该输液装置需要护士频繁换液，且每位病人至少需要一名看护陪同。
在输液途中医护人员需要时刻注意病人的输液进度，防止出现漏针回血等状况，为此本团队设计并开发了一套简单实用的医疗换液报警装置。
该装置采用移动电源供电，具有功耗小、成本低廉等特点。
同时，该装置还实现了安全可靠，操作简单，实时监控等功能。
传统输液装置与本系统的功能对比如表1所示。
综上所述，传统的输液装置容易因看护不利对患者造成回血伤害，无形中还会浪费许多人力、物力、财力，并且增加医护人员工作强度，因此，本团队研究出了这一款可自动换液的装置。
1 输液装置系统设计
输液装置系统的设计结构如图1所示。
现以3瓶药水为例，本产品主要是由水位传感器、升杆电机、步进电机、舵机、K60单片机、ZigBee模块组成。
2 工作流程
首先，护士按下启动键，升杆电机收到指令控制针头自动插入输液瓶开始输液。
位于升杆电机上的水位传感器，感应液面高度到达最低值之后升杆电机自动下降，步进电机控制升杆电机以及针头移动到达第二瓶输液瓶瓶口位置，移动途中输液管上的舵机控制开关关闭，不让液体流动，升杆电机步进电机舵机重复以上指令，直到最后一瓶。
当位于最后一瓶输液瓶上的水位传感器感应到液面高度到达一半时，通过ZigBee模块向护士端发出警报提醒，护士端显示病房病床号，提醒护士去相应的病房，升杆电机上的水位传感器感应液面高度到达最低时候升杆电机自动下降，舵机控制开关关闭，步进电机控制升杆电机以及针头回到原始位置，护士拔针，具体流程如图2所示。
3 输液器模块
本输液装置由以下几个模块组成，分别是液位传感器模块、驱动模块、远程监控模块。
液位传感器模块负责监控输液进度，驱动模块负责换药，远程监控系统则由ZigBee模块、蜂鸣器、LCD显示屏组成，负责及时反馈输液信息。
3.1 液位傳感器模块
本装置使用两个液位传感器，分别负责监测输液软管内药液高度和检测末尾一瓶输液剩余量。
液位传感器监测到一瓶药输完时，显示一个低电平，单片机接收到液位传感器电位变化控制升杆电机下降，步进电机移动到下一瓶口。
输液接近尾声时及时提醒护士拔针。
3.2 驱动模块
驱动模块的升杆电机收到启动、输液完毕的指令后就会上升或下降。
液位传感器监测到输液软管内没有药液时，舵机关闭开关，防止液体继续流动。
当升杆电机下降时，步进电机按照设置好的角度移动到下一药瓶处，升杆电机重复以上指令，舵机开关打开。
3.3 远程监控模块
远程监控主要由ZigBee技术[1]、LCD显示屏、蜂鸣器组成。
ZigBee是无线传感通信应用最广泛的通信技术，该技术构建了一个低功耗、低成本的通信网络。
该技术比蓝牙、WiFi传输范围更广泛，其传输距离可达到100 m，可容纳254个从设备和1个主设备，该技术运用到医院是足够的。
LCD显示屏的作用是显示输液完毕的病房号及病床号，蜂鸣器为提醒作用。
输液完毕时蜂鸣器报警，提醒护士及时关闭，最大限度保障输液安全[2-5]。
4 结语
本远程输液监控系统，采用的是无接触式的液位传感器，避免了其他液位传感器都需要接触以及渗入液体的特点，保证了输液过程不对药品造成污染，规避了医疗卫生麻烦。
而且本装
置能耗少，操作便捷，普通的医护人员也能够快速熟悉操作步骤。
ZigBee可以同时连接多个服务器，将医院的输液系统同时覆盖实现准确检测各病人输液情况。
同时，本装置最大的优势能够重复使用，主动改换输液药瓶，提高病院工作效率，操作便捷。
综上所述，医院使用更加安全可靠的医疗器械可以最大程度地提高医院护士的工作效率，减少了不必要的人员浪费，利用科技发展使医院输液工作变得自动化和信息化。
[参考文献]
[1]严林波.基于ZigBee技术的无线通信模块研究[J].科学技术创新，2020（29）：88-89.
[2]魏嘉畅，李贤良，闫勃，等.自动换液报警静脉输液器[J].科技风，2020（19）：15，19.
[3]赵浩宇，周琳，吴昊.智能输液监测系统设计与应用[J].医学信息学杂志，2018（9）：36-40.
[4]倪圣喆.基于ZigBee无线传感网络的输液进程监控系统[D].上海：上海交通大学，2014.
[5]黄莹，徐立群，潘晓东.基于物联网技术的输液监控系统在病区输液闭环管理中的应用[J].解放军护理杂志，2014（22）：55-57.
（编辑姚鑫）
Design and implementation of remote monitoring system of
infusion reminder based on ZigBee
He Guangmei， Mu Qianqian， Ding Jiaqian， Shang Tijia， Deng Tiantian， Cheng Yujuan
（School of Mathematics and Big Data， Guizhou Normal University， Guiyang 550018，China）
Abstract：In order to make the hospital infusion intelligent and convenient， our team designed a set of infusion reminder remote monitoring system based on ZigBee to reduce the burden of medical staff， which is composed of water level monitoring module， ZigBee remote monitoring system，K60 MCU， etc. In this system， liquid level detector is used to monitor the infusion progress， step motor is used to control the liquid change， and the buzzer will give an alarm automatically after the infusion is completed. ZigBee communication module realizes the function of remote monitoring. The design scheme of the product has the advantages of simple overall structure， small volume， easy operation， low cost， reusable device， no need of disinfection and sterilization every time，convenient operation， safe and reliable.
Key words：automatic liquid change; recycling; automatic alarm; ZigBee module。