基于红外光电传感器的输液监测系统设计
输液点滴滴速检测传感器设计.完美版PPT
实现流程
安装传感器，插上电源，打开开关，非报警状态运行 护理人员根据病患实际情况调整滴速
等待滴速稳定后，人工输入滴速非报警范围 由按键中断控制，转变为报警状态
滴速范围内（不报警），滴速异常（报警） 当液面低于一定高度时，报警
原理框图
红外式 对称光 电传感
器
电压比 较器
A/D 转 换
红外式 对称光 电传感
输液点滴滴速检测传感器设计
设计成员 许俊，彭乐康，宗国杰，李高超 学号：1306030118—1306030121
设计背景
输液(俗称打点滴)是临床医学上最常用的治疗手段。在病人输液的过程 中，往往由于病人体质虚弱、昏迷、入睡或者医护人员正在别处忙碌等 而无法留意到输液全过程，从而需要专人监护，加重了护理人员的劳动 负担，也不利于病区的综合管理当输液完毕，若处理不及时，病人的血 液就会因空管而倒流人输液针管内，时间稍长会使扎针处严重肿胀。若 处理过早，即药液还未完全输尽就摘瓶取管则又会造成药液的浪费等等。 因此常引发病人的不满以至投诉，使医护人员非常无奈。本课题就是针 对上述情况，通过声光报警监控的方法实现医院输液情况的实时监测， 并通过单片机与数码管来实现输液数据的实时显示和存储，以及在特殊 情况下的报警。本课题对实现医院现代化、信息化有巨大的推动作用
直针插座：2元
总价：11元~13元
程序框图（一）
键
盘
扫
描
法
扫
描
流
N
程
图
键盘扫描
N 有键闭合 Y
延时去键抖动
键盘扫描 找到闭合键
计算键值
N Y
建立无效标志
闭合键释放 Yபைடு நூலகம்
建立有效标志
智能输液监控系统
报警控制电路的作用：采用NE556双时基电路，将 光电检测器送来的检测信号转化为各种控制信号送往 各个控制电路。 灯光报警电路作用：采用发光管，得到报警控制信号 就发出闪烁的灯光进行报警。 音乐报警电路的作用：采用音乐集成片，得到报警控 制信号就发音乐声进行报警。 报警控制信号输出电路的作用：采用倒相电平转换电 路，将报警控制信号送往护士站信息显示板。 输液关闭控制电路的作用：采用可控硅电路，输入报 警控制信号输出电能是电磁阀关闭，从而停止液体继 续下滴。 电磁阀的作用：采用微型电磁阀控制输液管的进气管 路开通或关闭。
微机
2、功能实现
智能输液监控系统由输液检测报警器和护士站信息 显示板组成。输液检测器和信息显示单元一对一传 送信息。 输液检测报警器每个病床配备一支，它的功能是检 测输液情况，当输注的药液即将滴完时，它会自动 发出声光报警，同时通过线路将信息传送至护士站 的信息显示板。还可以控制输液器停止输液。
9、数据调整键盘系统组成和功能
总线系统
USB 接口
选通控制键盘电路
数据调整键盘电路
10、数据调整键盘系统组成和功能
数据调整键盘系统由选通控制电路、键盘电 路和总线系统组成。作用是用一套键盘分别 对各个显示单元进行初始数据调整。 选通控制电路的功能：采用单片机的矩阵式 选通控制，只用两个按键可以选择任何一组 信息显示单元接入键盘总线。 数据调整键盘的功能：对选择接通的信息显 示单元进行初始信息的设置。 总线系统的功能：由传输导线和选通开关组 成，作用是将键盘操作指令送往各个信息显 示单元。
5、护士站信息板结构示意图
1室1床 显示窗 1室2床 显示窗 N室1床 显示窗 N室2床 显示窗
1室n床 显示窗
输液实时监控仪的设计
输液实时监控仪的设计【摘要】目的研究设计一种静脉输液自动检测报警系统，能够在液体全部流入墨菲氏管时自动报警，同时减慢输液滴速，及时提示护理人员采取相应措施，避免血液反流阻塞管道。
方法在输液器墨菲式滴管外部安装一个感应装置，当液体全部流入墨菲式滴管时采集信号，再通过单片机系统实现数据的储存及显示，产生报警信号。
结果改变传统护理监测的方法，使用简单、方便的自动报警系统。
结论该装置稳定性高，成本相对较低，可以多次使用，不污染液体，保证输液的安全性，有助于减轻护理工作强度，提高护理工作效率。
【关键词】静脉输液；报警；设计静脉输液是临床医疗工作中最常用且最重要的辅助治疗疾病手段[1]。
在临床输液过程中一般采用护士对输液进程进行监测，以来及时更换液体。
但工作量大，传统监测方法效果不佳。
当剩余液体全部进入墨菲氏管，更换液体时需护士再次排气，增加工作压力，降低工作效率。
有时会引起静脉回血，甚至阻塞输液管道，导致再次穿刺，给患者带来痛苦，如果是中心静脉插管的病人，则存在发生空气栓塞的危险，这会给病人带来心理负担或身体伤害，严重者危及生命。
现临床上虽有输液泵的实用，但由于器械成本高，移动不太方便，难以普及[2]。
为此我们研究设计输液监测预警仪，本监测系统以微处理器内核，基于光电传感器对液体的光学折射原理，能精确地对液体点滴进行测量并能在药液降低到限定位置时发出警报，提示护士及时处理。
本装置具有操作简单工作可靠等特点控制，达到了较高的性能指标。
1输液预警仪的基本设计思路及结构1.1 基本思路输液实时监控仪的基本思路是在病人输液时在输液器墨菲式滴管外部安装一个轻便的小型监测装置，感应液体全部流出瓶体进入墨菲式滴管时，采集信号后，再通过单片机系统实现数据的储存及显示，当收集到气体信号时，会发出报警提示。
2.使用方法①前拨动装置上的电源按钮，红色指示灯亮起，若红色指示灯不亮则需要及时更换电池；②打开装置，并加挂于墨菲式滴管上方，使输液管位于圆形凹槽内；③按动开始按钮，使装置开始工作，绿色指示灯亮起；④若墨菲式滴管上方药液滴完，装置发生报警护人员接到报警信号后及时给病人进行换药或者拔针，并按下停止按钮，装置停止发出报警信号⑤继续使用则重复上述步骤，若结束使用，拨动电源开关，红色指示灯熄灭3.讨论现静脉输液在辅助治疗疾病应用上越来越普遍。
一种医用输液自动监控系统的设计
够自 动发 出声音报警和灯光提醒信号 ， 提示护士前去处理 。Ｉ 临 床应用结果表明 ， 系统液位监视报警输出的信 号准确 、 可靠 ， 安装使 用方便 。
关键词 中图分类号
Ａ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ，ａ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｆ ｉ ｎｉ ｓ ｈ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｓ ｉ ｇｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ — ｍｉ ｎ ｄ，ｐ ｒ ｏ ｍｐｔ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ ｄ ｅ ａ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ．Ｃｌ ｉ ｎｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｌ ｉ ｑｕ ｉ ｄ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ａ ｍ ｒ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ， ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ，ｅ ａ ｓ ｙ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎ ｄ ｕ ｓ ｅ ． Ｋｅ ｙ Ｗ ｏｒ ｄ ｓ ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ，ｐ ｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏｒ ｉ ｎ ｇ，ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ，ｌ ｉ ｇ ｈｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ ｍｉ ｎ ｄ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅｒ ＴＰ２ ７ ３
吊瓶液位智能报警开关设计
吊瓶液位智能报警开关设计专业：机械设计制造及其自动化年纪：***姓名：***摘要本课题设计是针对目前在医疗输液系统中，患者需要时常观看输液进度，以致可以及时提醒护士进行换液或者拔针等诸多不便的现象，而设计的一套智能报警系统。
该系统通过对硬件以及软件的设计，当输液完毕时达到智能报警的目的。
主要用到的工具包括红外线传感器、U型夹具、C52单片机等，结合外围电路的设计达到智能报警目标,外围电路包括电源电路、滴液检测电路、报警电路和显示电路。
此系统具有性能好、可靠性高、经济性好等特点，将极大的提高医疗输液方面的方便性与自动化智能水平，具有很好的发展应用前景。
关键词：单片机；智能报警；红外线传感器AbstractThis project is an intelligent alarm system about medical infusion problem.The patients always watch the rate of infusion and remind nurses to change another infusion bottle,pull out the needle and so on.According to the design of hardware and software,there will be an alarm as the infusion is completed.I used infrared sensor,fixture,C52Single Chip Microcomputer and designed peripheral circuit.The peripheral circuit include power supply circuit,detection circuit,alarm circuit and display circuit.This system is high-performance,reliable and economy,it will improve automation and intelligence on medical infusion.It will be a practical,hopeful and usable system.Key words: Single Chip Microcomputer；Intelligent alarm；IR infrared sensor目录摘要Abstract1绪论 (1)2输液智能系统总体设计 (2)2.1 系统总体方案设计 (2)2.2设计方案的分析与选择 (2)3硬件部分的设计 (5)3.1系统结构 (5)3.2输液液滴监测原理 (5)3.3 滴液检测电路 (5)3.4.电源电路 (6)3.5 报警电路 (7)3.6 显示电路 (7)3.7 单片机最小系统 (9)4软件部分的设计 (12)4.1编程部分主流程图 (12)4.2 信息监测部分程序段 (13)5全文总结.....。
《光电检测技术及系统》大作业 光电智能输液检测器
• 红外对管通过液滴反射情况实时检测输液情况 • LCD记录输液时间与输液瓶数 • 在输液停止后，蜂鸣器声报警并控制电磁阀断 流
困难及解决方法
断流装置的选择
电路控制微型电磁铁来阻断输液
电磁铁吸力大，闭合完美。缺点是重量大。
利用电磁阀。
电磁阀多数为封闭的管状，如何把它套到输液管上需要考虑。
《光电检测技术及系统》大作业
光电智能输液检测器
学生：赵宇峰、诸葛明华 指导老师：刘华峰、汪凯威、项震 答辩时间：2013年6月27日
目录
课题介绍 设计方案 硬件 软件 成果展示 困难及解决方法 小组分工 经费使用
课题介绍
目标：
• 智能输液计时与报警系统
功能：
• 实时检测输液情况 • 记录输液时间与输液瓶数 • 在输液停止后，报警并断流
诸葛明华
经费使用
• • • • • 红外对管模块 10*2 电磁铁模块 17*1 继电器模块 7*1 其他 (小零件和邮费等) 56 总计 100
Thanks!
利用步进电机原理阻断输液
需要制作一个额外的相应系统，譬如夹子等，闭合效果不一定好。
光检测方法的确定
反射式红外对管
液滴表面反射强烈
透射式红外对管
波长选择不好、灵敏度低、130mA~140mA
小组分工
赵宇峰
• • • • • • • • 电路与硬件设计、元件购买 电路搭建 程序编写 电路、软件、整体调试 电路设计、搭建 部分程序编写 电路、整体调试 PPT制作、文档撰写
单片机P3.0输出高电平使继电器工作，间接控制推拉式直流电磁铁， 分别外接5V、9V直流电压
• LCD显示
静脉无线输液监控系统毕业论文
摘要静脉无线输液监控系统摘要静脉输液是我国目前临床治疗中最主要的一种输液方式,在实践工作中,医护人员一般是靠经验和观察通过转动输液器上的滑轮对滴速进行手动调节的,这种方法经常会出现一些异常情况:一是临床经验不是很丰富的医护人员对滴速的把握就不会很准确,容易造成输液速度过快导致患者出现不适或速度过慢而影响治疗效果;二是若输液时间较长,容易导致医护人员和患者的疏忽,增加医疗事故隐患。
三是需要随时监控输液情况,加大了医护人员的工作任务。
因此提高输液系统的智能化和自动化以及降低输液过程中的隐患势在必行。
为实现输液的自动!准确和非接触测量,设计一种红外线输液光电计数传感器。
通过对不同浓度和性质的药液每毫升所含的液滴数的实验数据分析,发现大多数药液每毫升所含的液滴数大致是相同的。
利用液滴的数目来反映己输液量的多少是可行的。
该智能医疗输液系统可以对多床位的液情况进行远程监控,能针对不同的病人设定不同的滴速,输液出现异常情况时会产生报警,液体输完时可自动切换至另一瓶。
本智能医疗输液系统可以提高医院的服务水平和服务质量,减少输液过程中出现的医疗事故,增强医院市场竞争力。
关键字：液滴检测；远程监控；光电传感器；nRF905IAbstractAbstractVein infusion is the most signifieant way of clinieal treatments in China.Through obsewation and experience , nurses usually turn the Pulley by hand to adjust the speed of infusionin Praetie . But this method often leads to avariety of abnormal situations : Firstly , for some nurses of Poor clinical experience theycould not control the drip rate very aeeurately , that is to say , infusion speed is Either too fast to make Patients discomfort or too slow to influence the treatment effects ; Secondly , the longer infusion time could easily result in the negligence of patients and increase medical risks ; Thirdly the need to keep monitoring the situation of infusion adds the workloads of medical staff . Thereby, it is imperative to enhance the intelligence and automation of infusion system and decrease the risks in the transfusion proeess.In order to realize the infusion automatically and accurately and the non-contact survey,a count-Photoelectticity-infrared ray sensor is designed.Pass to the different density and the infusion fluid each of the property contain of the experiment data analysis of thedropping number,diseovered majority infusion fluid each milliliter institute contains thedropping number approximately is same.Make use of dropping number to reflect the transfusion volume how many is feasible.This intelligent medical infusion system can remote monitor the situations of multi-bed infusion,set different drip rates for various patients,produce an alarm when the unusual infusion circumstance happens,and automatically switch to another bottle when the liquid uses up.This proposed intelligent medical infusion system can elevate the hospital`s service level and quality of service,cut down on occurrences of medical malpractice during infusion,and enhance the market competitiveness of the hospital.Keywords：examining drop ; remote monitoring : photoelectric sensor : NRF-905II目录目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (I)1.1 选题背景 (1)1.2 输液无线检测系统国内外现状 (1)1.3 输液无线检测系统的应用前景 (3)1.4 本文主要内容 (3)2 系统总体设计 (4)2.1 系统总体框图 (4)3 无线输液监控系统的硬件设计 (5)3.1系统总体设计 (5)3.2 输液监控外围电路设计 (5)3.2.1 红外对管的选择 (5)3.2.2 外围电路的设计 (8)3.3 NRF905无线传输模块设计 (9)3.3.1 NRF905无线传输模块选择 (9)3.3.2 无线传输模块设计 (10)3.4 控制芯片 (15)3.5 LCD1602液晶显示模块 (19)3.5.1 显示模块的选择 (19)3.5.2 显示模块的设计 (20)4 无线输液监控系统的软件设计 (22)4.1 下位机的软件系统的总体设计 (22)4.2 Flash读写模块程序设计 (22)4.3 液滴数据采集部分识别 (27)4.4 数据显示子程序设计 (29)4.5 无线收发模块设计 (32)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)I河北工程大学毕业设计说明书1.绪论1.1 选题背景远程监控系统是指利用计算机与网络通信等手段让管理人或调度人员能够看到过去只有操作人员才能看到的远方现场的设备运行数据和状态的实时信息，同时监控中心对远程的现场进行监视和控制，也就要是人们常称的遥测，遥信，遥控和遥调。
基于单片机医用智能输液泵的研究与设计
基于单片机医用智能输液泵的研究与设计摘要随着科技的发展，越来越多的领域需要对流量或流速进行精确控制。
尤其现代医疗领域对静脉输液流速和护理的要的流求越来越高.本装置就是采用89C51控制步进式电机挤压输液管控制液体点滴速度，并采用红外线光电传感器检测点滴速度，具有反应快，灵敏度高的优点。
并详细介绍了单片机组成的电机控制系统，以及通过扩展8255芯片完成键盘和现实电路的设计。
该系统还可以通过RS-232芯片与上位机组成主从控制网络，实现统一控制。
并具有输液完了和气泡报警等功能，使用灵活方便。
关键词：89C51，步进式电机，红外线传感器，8255，RS-232AbstractAlong with the technological development,more and more realms need discharge or current velocities of the convection proceed precision control,The particularly modern medical treatment realm loses the liquid current velocity to the vein to want with the nursing of flow to beg more and more high.This device is to adopts a 89C51s enter the type electrical engineering squeeze to lose the liquid control system liquid intravenous drop bining the adoption infrared ray light fax feels machine examination intravenous drop speed,respond quick,the sensitivity is good. Combine detailed introducing the single electrical engineering control system that a machine constitute,and pass to expand8255design for completing keyboard with realistic electric circuits.That system can also pass the slice of RS-232constitutes with place of honor machine the lord from the control network,realizes to unify the bine to have the liquid of lose over the friendly bubble reports to the police to wait the function,using the vivid convenience.Keywords:89C51s,the type of stepping,the sensor,8255,RS-232目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2智能输液泵可实现的功能 (2)1.3输液泵在临床医疗应用的现状 (2)1.4智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点 (2)第二章方案论证 (4)2.1总体方案论证 (4)2.2方案比较 (4)第三章硬件系统设计 (8)3.1AT89C51单片机管脚特性及相应参数 (8)3.2传感器控制检测 (11)3.3步进电机控制电路 (12)3.4滴数换算方法 (13)3.5键盘和显示部分 (14)3.6与上位机的通信 (16)第四章软件设计 (18)4.1初始化模块 (19)4.2步进电机控制 (21)4.3键盘和显示子程序 (29)4.4与上位机通信模块 (32)结束语 (39)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论1.1引言随着科技的发展，越来越多的领域需要对流体的流量或流速进行精确控制，如化工领域对微量元素的检测和分析常需要精确控制流量，机械领域也常常涉及到精确流量的控制。
基于单片机的智能输液系统设计
基于单片机的智能输液系统设计院系：专业班：姓名：学号：指导教师：年月摘要随着智能化控制的不断发展，自动化临床设备的研究已成为医疗器械的一个重点.其可以减轻工作人员的压力，提高医护人员的工作效率。
静脉输液是一种常见的临床治疗方法，通过在静脉输入起到治疗的作用，本课题是研究智能输液系统的设计方法，本方案是基于AT89S51控制的。
这个系统操作简洁、上手较快、具有报警功能并且方便集中控制，在现代医疗事业具有较大意义，推动了自动化的智能医疗事业的发展, 有利于提高医护质量。
本课题的主要功能有：实现了利用电路采集液滴速度，可设置液滴速度并且进行比较，可显示液滴滴速和剩余输液时间；可自行设置液滴滴速；在输液剩余液量低于设定值，自动报警，或者输液过程出现特殊情况也可报警。
补充了这个方向的输液系统的部分研究空白，对于设备结构的分析和其电子设计的研究具有重要意义；通过理论分析，很好的分析了整个输液系统的理论与实践基础。
本课题的研究成果为输液系统的研究提供了丰富的信息。
关键词：51单片机医院输液系统输液监控1目录摘要.......................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract....................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (1)1 课题的背景和意义 (2)1.1 医疗输液监控系统设计背景 (2)1.2 医疗输液监控系统设计意义 (2)1.3 系统设计的关键问题 (3)2 系统方案设计与论证 (4)2.1 系统硬件结构设计方案 (4)2.2 点滴速度测量电路方案 (4)2.3 液面检测电路方案选择 (5)2.4 电机控制滴速电路 (6)2.5 显示器接口电路方案 (6)2.6 键盘接口电路方案 (7)2.7 单片机型号的选择与论证 (7)3 输液系统各模块硬件设计 (12)3.1 控制电机模块设计 (13)3.2 数据采集模块 (14)3.3 电源模块 (16)3.4 声报警模块 (18)23.5 复位电路 (18)3.6 显示模块 (19)3.7 键控模块 (18)4 系统软件及框图设计 (20)4.1 滴速检测子程序 (20)4.2 电机控制子程序 (21)4.3 键盘程序 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献...................................................................... 错误!未定义书签。
红外点滴输液报警器-功能原理
红外点滴输液报警器
利用光电转换原理，设计制作一种能用于医务输液器上的自动监护报警装置。
系统
原理如图所示
在病人输液时，光源LED发出的光由光电二极管接收并转换为电信号
输出。
经放大滤波，再转换为数字信号，由单片机进行处理。
在没有液滴滴下时，
LED发出的光没有被调制，光电元件输出平稳电信号。
当光线受到液滴的调制时，
光电元件输出受液滴调制的脉冲电信号，这样的脉冲信号经单片机计数并显示。
在
输液过程中，如发生断滴达三秒（可设），系统报警，提醒患者。
该系统经软件处
理后能计量输液量的多少。
显示用液晶。
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基于红外光电传感器的输液监测系统设计
现代医学需要对药液的流量或流速进行精确控制，针对医院人工监测病人输
液存在的问题，本文设计了基于红外光电传感器的点滴传感器用于对输液泵辅助
监测。采用MSP430F413单片机采集数据，通过液晶屏来显示输液总量及输液速
度。该设计成品结构简单、体积小巧，操作方便。实际测试表明，该监护器运行
稳定，基本无误报现象，安全可靠。
标签：单片机；红外光电传感器；输液总量
静脉输液是一种最常用的临床治疗方法[1]。目前，医院进行临床输液时，
输液速度的调节一般由病人或医院护士来完成，效率不高。特别是在患者增多，
医护人手紧张的情况下，这个矛盾尤为突出[2]。在长时间的静脉输液过程中，
对护士来说，需要时刻保持紧张情绪，精神压力极大；对患者来说，如果没有陪
护人员，患者必须自己时刻关注输液情况，如果稍有不慎，就极有可能导致更换
药液不及时，对患者造成一定的伤害。因此，传统的人工输液监护形式有不少弊
端，研制一种智能输液监控器，对患者输液过程进行自动化监控，并实现智能管
理是医院今后发展的必然趋势[3]。
1系统总体设计
系统功能设计如下：在一定误差允许的条件下，系统实现对液滴的瞬时速度
（滴数/min），以及总量计数（ml/h）的监测，作为输液泵的辅助工具用来测量
流速以及总量。
系统总体结构见图1。输液监护器由单片机作为主控器件， 外围硬件电路
包括输液检测模块、电源模块、按键模块以及报警模块和显示模块组成，单片机
内部的软件应用程序由C语言进行编程设计。
2硬件设计
输液监护器直接固定在输液器上，系统选取纽扣电池作为系统电路电源。
MSP430F413单片机作为系统核心芯片。单片机电路作为整个系统的核心控制部
分，主要是完成与其他电路的接口，从而获得数据进行处理实现各种功能，并且
将处理的结果采用液晶屏显示出来。单片机的接口电路非常简单，分别采用单片
机的一般I/O口实现与其他电路的接口。该系统的时钟部分都是采用晶体振荡器
实现的，本设计采用的晶体振荡器的时钟频率是32768HZ。这里需要考虑干扰的
问题，在该系统中的干扰比较小，因此，模拟地和数字地共地，模拟电源输入端
增加一个滤波电容以减少干扰。同时接入外围电路用来为LCD液晶屏提供驱动
电压，选用的电阻为1MΩ，且在电源端接入0.1uF的电容，用来滤掉微小的波
纹，以减少干扰。在干扰不是很大的情况下，单片机可以正常工作实现各种功能。
2.1输液检测模块 目前，采用光电检测技术[4]实现滴速检测是常用的方法。
系统选用槽式光电开关LTH-301-32作为检测液滴的传感器。LTH-301-32红外发
射管发出的红外光穿过莫菲氏管照射到接收管，当莫菲氏管中没有药液滴过时，
光线衰减变弱，此时光电开关输出电流比较强；当莫菲氏管中有药液滴过时，光
线会因为药液发生吸收和散射现象，光电开关只能得到比较弱的光信号，因此输
出的电流比较弱。因此， 根据光电开关输出电流的强弱就可判断是否有液滴滴
下。
2.2报警模块电路 当输液过程异常或输液完毕时，输液监护器会发出声光报
警信号，可选用压电式蜂鸣器来实现这一功能。压电式蜂鸣器工作时约需10mA
的驱动电流，由于单片机输出信号不能直接驱动蜂鸣器，因此外接驱动电路。蜂
鸣器作为三极管的集电极负载，当三极管导通时，蜂鸣器发出鸣叫声；三极管截
止时，蜂鸣器不发声。
2.3显示模块电路 显示模块主要有液晶LED来实现。系统的显示电路由简
单段码液晶LED实现，该电路直接与单片机的I/O端口进行连接，并且
MSP430F413具有直接驱动液晶的作用。
3软件设计
MSP430单片机的开发软件常用的是IAR公司的IAR Embedded Workbench
集成开发环境，它可以编辑、汇编和编译汇编语言和C语言源文件，并且其C
语言和汇编语言具有相同格式的头文件，给开发带来了灵活性。本设计的代码均
由C语言编写[5]。
软件程序设计主要包括：定时器Timer_A的初始化，端口设置初始化，显
示液晶的初始化，Timer_A的中断程序，端口的中断程序，液晶显示程序和主函
数程序。主处理模块主要是实现各个模块软件的交互，并且设置默认显示记录总
滴数，瞬時速度。本文主要采用在一段时间内累计相加的算法。
滴数/min的算法采用1min中每10s计1次数，第一个10s计数，计算1min
的输液速度，20s计数，然后计算1min的输液速度，以此类推，然后当计时间
到1min后，第一个10s的数重新写入，然后计算1min的输液速度，第二个10s
再重新写入，计算1min的输液速度，以此类推。每10s刷新一次。利用1min
内的计数来算瞬时速度。在第一个1min内10s计数，计算得瞬时速度的误差较
大，随着时间的累加，误差逐渐减小。ml/h采用总的计量数计算总滴数转换而得，
由于液滴的每滴存在着一定的误差，采用补偿的方法弥补缺陷。
4实验结果
在某市规模最大的一家三级甲等医院进行临床测试，结果显示， 当目测输
液滴速在60滴/min左右时，输液监护器不会报警； 当手工缓慢调节滴速至目测
低于40滴/min或高于80滴/min时，输液监护器会马上发出声光报警提示；当
掐断输液管（模拟输液堵塞或输液结束状态）时，输液监护器也会马上发出声光
报警提示。经反复测试， 无误报现象。此外，经实际测试，输液监控系统测得
的流速结果见表1。
5结论
本文以单片机为系统核心，设计了一款轻巧便携的输液监护器。当有病人需
要输液时， 将输液监护器固定在输液器的莫菲氏管上， 可以实时监测输液情况。
临床测试表明，此输液监护器操作简单，安全可靠，可以使护士从繁重的工作中
解脱出来，有精力投入到其他工作中，既节约了人力，又充分利用了护士资源。
可以预测，医用输液监护系统未来的发展趋势将是把通信技术和单片机技术结合
在一起，从而进一步提高系统的性能，使系统更加精密可靠，并且成本低廉，易
于推广。同时，网络化和智能化也是输液监护系统未来的发展方向。
参考文献：
[1]李琴.基于MCGS的液体点滴监控系统模型的设计与实现（论文）[J].北京：
华北电力大学，2006，1～2.
[2]陈巍，郁汉琪.基于单片机的液体点滴速度监控的研究[J].自动化博览，
2009，5（10）：74～75.
[3]张永东，班旭东，高军.输液速度自控系统的设计与实现[J].计算技术与自
动化，2004，24（4）：27～28.
[4]兰天，李路云. 医用点滴智能监控装置的设计[J].大连民族学院学报，
2004，6（5）：1～2.
[5]马将，杨昆，文宇桥等.医用输液监护器的设计[J].四川理工学院学报，
2013，26（2）：39～42.