基于單片機(jī)的輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭潔 修位蓉 理艷榮

【關(guān)鍵詞】輸液監(jiān)測(cè);傳感器;App;無(wú)線通信

一.設(shè)計(jì)方案

主控制器為STC89C52RC單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)信息交互與信息處理功能，功能模塊包括紅外光敏滴速監(jiān)測(cè)模塊、按鍵控制模塊、信息顯示模塊、異常報(bào)警模塊、無(wú)線傳輸模塊五部分。滴速檢測(cè)模塊采用非接觸式紅外對(duì)管發(fā)射接收。根據(jù)光學(xué)原理，檢測(cè)兩次液滴滴下的時(shí)間差來(lái)計(jì)算滴速。按鍵控制模塊采用獨(dú)立按鍵，通過(guò)手動(dòng)方式向單片機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，包括提高滴速、降低滴速功能。信息顯示模塊。采用LCD液晶顯示屏顯示設(shè)定值和實(shí)際滴速等重要參數(shù)。報(bào)警模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滴速不在閾值范圍時(shí)發(fā)出聲音，在患者端進(jìn)行警報(bào)。無(wú)線傳輸模塊通過(guò)采用藍(lán)牙模塊，將檢測(cè)并采集到的輸液情況發(fā)送給App醫(yī)護(hù)端，App醫(yī)護(hù)端通過(guò)藍(lán)牙匹配獲取數(shù)據(jù)，并顯示在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上且判斷是否報(bào)警。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

系統(tǒng)紅外光敏滴速檢測(cè)模塊。檢測(cè)當(dāng)前液滴情況，通過(guò)主控電路與設(shè)定閾值對(duì)比，在信息顯示模塊進(jìn)行顯示，若出現(xiàn)異常。控制報(bào)警模塊則發(fā)出報(bào)警。檢測(cè)滴速同時(shí)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳送至App端，顯示當(dāng)前液滴與液體剩余量。按鍵控制模塊根據(jù)不同液體可設(shè)置液體的滴速。

二.軟硬件設(shè)計(jì)

硬件電路，主控制器為STC89C52RC單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)信息交互與信息處理功能，功能模塊包括紅外光敏滴速監(jiān)測(cè)模塊、按鍵控制模塊、液晶顯示模塊、異常報(bào)警模塊、藍(lán)牙無(wú)線傳輸模塊五部分。軟件設(shè)計(jì)部分，當(dāng)液滴通過(guò)滴管中的二極管時(shí)，由于液滴吸收和散射了紅外發(fā)射二極管發(fā)出的光，相應(yīng)的電流變低。紅外接收二極管接收到的發(fā)光強(qiáng)度變低，根據(jù)滴速監(jiān)測(cè)原理滴速計(jì)算應(yīng)用程序以計(jì)算出滴管中液滴實(shí)時(shí)的滴速，實(shí)現(xiàn)輸液過(guò)程滴速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。程序控制流程圖如圖2所示。

三.系統(tǒng)測(cè)試

本文使用輸液針線模擬病人輸液的場(chǎng)景，應(yīng)用本課題設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的輸液液位檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行滴速檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)查閱資料了解實(shí)際中輸液滴速情況，在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)按鍵設(shè)置最大滴速為每分鐘80滴，最低滴速為每分鐘20滴。測(cè)試場(chǎng)景與功能圖如圖3所示。

由圖3可以看出系統(tǒng)運(yùn)行正常，此時(shí)的滴速為66滴，分鐘左右。本系統(tǒng)速度的準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。為了更加直觀地對(duì)比，將信息顯示模塊滴速值、App顯示與人眼觀察測(cè)試形成滴速對(duì)照表，如表1所示：經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，系統(tǒng)已達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

四，結(jié)論

本文根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)中靜脈輸液的智能化監(jiān)控需求設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)的輸液速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)注射速度的監(jiān)測(cè)和計(jì)算，并支持報(bào)警功能。結(jié)果顯示在液晶顯示屏上，使輸液治療更安全、方便。實(shí)驗(yàn)表明，該監(jiān)測(cè)儀具有功能可靠、成本低、功耗低、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。在這個(gè)研究基礎(chǔ)上還有一些待完善的地方。從輸液監(jiān)測(cè)功能角度出發(fā)，可以增加語(yǔ)音呼叫功能，實(shí)現(xiàn)病人與醫(yī)護(hù)人員的實(shí)時(shí)溝通。從病人的生活?yuàn)蕵?lè)需求角度出發(fā)。增加音樂(lè)點(diǎn)播功能，舒緩病人輸液過(guò)程中的心情。