基于單片機(jī)的點滴控制裝置設(shè)計

胡燦煒 李金佳 胡毅 朱仲生

摘要：靜脈輸液，是醫(yī)療領(lǐng)域一種比較常見的臨床治療方式，也是在護(hù)理方面一項常用的治療技術(shù)。根據(jù)臨床研究，藥物和患者情況的不同，配以合適的輸液速度，現(xiàn)有方法主要是醫(yī)護(hù)人員用眼睛觀察，依靠手動夾緊輸液夾來控制點滴的速度。但該方式具有一定的主觀性，容易出現(xiàn)誤差，這給醫(yī)護(hù)人員和患者家屬增加了很多的麻煩和勞動壓力。本設(shè)計以 STC89C52RC 單片機(jī)為核心，實現(xiàn)鍵盤參數(shù)設(shè)置、點滴速度檢測、低液位監(jiān)測、液晶顯示、聲光報警、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等功能。

關(guān)鍵詞：智能化，STC89C52RC，監(jiān)測，預(yù)警，控制

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)水平和社會科技的發(fā)展與進(jìn)步，人們對生活質(zhì)量的要求愈來愈高。與之相對應(yīng)的，醫(yī)院每天仍然是人滿為患。醫(yī)護(hù)人員的短缺更是加重了在一線工作的醫(yī)護(hù)人員的工作量，更自動化、智能化的醫(yī)療設(shè)施設(shè)備必然已經(jīng)成為智能化設(shè)備在發(fā)展中不可或缺的一部分，尤其是在使用較多的靜脈輸液器上。靜脈輸液是目前較為常見的一種臨床治療方法，輸液過快，易導(dǎo)致水腫和心力衰竭;而輸液過慢，不僅浪費醫(yī)院有限的病床資源，也會影響藥效。現(xiàn)目前，不管是社區(qū)診所，還是大型醫(yī)院，均采用的是將靜脈輸液器懸掛在患者的床頭，由醫(yī)護(hù)人員或患者家屬監(jiān)測其輸液情況和手動調(diào)整輸液速度[1]。

1 總體方案設(shè)計

本設(shè)計來源于實際，應(yīng)用于臨床，要求檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，控制精度高，并具有較強(qiáng)的抗干擾性。概括來說，在進(jìn)行方案、芯片和傳感器選型時，達(dá)到以下要求：

1）實時性。即能在較短的時間間隔內(nèi)對系統(tǒng)進(jìn)行檢測、控制、顯示和處理[2]。

2）準(zhǔn)確性。需要對點滴速度進(jìn)行準(zhǔn)確測量，對點滴速度進(jìn)行精確的控制，保證系統(tǒng)的可靠性和實用性[3]。

3）抗干擾性。整個系統(tǒng)必須根據(jù)醫(yī)院護(hù)理的具體環(huán)境來設(shè)計，應(yīng)保證系統(tǒng)在日光燈等外界因素影響下不受干擾?？傮w方案設(shè)計如圖1所示。

2主要硬件系統(tǒng)設(shè)計

2.1最小系統(tǒng)電路

最小系統(tǒng)主要包括主控芯片、復(fù)位電路、時鐘電路等部分，時鐘電路的作用是產(chǎn)生時鐘信號并為微控制器操作提供時間參考，單片機(jī)通過時鐘信號，嚴(yán)格按照時序執(zhí)行相應(yīng)的指令。簡單來說，時鐘電路決定單片機(jī)的工作速度，復(fù)位電路確定單片機(jī)的啟動狀態(tài)。時鐘電路中常采用1.2MHz～12MHz的振蕩頻率，STC89C52RC型單片機(jī)常選擇11.0592MHz或12MHz 的石英晶振，為了能夠消除誤差，得到準(zhǔn)確的波特率，便于設(shè)計的擴(kuò)展，本設(shè)計選擇振蕩頻率為 11.0592MHz的石英晶振[4]。最小系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

2.2 點滴速度檢測電路

本設(shè)計中選擇使用的是對射式計數(shù)傳感器。模塊槽中無遮擋時，接收管導(dǎo)通，模塊DO輸出低電平;遮擋時，DO輸出高電平。模塊DO可與繼電器相連，組成限位開關(guān)等功能，也可以與有源蜂鳴器模塊相連，組成報警器，工作電壓在3.3V-5V之間[5]。對射式計數(shù)傳感器原理圖如圖3所示。

3 實物展示

本設(shè)計想要保證能夠按預(yù)想的情況下正常工作的話，首先需要對設(shè)計的各模塊進(jìn)行功能測試。在保證模塊能正常工作的情況下，在對模塊進(jìn)行程序設(shè)計。完成了程序設(shè)計后，然后對各個部分的功能進(jìn)行測試，只有在上述測試中，各部分都工作正常的情況下，然后對設(shè)計的整體進(jìn)行整體調(diào)試。通過不斷的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在的問題，然后及時修改完善設(shè)備，整體硬件電路實物圖如圖 7 所示。

4 結(jié)束語

經(jīng)過對設(shè)計各部分硬件電路、軟件功能反復(fù)測試[7]。硬件方面，連線正確，接口通暢，無短路、虛焊等，能夠達(dá)到設(shè)計要求。軟件方面，具有鍵盤參數(shù)設(shè)置、點滴速度檢測、低液位監(jiān)測、聲光報警以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動幾種功能，能夠滿足基本要求。最后，通過反復(fù)試驗驗證，系統(tǒng)穩(wěn)定，準(zhǔn)確 率高，數(shù)據(jù)顯示界面友好，能夠達(dá)到用戶的使用需求，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)，可以應(yīng)用到實際中。

參考文獻(xiàn)

[1]程一方. 智能醫(yī)療的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 中國新通信， 2019， 21（01）： 219-220.

[2] 康琳， 段曉宇， 禾建平等. 新型氣動式輸液泵的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 淮陰工學(xué)院學(xué)報， 2018， 27（05）： 7-10.

[3] 王莎莎， 賈明璽， 劉存等. 便攜式智能輸液點滴速度監(jiān)控報警裝置的設(shè)計[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2018， 32（04）： 49-54.

作者簡介：

胡燦煒 ?1998.07- 男 漢族 碩士 研究方向：物聯(lián)網(wǎng)工程

李金佳 2005.06- 女 漢族 高中在讀

胡毅 2005.04- 男 漢族 高中在讀

朱仲生 2004.11- 男 漢族 高中在讀