基于單片機的輸液報警器設(shè)計

王悅，李南，劉宇，吳志豪，何碧蕓，王嵐，吳瑞，方碧綠

(銅陵學院，安徽 銅陵 244000)

0 引言

輸液是一種常見的治療手段，常見的醫(yī)療輸液主要以人工管理為主，醫(yī)務(wù)人員需要對輸液過程進行監(jiān)控，當前醫(yī)護人員短缺，往往照顧不到每一位患者。因此，需要為臨床靜脈輸液提供一種可靠、及時的預(yù)警裝置。

有一些藥液是需要避光的，光敏元件所散發(fā)的熱量可能會對藥液產(chǎn)生影響，而壓敏裝置則不同，它所使用的范圍幾乎涵蓋了市場上所有的藥液，因此，本文設(shè)計的輸液報警器使用壓敏裝置，不會對醫(yī)用藥物產(chǎn)生任何影響，相比于市場上其他基于光敏裝置的輸液報警器設(shè)計[1-4]，對所輸藥液的要求明顯較小。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計主要由主控制器模塊(Nano單片機)、電源模塊、藍牙通信模塊、彈簧測力計、報警蜂鳴器、發(fā)光二極管等組成，各個模塊功能如表1所列。

表1 模塊功能介紹

表1(續(xù))

設(shè)計實物如圖1所示，分成吊水測力(左)和報警(右)兩部分。其中吊水測力部分放置在病房，報警部分放置于護士或者病患床頭。吊水測力部分就像一個提秤，在病患吊水的過程中液袋質(zhì)量持續(xù)減小，彈簧會自然收縮。空袋放上去時的彈簧讀數(shù)設(shè)置為報警的閾值，報警閾值可以通過調(diào)節(jié)電位器設(shè)定，可以對不同規(guī)格的藥水進行單獨設(shè)定，非常人性化。當達到閾值時報警器會自動報警，警示燈發(fā)紅光，這樣就能及時提醒病患和醫(yī)生。

圖1 實物圖

2 工作原理

本文設(shè)計的輸液報警器工作步驟如下：彈簧測力計實時測出藥水重力，導電塑料電位器將彈簧測力計的位移變化轉(zhuǎn)換成角位移變化，再轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到單片機接收端，單片機接收端將傳輸預(yù)警值發(fā)送到藍牙模塊接收端，由藍牙模塊接收端將數(shù)據(jù)傳送至其發(fā)送端，再將預(yù)警值數(shù)據(jù)傳輸給單片機發(fā)送端，單片機發(fā)送端根據(jù)已設(shè)置預(yù)警值判斷是否需要執(zhí)行報警。

報警功能設(shè)計主要完成兩方面的工作：

第一，根據(jù)壓力傳感器信號進行閾值設(shè)置。

拉動測力計至預(yù)警值，扭動電位器接收端至發(fā)光二極管閃爍，報警閾值調(diào)節(jié)成功。

第二，藍牙通信信號報警設(shè)置。

扭動電位器接收端，數(shù)據(jù)信號將傳送至單片機接收端，單片機執(zhí)行程序，再由藍牙模塊將預(yù)警值發(fā)送至其發(fā)送端，單片機接受藍牙模塊發(fā)送端信號執(zhí)行判斷，如果超過預(yù)警值將觸發(fā)指示燈閃爍，蜂鳴器發(fā)聲實現(xiàn)報警功能。

軟件程序的流程圖如圖2所示。

圖2 程序主流程圖

通過實驗驗證，本文設(shè)計的產(chǎn)品的使用精確度完全可以達到理論要求。如設(shè)置3 N為報警的臨界值時，通過多次實驗，可以將數(shù)值精確到0.1 N，完全達到預(yù)期效果。

3 小結(jié)

在科技飛速發(fā)展的今天，自動化、智能化進入醫(yī)療領(lǐng)域是發(fā)展的必然趨勢。醫(yī)療設(shè)備的自動化、智能化可以為醫(yī)療機構(gòu)提供更便捷的工作方式，同時也可以減緩醫(yī)務(wù)人員的心理和工作壓力。本文設(shè)計的輸液報警器結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，有很強的可制造性，具有廣闊的發(fā)展前景。