基于单片机的输液监控系统设计毕业设计 推荐
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基于单片机的医疗点滴输液控制系统设计0 引言目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器,将液体容器挂在一定高度,利用势差将液体输入病人体内,用软管夹对软管夹紧和放松控制滴速,医护人员按药剂特性对滴速进行控制。
如何使这种手工操作走向自动化或半自动化,让护理人员监控病人打点滴的进程时间得到充分利用,使能自理的病人自己能掌握点滴的速度,这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程,提高医护质量。
本文介绍了一种操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能的智能型液体点滴速度监控系统。
该系统可让医护人员在控制室(通过主机)改变不同受液者(控制从机)的输液状况,也可以直接到输液室直接改变输液状态(直接控制从机),了解病人的输液进程,及时通知处理将快完成的输液。
1硬件结构与工作原理1.1 系统框图整个系统由主站和从站两部分组成。
主站安装在护理室,主要功能是观察各从站的工作状态和相应的一些简单的控制功能,当从站的有特殊情况报警时,主站也同时报警,提醒护理工作人员进行相应的处理。
从站安装在每个输液器上,以完成输液点数的设置、检测、控制和报警等功能。
主、从站之间采用串口方式相连。
因为从站个数较多,用AT89C52 自带的URAT 不易实现,为此在主、从站之间采用扩展的方式来完成通信功能,只要在从站中用一8 位寄存器就可完成256 个从站的控制。
在AT89C52 上扩展扩展I2C 的方法可参见文献[1]。
1.2 主站硬件设计如图2 所示,主站AT89C52 的P0 口接4×4阵列式键盘,P1 口接八位LED 显示模块,P3.6 和P3.7 与从机的P3.6 和P3.7 对接,通过扩展I2C 总线串行通信,P3.0 作为报警控制端口,通过一4.7K 限流电阻接至三极管8050 的基极,由8050 驱动蜂鸣工作。
八位共阴LED 用CD4511 七段译码驱动器驱动,74LS138 译码位选通;复位电路采用复位芯片。
流畅输液,用单片机控制滴速
输液是医院中常见的治疗手段之一,而输液滴速的控制对患者的
治疗有着至关重要的作用。
因此,设计一种基于单片机的输液滴速控
制系统就显得尤为重要。
下面,就来介绍一下本系统的设计理念和具
体实现步骤。
首先,我们需要清楚地了解输液滴速的控制原理。
在常见的输液
滴速控制装置中,滴速控制器通过手动调节,从而控制输液滴数和滴速。
但手动调节存在着误差和不方便的问题,因此,我们需要采用自
动控制的方式,利用单片机进行精确的控制。
接着,在硬件设计方面,我们需要选用高精度的流量传感器和电
磁阀,以确保输液精度和可靠性。
同时,我们将采用LCD1602液晶显
示屏来显示当前的滴速和设定的滴速值,使医护人员能够随时掌握输
液情况。
在软件设计方面,我们将采用PID算法来控制滴速。
PID算法是一种经典的控制算法,具有控制精度高、响应速度快等优点。
具体地,
我们将通过流量传感器实时采集流量数据,并通过PID算法进行处理,计算出当前的滴速值与设定的滴速值进行比较,从而控制电磁阀的开
启和关闭,实现准确的滴速控制。
最后,本系统还具有报警功能。
当输液滴速偏差超过设定值范围时,系统会通过声音和液晶屏等方式进行报警,以提示医护人员及时
处理。
综上所述,基于单片机的输液滴速控制系统为临床治疗提供了可靠的仪器设备,具有快速、准确、智能化等优点,进一步提高了医疗的质量和效率。
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。
引言静脉输液是临床医疗工作中常用的辅助治疗手段,在我国临床应用非常广泛,是一种利用液体静压原理使液体下滴,经静脉输入大量无菌溶液或药物的治疗方法。
在进行静脉输液的过程中,需要根据输注的药物和患者的病情对输液进度进行实时监控。
目前,普遍采用人工方式进行监控,对病人来说,存在很多潜在的危险。
当输液瓶中的药液输完或药液发生堵塞时,医护人员若未能及时处理,就会发生回血或其他危险,给病人造成痛苦甚至发生医疗事故。
目前,国家在医疗体制改革和医学模式转变过程中,静脉输液在医疗中占有重要的地位。
针对现有静脉输液中存在的问题,采用光电检测、单片机和通信技术,设计了输液自动监控装置,它能够轻松地实现对液体滴速的检测显示与控制,当输液液体低于设定位置时的声光报警,并通过串行口与主机相连,实现远程集中控制功能。
该装置的使用在增加输液安全性的同时也减少了医护人员的劳动。
摘要针对目前我国大部分医院在对病人进行静脉输液治疗是医护人员监护任务繁重的问题,设计了一套面向所有大中小医院和诊所的医院输液监控系统。
本系统以PC为上位机作为整个系统的控制监控中心,用单片机AT89C51为核心作为下位机通过光电传感器对吊瓶的液位进行检测及报警,并对滴速进行精确地检测与控制。
上位机与下位机用RS485总线进行串行通信,能够使医护人员实时了解输液状态。
论述了该系统的检测原理、总体结构、主要功能部件设计和软硬件系统的组成。
该系统低功耗、成本低、性能稳定、便于携带、实用性强。
关键词:输液监控、AT89C51、串行通信、RS485AbstractAiming at the heavy problem of nurses in most of our hospitals when carry o n transfusion to the patients currently and then designed a set of system which is called fluid infusion supervision system .It is faced to all the hospitals and clinic. This system take the PC as it’s master machine. The PC is the controler of the whole s ystem. Take the single chip AT89C51 as a core of the next machine which will test and display the level of the liquid bottle. It can examine and control the speed of lose a liquid accurately. PC communicate with single chip by the total line of RS485.It can make the nurses know the status of loses liquid while patients take the personnel solid. Discussed the constituting of examination principle, total structure and main function parts design and the constitution of software and hardware system. The system is low achievement consumes, low cost and stable function and easy to take, the function is strong.Keywords: Supervision of transfusion;AT89C51; signal communication;RS485第1章绪论1.1 选题背景及依据静脉输液治疗是临床医疗工作中常用的治疗手段,但目前大多数医院及医疗机构都没有实现输液的自动监控管理,从而在输液过程中,当输液完成需要换药时,需要医务人员发现及时,否则就会出现空气进入血管内形成空气栓赛,凝血堵塞针头等情况,轻则延误治疗,重则会危及病人生命安全,发生医疗事故。
基于单片机的液体点滴速度监控装置设计文章介绍了一种液滴速度监控装置的设计,键盘输入,数码管显示器,滴液检测,声光报警功能。
实践证明,此设计在医用输液自动监控领域可以很好的运用。
标签:单片机;液体点滴;流速检测1 系统硬件设计1.1 芯片模块AT89S51 是一个低功率、高性能CMOS8位微控制器,片内含4k BytesISP (In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,采用ATMEL公司的高密度非易失性存储器,制造技术,与标准MCS-51指令系统兼容,80针C51的结构装置,芯片8位通用CPU和ISPFlash存储单元,AT89S51已广泛应用在许多嵌入式的控制应用程序。
89S51是89C51的升级版本,89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。
其区别如下:(1)89S51制作的过程中运用了0.35的新技术、降低成本,并将功能效果提升、提高竞争力。
(2)新增加很多功能,性能有了较大提升。
(3)在线编程功能,这种优势是重写程序功能的单芯片内存芯片内,不需要剥离的工作环境。
速度更快、稳定性更好,编程电压也只需要4~5V就可以。
(4)最大工作频率为33MHz,24M工作频率是极限。
(5)89s51具有双工UART串行通道。
(6)单片机内部集成看门狗计时器,即不再需要为单片机外部看门狗定时器单元电路。
(7)89s51带有双数据指示器。
(8)89s51带有电源关闭标识。
(9)有新的89S51加密算法,这使得89S51被破解变得不可能,保密程序大大加强,因此可以有效的保护知识产权。
(10)电源范围:89S5*功率范围为4~5.5v和895*系列是时一般不会低于4.8v和比5.3V更高的工作。
(11)烧写寿命更长:89S5*标称的1000倍,实际上至少在1000倍到10000倍,所以更有利初学者反复燃烧,降低学习成本。
1.2 数据输入按键模块在设备上,系统的输入设备可以使用键盘,键盘可以通过系统参数设置以控制检测范围。
基于单片机的点滴输液报警系统设计摘要:随着现代医学的发展,静脉注射,即将药液注射到人体静脉作为一种常用的临床治疗手段而受到广泛应用。
该方式具有操作方便、疗效快、对身体损害小等特点。
但是相应的,输液操作不当等因素容易产生很多失误,导致医疗事故的发生,如无药注射、注射速度过快、过量注射等,而这些事故很大程度上都是因为无法及时通知给医护人员造成的。
为了缓解因特殊时期的医疗压力产生事故的概率,本文点滴输液产生的部分问题,设计一个报警系统,从一定程度上缓解此类问题,故以STM32系列单片机为主控制器,采用时钟模块记录时间,防止超时产生的无药注射,采用红外传感器进行对液体的测速,采用液位传感器进行对液位的测量,发送相应的控制信号来对液位和流速进行调整,达到报警的目的。
同时,该控制系统还具有LCD液晶显示屏和按键电路,能够对参数进行有效的观测和设置。
从而达到了从另一方面降低了医疗事故发生的概率。
关键词∶STM32;液位;输液报警;传感器一般的点滴输液报警器多采用自助式报警,主要依靠患者及其陪同家属在发现异常后手动通知给医护人员来处理异常情况。
由于一些患者身体行动不便,所以这种模式很大程度上是要依靠患者家属来保证运行的。
一旦身边没有陪同家属,就会导致这种自助式报警模式的容错率大大降低,如何才能更好的保证医疗模式的平稳运行也就成为摆在面前的问题等待解决。
而从整个医疗行业的角度看,近些年来我国愈发强调民生与生命健康权,相较于国外更加重视该方面的研究,虽然投入较大,但未来前景非常广泛。
1 系统设计总体方案点滴输液报警系统整体的结构设计图如图1所示,总体设计由六个部分的主要模块组成:主控制芯片、液位传感器、红外传感器、LCD显示屏、独立按键独立按键、蜂鸣器组成。
首先对液位的监控采用液位传感器,其次对点滴流速的监控采用红外传感器,并将其产生的电信号经过输入后发送到主控制芯片主控芯片上来进行处理,通过按键模块可以在单片机上设置液位和流速的上下限,当液位低于设置参数、输液速度过快或者过低时,均可产生反馈,并使用蜂鸣器进行报警处理,防止事态进一步恶化,另外通过LCD显示屏进行实时显示各参数情况,能够帮助医疗人员快速的了解事态的轻重缓急及其产生原因,防止由于对特殊情况的产生原因判断失误导致的二次伤害[1]。
目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................................ I I 1 引言. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 本文主要工作内容 (1)1.4 论文组织结构 (2)2 系统硬件设计 (3)2.1 方案论证 (3)2.1.1 点滴速度检测方案 (3)2.1.2 液位检测方案 (3)2.1.3 速度控制方案 (3)2.1.4 电机选择及控制方案 (4)2.1.5 键盘显示单元 (4)2.1.6 通信单元 (4)2.2 系统总体框图 (5)2.3 通信接口电路设计 (5)2.4 系统从站的硬件设计 (6)2.4.1 从站系统组成单元 (6)2.4.2 C8051F410简介 (7)2.4.3 点滴信号检测单元 (7)2.4.4 键盘及显示单元 (7)2.4.5 声光报警 (9)2.4.6 电动机模块 (9)3 系统软件设计 (10)3.1 软件设计框架 (10)3.2 芯片主要寄存器介绍 (12)3.2.1 PCA计数器/定时器: (12)3.2.2 捕捉/比较模块 (12)3.2.3 PCA控制寄存器 (13)3.3 算法分析与实现 (13)3.3.1 电动机的转速 (13)3.3.2 蜂鸣器音频和音量 (14)3.3.3 滴速的检测 (15)4 测试结果及分析 (17)4.1 测试方案 (17)4.2 主要测试结果 (17)4.3 测试结果分析 (17)5 结论与展望 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附件 (21)摘要输液是医院常用的治疗手段,传统输液过程中存在着输液速度不精确,需要人工监护等弊端。
基于单片机的医疗点滴输液控制系统设计学科专业名称:研究方向:姓名:论文起止时间:摘要随着科技的发展,越来越多的领域需要对流体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目前,我国的医疗机构进行点滴注射时,大都采用传统的人工监护手动控制的方法,由于医护人员少病人多,容易因监控处理不及时而引发的医疗事故. 由此可见对类似于这些治疗过程采用自动化监控和管理势在必行..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BC7281芯片完成键盘和现实电路的设计。
该系统还可以通过RS-485芯片与上位机组成主从控制网络,实现统一控制。
并具有输液和报警等功能,使用灵活方便。
关键词:89C51 步进式电机红外线传感器BC7281 RS-485AbstractAlong 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.At present, China's medical institutions to drip injection, the most Guardianship of the traditional manual method of manual control, as a result of health care Less staff and more patients, easy to deal with due to monitor timely and triggered Medical malpractice. It can be seen on the course of treatment similar to those used Automated monitoring and management is imperative. This device is to adopts a 89C51s enter the type electrical engineering squeeze to lose the liquid control system liquid intravenous drop speed. Combining 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 expand BC7281 design for completing keyboard with realistic electric circuits. That system can also pass the slice of RS-485 constitutes with place of honor machine the lord from the control network, realizes to unify the control. Combine 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 BC7281 RS-485目录摘要Abstract目录第一章绪论 (1)1.1 计算机控制系统概述 (1)1.2 智能化输液系统的展望 (2)1.3 智能化输液系统的发展状况 (3)1.4 课题来源及意义 (5)1.5 本课题解决的主要问题 (5)第二章方案论证 (7)2.1 系统设计要求 (7)2.2 方案比较 (7)2.3 设计方案 (11)第三章硬件系统分析 (13)3.1 硬件总体结构 (13)3.2 检测与控制电路设计 (16)3.2.1 滴速检测电路 (16)3.2.2 液位报警检测 (17)3.2.3 电机驱动控制电路 (18)3.2.4 键盘、显示和报警电路 (20)3.2.5 串行通讯接口电路 (25)3.2.6 电源转换模块 (26)第四章软件设计 (28)4.1 总体软件设计流程图 (28)4.2 中断子程序软件设计 (29)4.3 显示模块软件设计 (31)4.4 上位机通讯模块 (32)第五章结论 (34)第六章致谢 (35)参考文献 (36)附录I (37)第一章绪论随着我国医疗事业的发展和计算机的普及与提高,计算机控制技术越来越多地应用于各行各业中,传统的医疗护理方式已经不能满足医护人员和患者的需求了。