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精品资料 输液报警器设计说明
一、 设计背景
静脉输液治疗是临床医疗工作中常用的治疗手段, 不少患者一天需输几组药液。因输液时间长，患者卧床产生疲劳，易在输液过程中熟睡。如果液体输完未及时发现, 医护人员不能及时换药或拔掉针头, 会出现空气进入血管形成气栓情况。轻则延误治疗，给病人造成痛苦, 重则会严重危及患者，发生事故。目前，临床输液过程中一般是由患者、陪侍或医护人员随时观察监视药液余量情况，牵扯精力大、效率低。针对这一情况,目前已有相关产品面世，但使用较少。有的产品装置过于复杂，造成价格偏高；有的产品需要改变目前输液过程，使用不方便；有的产品需要接触液体，容易造成污染。为此，设计制作一种使用安全方便，价格低廉,监测报警准确的输液报警装置，将具有很大的实用价值。
二、 设计目的
1、避 免 了 “ 回 血 ” 等 现 象 的 发 生。
2、为护士提供足够的换药时间。
3、减少药物浪费。
4、解决特殊人群的安全隐患。
5、提高医院的工作效率。
三、设计思路及其方框图、电路图
输液报警系统由三个部分组成，分别是主控模块（含声光报警模块）、回血监测模块和滴速监测模块组成。主控模块由STC89C51单片机， LED显示器，键盘、声光报警模块构成；回血监测模块由双电压比较器LM393，BENTENG3296可调电位器，LED及光电传感器组成，滴速监测模块是将回血监测模块的光电传感器进行了调换。
在输液点滴速度监测系统，广泛应用多兼容性单片机，滴速检测可用光电传感器，显示部分可选择液晶显示和数码管显示。键盘可采用扩展键盘或者直接利用I/O 扩展而成。通讯协议采用串行通信方式。报警电路同时采用蜂鸣器和发光二极管。
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精品资料
图1 控制框图
图2 输液报警器电路图 滴位检测模块
键盘模块
单
片
机 显示模块
声光报警模块
P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2)P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U189C51/C52Y112MHzC230C330R1110K+C110uFR102.2KQ19012FMQVCCVCCVCCVCCD7LEDyR92.2kVCCOUT1IN2AC3GND4567VCC8U2LM393RT110kR110kVCCD3LEDrR4220D1白D2黑红外接收R310KR21kVCC321P1POWER112233445566S1P3.3P3.3G1dp2A3F4S15D6E7C8B9S2102-LEDDECBGAFS1S2COM1R12R23R34R45R56R67R78R89RP11KABCDEFGDPDPVCCS1S2OUT1IN2AC3GND4567VCC8U3LM393RT210kR510kVCCD6LEDrR8220D4白D5黑红外接收R710KR61kVCCP1.0P1.0S1S2S3P35P36P37P35P36P37______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
四、输液报警器元件清单
5*7万用板 1个 5mm红外对管 2个
7*9万用板 1个 12M晶振 1个
STC89C51单片机 1个 30P瓷片电容 2个
40P IC座 1个 蜂鸣器 1个
LM386芯片 2个 9012三极管 1个
8P IC座 2个 10k电阻 5个
2.2k电阻 2个 220Ω电阻 2个
1k电阻 4个 103精密电位器（蓝） 1个
102排阻 1个 0.36寸两位一体共阴数码管 1个
10uF电容 1个 5mmLED 3个
按键 3个 XH-3P(含端子) 3个
DC座 1个 导线若干 若干
3p排线70cm 1个 自锁开关 1个
杜邦线 7个 14p排针 1个
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精品资料 五、输液报警器实物制作
实物制作如图3所示。
图3 报警器实物图
1）单片机输液滴速控制，该系统输液滴速控制可以针对不同的病人情况采用不同的点滴速度进行输液控制，比如对成人输液滴速一般设在60~80滴/分钟，而对儿童输液滴速一般设在30~40滴为宜。如在输液过程中超过上下限，均会报警提示。医院中常见的输液管虽然能进行速度调节，但调节不准确，不易控制，而且常因为疏忽大意发生血液回流现象，有时速度过快还会对病人造成不良反应，另外作为医疗过程，医务人员也需要对每个病人的输液过程进行监控和记录完善病人档案，为此研究点滴速度监测控制就显得非常必要。且单片机的控制容易实现，监测控制过程也比较简单。目前市场上常见的点滴速度监测控制产品主要是输液泵，此种设备控制精度高，功能也比较强大，但价格不菲，适用于输液要求较高的场合，而且使用前后都要进行清洗，非常麻烦。
2）回血报警功能，如病人在输液过程中出现回血，监测模块蜂鸣器马上会发出响声，指示灯常亮，提示病人输液过程中出现问题，可以马上叫护士过来处理。 ______________________________________________________________________________________________________________
精品资料 3）输液完成报警：如病人输液完成，主控模块在预定时间内未检测到水滴流下，则会认为输液过程结束，监测模块蜂鸣器会发出响声，提示输液过程结束。
六、 使用说明
功能/操作过程描述
n 使用者打开报警器电源开关，将输液滴斗卡入报警器监测滴速模块卡槽中，调整位置使光接收器能正常接收从水滴滴下时反射的由光发射器发出的光线(有液体滴下的同时工作状态指示灯闪亮表示调整到位) ，回血监测模块安装，是将细管卡在回血监测模块的光接收与发射器中，然后使用者先按下滴速设置按钮，设置滴速监测的上限与下限值。这时单片机接收到滴速设置按钮发出的2次信号，自动计算2次脉冲信号的间隔时间，以此为基准时间周期开始进入工作状态，系统开始工作。
n1 ，单片机通过连接到光电监测模块与声光报警模块后启动程序开始工作。
n2 ，输液器滴斗在正常输液进行时，滴斗内的液体以匀速状态下滴，光接收器接收到水滴滴下时反射的光信号后，产生一个电脉冲信号,通过连接到单片机的电路将电脉冲信号传送到单片机信号输入端，单片机在基准时间周期内收到光接收器产生的电脉冲信号，单片机根据预先设定的程序判定为工作正常状态，此时单片机通过连接到工作状态指示灯的电路控制工作状态指示灯亮，两位数码管显示当前滴速数值，然后单片机自动进入下一个工作周期，重复以上控制程序直到在一个基准时间周期内单片机没有接收到光接收器产生的电脉冲信号。
n3 ，输液器滴斗上方液体输完以后，滴斗内没有液体下滴，此时光接收器接收不到光信号，不再产生电脉冲信号，单片机在一个基准时间周期（10S）内接收不到光接收器传来电脉冲信号，单片机根据预先设定的程序判定为工作异常状态，此时单片机通过连接到工作状态指示灯的电路控制工作状态指示灯长亮，同时通过连接到蜂鸣器的电路控制蜂鸣器长响，实现声光报警。
n4 ，使用者关掉报警器电源开关并重新开启报警器电源开关后，报警器恢复到初始状态，如不进行设置，单片机自动保持上次关机前的设置。 ______________________________________________________________________________________________________________
精品资料 七、应用前景
单片机输液点滴速度监测的发展在现今和未来将成为医疗设施发展的趋势，毕竟，单片机凭着优越的性价比，与以往的点滴滴速监测系统相比，其单片机价格便宜，操作易于实现，而且对滴速的监测要求精度也较高。再者，单片机还可减轻工作人员的压力，提高医护人员的工作效率。在人为控制下有时候如不小心将会为安全设施带来很大的麻烦，而且人工检测滴速精度也很难掌握，而使用单片机设计只要在设计时考虑周到，运行起来就不会带来这种问题了，因此，单片机滴速监测系统将在医疗中得到广泛应用。医疗事业的发展是顺应科学技术而发展的，医疗的安全问题更离不开科学，把高科技应用到医疗事业中来是对医疗事业的一大促进与补充。所以说输液报警系统的发明改造还是有价值的。它既可以节约我们的成本又可以减轻人类的劳动强度，而且精确度也特别的高。 ______________________________________________________________________________________________________________
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