数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置设计.docx

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1、输液装置是医疗器械中一种被广泛使用且非常重要的一次性消耗器材，在传统的输液过程中，通常是由人工设置输液点滴的速度，也是依靠人工来监测输液瓶中液位高度等输液的状态。这种人工的方式既费时费工，也存在着非常大的安全隐患，因而设计一种数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置就有着非常迫切的现实意义。就数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置的问题而言，整个装置通过采用AT89S52单片机主控模块，行列按键及对射式光电传感器的输入模块,以及控制储液瓶移动的步进电机驱动单元和LCD显示单元及光电报警单元一同构成的输出模块，三个模块相结合的方案。采取硬件设计与软件设计及模拟仿真的方法。硬件电路设计采

2、用对射式光电传感器红外检测采集液滴数据，以及检测储液瓶内剩余液量并报警。通过键盘输入控制设置点滴速度，步进式电动机控制吊瓶移动改变点滴滴速，单片机驱动电机控制药液的滴速滴注，由LCD显示检测滴速值。软件系统设计主要包括单片机主控程序、点滴速度测量程序、电机控制程序、LCD显示程序、报警程序以及输入键盘程序几大部分的设计。在模拟仿真方面，运用Proteus和Keil软件进行了软件仿真设计，更具科学性可将理论运用于医疗实际，将更有助于临床的实际应用。关键词：点滴监控；光电传感器；AT89s52单片机；步进电机ABSTRACTWith the development and application

3、of infonnation technology andmicroelectronics technology, in medical and health field a concomitant informationrevolution is underway In medical and health field, according to the needs of theinfusion flow control, this paper presents a kind of control device based on single-chiptechnology of liquid

4、 dropping speed monitoring scheme. The device is mainly inorder to overcome the manual monitoring liquid level and liquid flow, theconsumption of energy is too large, the efficiency is too low, the disadvantages, thedevice in theory and practical application has important value, and to the field ofm

5、edical health is more important.On problems of digital medical transfusion status of photoelectric detection anddrop speed monitoring device, through the use of its core is AT89C51 microcontroller,is based on the input composition and the reflective photoelectric sensor in the matrixkeyboard keys sy

6、stem. The output is in intelligent control bottle moving stepper motor,LED digital tube and bee sound alarm circuit composed of- Take the hardware designand the software design and simulation, is used in hardware circuit of infraredreflective photoelectric sensor detection collecting droplet data, a

7、nd detection of theliquid storage bottle residual liquid and alarm. Through the keyboard input control setof dropping speed, step motor control the bottle move to change for control the Dripdrip speed MCU drive gear motor drives the spiral pressing mechanism control liquiddrip infusion, and LED digi

8、tal tube display dripping speed of detection value. Systemsoftware mainly includes MCU control procedures, Disu detection procedures,dripping speed display program, dripping speed control procedures, alarm program ismade up of the following parts. In the simulation, the use of Proteus and keil softw

9、aresimulation software design, more scientific the theory is applied in the actual medicalfurther expansion, in order to make it more intelligent, automation, the above,hypogynous machine (Master / slave) way into digital medical infusion monitornetwork. Will be more helpful to the clinical applicat

10、ion.Keywords: spot monitoring; photoelectric sensor; AT89S52 MCU; stepping motor1绪论01.1 课题背景012课题意义02总体方案设计22.1 技术要求22.2 系统总体框图22.3 3系统方案论证与比较32. 3. 1控制方案的比较与选取32. 3. 2点滴速度检测方案的比较与选取42. 3. 3液位监测与报警方案比较与选取52. 3. 4点滴速度控制方案的比较与选取52.3.5电机的比较与选择62. 3. 6滴速与键盘显示方案的选取63系统的硬件设计83. 1 AT89S52单片机最小系统83. 1. 1中央处

11、理单元83. 1.2振荡电路93. 1.3复位单元电路93.2点滴信号处理单元101 .2.1点滴信号检测单元103 . 2. 2点滴信号的比较、滤波、整形单元113.3液位检测单元113. 4声光报警单元123.5步进电机驱动单元1336键盘单元143. 7 LCD显示单元154系统的程序设计164.1主控程序设计164. 2点滴速度测量程序设计174. 3电机控制程序设计194.1.1 电机控制原理194. 3. 2点滴速度控制程序设计204. 4报警模块程序设计224. 5输入键盘模块程序设计224. 6 LCD显示模块程序设计265系统仿真274.1 程序编译275. 2仿真结果295

12、. 2. 1点滴速度检测仿真295. 2. 2点滴速度控制仿真316总结及展望336. 1总结336. 2展望336. 3心得体会34致 谢错误!未定义书签。参考文献35附录程序清单361绪论1.1 课题背景点滴是医学上经常使用的治疗方法。在病人点滴的过程中，时常因为病人身体状态差或者护理人员工作繁忙而无法关注到点滴的全过程，进而要专门请人监视护理，增加了医护人员的工作负担，也不便于病房管理。当输完药液后，如果不及时进行相应的处理，病人的血液就会因输液空管受到外界大气压而使其倒吸入输液管中，如果这样时间过长会使扎针处血管肿胀，或者造成血液体外感染。若处理过早，那么医用液体还没有完全输完就摘输液

13、瓶取输液针管，就会造成药品的浪费。因而时常会使病人有不好的情绪，情节严重的还会投诉，医护人员对此乂无可奈何。本课题就是针对于以上问题，通过采用声光报警监控的方式方法,达到医院输液情况的实时有效监测的目的，并通过单片机与LCD显示器来实现点滴速度数据的及时显示和存储的要求，以及完成在危急状况下的报警任务。课题很大程度上推动了医院现代化，信息化的进程。1.2 课题意义在点滴速度监控装置系统中，点滴信号提取是点滴速度监控装置中不可或缺的一步。点滴信号自动化采集和有效便捷的传送也是信号处理的必要过程，医疗人员经常需要检测和掌控液体的储存量或液位，如人工肾机的透析储液瓶里面的剩余药液储存量、自动化洗胃机

14、器中用来冲洗胃部的液体储液量、中医用到的药品沐浴机器中煎药锅中的液位、静脉注射输液液体量检测等等。假如对于仪器或机器中液体储存量缺少监测，那么在液体储存量，不加控制情况下，很大可能会给病患带来人身伤害，情况更严重的会危及其生命。所以通过对这些液体储存量的监控与了解，医护人员便可以随时发现液体剩余量，就可以在存储瓶中剩余液体缺少时，及时自动或者进行人工添加或者采取其他有效措施，以及时保持医疗设施的安全有效持久的运行。因此，怎样更好更快地对医疗液位进行全方位监测,长久以来是医学工程人员思考较多的课题之一。而在医学中，一直采用穿刺静脉的办法将药液直接从静脉注入身体内部，这种点滴方法称为静脉式点滴输液

15、。可是一直以来没有快捷并高效的监控装置，对已输液量或剩余液量等的监控，从而需要专人护理，加重了护理人员的工作负担，也不便于病房的综合集中化管理。所以我们设计点滴速度监控装置，该装置监控输液点滴数，当储液瓶中剩余量低于预定值、输液点滴速度过高或过低时，发出声光报警信号，提醒护理人员立即加以处理。可以很好的有效快速的处理上述问题。它在医学应用上具有很大的使用性价值。本装置的成功将大大降低了医务人员的工作量，同时缓解病人自己的包袱。促使医院向信息化、网络化、自动化、智能化方向快速有效全面的发展,使医院的生活管理工作更加健全有序。此次设计的数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置，是使用了目前市面上成本较低的，性价比高的AT89S52单片机和红外光电对射传感器，它针对性强、操作方便、使用简单、成本低廉、便于推广等特点。图1液体点滴速度监测与控制装置图2总体方案设计2.1技术要求设计并制作一个数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置，示意图如图1所不O（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。（2）