基于单片机的输液监控系统设计毕业设计.docx

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基于单片机的输液监控系统设计毕业设计

毕业设计

中文题目：

基于单片机的输液监控系统设计

外文题目：

DESIGNOFINFUSIONMONITORINGSYSTEMBASEDONSINGLECHIP矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

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。

本文的目的就是设计一种输液监控系统以解决此问题。

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本文设计的输液监控系统，实现了对输液速度的检测与控制，实现了对储液瓶中液面体积的检测报警，并且动态显示输液速度。

使用者可以通过PC设置输液速度，系统将自动对输液速度进行控制。

此外系统还实现了多机通信，即一个主站控制多个从站和主从机之间的数据传输。

当输液结束或输液速度发生异常时，从站使用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，主站通过监控软件和蜂鸣器实现声光报警。

在整体方案设计中，在保证设计系统能达到的使用要求的精度和稳定度的前提下，考虑到系统的轻便性、实用性、可靠性，对电路系统进行了优化。

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本设计基本完成了预想功能，并指明了以后的研究方向和工作重点。

关键词：

单片机；PID；步进电机；CAN总线；PC

Abstract

Transfusioncommonlyusedastreatmentinhospital，butthereweresomeproblems，suchasinaccurate，needtransfusionofartificialguardianship，etc．Thegoalistodesignatransfusionmonitoringsysteminordertosolvethoseproblems．酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

Theinfusionmonitoringsystemdesignbythispaper,actualizetheinfusionrateoftest，thecontrolofreservoirfluidbottlevolumedetectionalarmanddynamicdisplayoftransfusionspeed．UserscanthroughthePCtocontroltransfusionspeed.Besidesthesystemalsoactualizemulti-machinecommunication，thatis，amasterstationtocontrolmultiplemachinesfromastationandthemaster．slavedatatransmissionbetween．Whentheinfusionendorinfusionspeedabnormal，slavelight—emittingdiodesandbuzzertoalarm，andwillalarmsignalsthroughserialtransmissiontothemaster，stoodbymonitoringsoftwarerealizationandbuzzersound-lightalarm．彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

Intheoverallprogramdesign,inensuringtheuseofdesignsystemstoachievetherequiredaccuracyandstabilityofthepremise，takingintoaccountthesystem’sportability，practicality，reliability，electricalsystemswereoptimized．謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

Finally,theinfusionmonitoringsystemdesignbythispaper，andpointoutfutureresearchdirectionsandpriorities．厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

Keywords：

singlechip；PID；StepperMotor；CanBus；PC

附录C部分子程序64辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。

前言

静脉输液是我国目前临床治疗中最主要的一种输液方式，在实践工作中，医护人员一般是靠经验和观察通过转动输液器上的滑轮对滴速进行手动调节的，这种方法经常会出现一些异常情况:

临床经验不是很丰富的医护人员对滴速的把握就不会很准确，容易造成输液速度过快导致患者出现不适或速度过慢而影响治疗效果;若输液时间较长，容易导致医护人员和患者的疏忽，增加医疗事故隐患。

需要随时监控输液情况，加大了医护人员的工作任务。

因此提高输液系统的智能化和自动化以及降低输液过程中的隐患势在必行[1]。

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当前国内外各大医院对输液装置进行了广泛的研究，生产出许多新型输液监控装置，但由于价格过于昂贵，未能较好的普及。

本文设计了一种以PC机为上位机，以AT89C52单片机为众下位机的RS485/RS232总线智能输液监控系统。

上位机采用VisualC++编程语言，创建了一个可视化的人机界面，通过该界面可以设定目标滴速、设定报警形式等信息。

下位机设计了具有RS485总线转换接口、吊瓶体积选择键盘、LCD数据显示、液滴红外检测、步进电机控制、声光报警报警等功能的输液终端监控系统。

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该智能输液系统的预期目标是可以对多床位的输液情况进行远程监控，能针对不同的病人设定不同的滴速，输液出现异常情况时会产生报警，液体输完时可提醒义务人员及时切换至另一瓶。

本智能医疗输液系统可以提高医院的服务水平和服务质量，减少输液过程中出现的医疗事故，增强医院市场竞争力。

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1概述

1.1本设计研究的现状

静脉输液是临床医学中的一个重要的治疗手段和医学监护的一项重要内容，在各个医院的医疗工作中被广泛应用，据统计住院输液率为70％～80％。

静脉输液不仅是一种重要的给药途径，而且还是给患者补充体液、营养的重要方法。

在输液过程中，输液速度是一个很重要的参数，一般要根据患者年龄、病情和药物种类等因素来分别确定。

同时，在静脉输液过程中，必须有人陪护，以防鼓包等事故发生，尤其对术后几乎需要24小时不间断输液的患者的监护，更是让护理者身心憔悴。

当护理者发生困倦时，极易发生事故。

通过调查得知，目前几乎所有医院因种种原因仍没有采用输液监控系统，而是采用传统的输液方法，即将液体容器挂在一定高度，利用液体静压原理与大气压的作用使液体下滴，将大量灭菌药液直接滴入静脉内，从而达到治疗目的。

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。

由于这种滴速控制是通过肉眼观察进行估计的，需要根据经验来调节，使得点滴流速不够准确，影响了治疗效果，以至危害病人健康。

当液体输完时，如床旁无陪护或医护人员未及时换药或拔针头，将会出现回血等情况。

为此患者家属需要陪同病人并且不断地观察输液情况这样容易导致交叉感染，患者也得不到良好的休息，影响治疗质量和患者康复。

同时，护士也需要不停地巡视病房，增加工作负荷，有时甚至还会产生医疗纠纷。

基于以上情况，设计实现一种智能输液监控系统，对治疗过程采用自动化监控和管理是发展的必然趋势。

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国外对智能型输液装置的研究较早，如日本、美国和德国等国家上世纪八十年代末就进行了智能型输液装置的研制。

早在几年前，发达国家许多住院床位就已经配备了输液泵。

输液泵是一种多功能输液控制器，能够较为精确地控制输液速度，并实现输液阻塞、气泡混入和输液完成报警。

我国只是在一些大医院才有部分配备，且大多是国外产品，类型多样，性能较好，如日JMS株式会社的OT.601型输液泵（控制精度为10％）和SP-500型注射泵，美国、德国、以色列等国家也有性能较好的产品。

但是价格普遍比较昂贵，在几千元人民币左右，使大部分三级甲等以下医院望尘莫及。

国内对输液装置的研制起步较晚，大都在九十年代中期开始研究，市场上也有一些国产输液装置，如北京科力丰高科技发展有限责任公司的ZNB系列产品。

不过总体来说其功能也只是侧重于精确输液控制，种类较少，性能也需改进，加上不菲的价格，所以也只能是和进口输液泵争一点市场份额，未能在各医院大面积的推广普及。

由于规范操作下，输液阻塞、气泡混入是可以避免的，因此输液速度的控制和输液完成报警成为了人们更为关心的问题。

而且输液完成报警器的研制也成为近年来的一个热门项目，根据前年对国家知识产权局专利信息的查询，已有67种输液完成报警器专利技术，但由于各专利技术或多或少都存在着这样或那样的缺陷，诸如安全性、可靠性、成本及可操作性等问题，致使真正转化为产品的专利并不多。

作为一种医疗器械，稳定性、安全性、可靠性是基础，作为一种只有普及到每一位输液病人才有实际意义的产品，使用方便和足够低的价格又是一种基本要求，所以，这种产品即便安全性、可靠性得到了充分保证，但如果没有简便的操作和足够低的价格作支撑，想要顺利推广也是不可能的。

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我国是世界上拥有医院最多的国家，具有庞大的消费群体。

近几年来，由于政府的支持，医疗器械发展迅速[2]。

医疗器械是壁垒较高的行业，并且属于国家重点鼓励发展的行业。

按照原国家经贸委指定的《医疗器械行业“十五”发展规划》，到2015年我国医疗器械总产值将达到1000亿元，在世界医疗器械市场上的份额将占到5％；到2050年这一份额将达到25％，成为世界一流的医疗器械制造强国。

目前国内尚未完全解决输液时的自动监控问题。

因此，将嵌入式系统技术应用于输液监控装置的研究势在必行。

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1.2本设计研究的意义

近年来，随着医疗事业的发展，计算机网络管理是现代化医院的一个重要标志，尤其是在医疗监控领域，提出了多元化、信息化、个性化的医疗设备需求。

现代科技的进步和发展，为医学监护技术提供了创新条件和新的发展空间，然而医疗监护技术和设备的发展仍不能满足医院、病人、家庭和人身健康各方面提出的要求。

因此，网络化医疗监控设备已具有迫切的市场需求和广阔的市场前景。

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静脉输液是最常规和最重要的医疗手段。

但是，现行的医院点滴输液方法中，输液速度难以准确限制，医师和护士只能依据经验来控制莫氏管的轮夹，而不能依据患者的病情精确控制药液的速度和流量，这种输液速度控制的方法显然是不方便的，并且可能对患者造成不必要的伤害。

所以如果有液体点滴速度监控装置，必将深受医务人员和病人的欢迎。

目前的输液监控报警器笨重、体积大、价格太高，增加医院和病人的费用。

针对这种情况，本文设计实现了一种由单片机控制的液滴速度监控和液位报警装置。

该装置可为临床医师提供可靠的数据，对患者的抢救及治疗提供一些帮助。

该系统包括红外光电发送接收装置、AT89C52单片机、步进电机、LCD显示屏等。

其中红外发送接收装置用于将液滴滴下一滴的信息转化为电信号传入单片机，经过单片机计算其滴液速度，在下位机的LCD显示屏上显示，通过步进电机达到控速的目的。

在实际应用当中，还将该系统分为各床位输液监控装置（从站）及监控中心（主站）两部分，以便对多床位进行远程监控。

监控中心PC显示各床位的输液情况。

当输液结束或出现异常情况时，各床位（从站）的监控仪进行声光报警，并向主站发送报警信号，等待护士前来处理。

整个装置简单实用，可应用于门诊输液系统中。

因为它有许多的优点，如：

操作简单、安装方便、成本低、可以用按键准确控制速度和抗干扰能力强等。

所以这种液体点滴速度监控的设计实现是十分有意义的。

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