基于单片机智能输液系统的毕业设计文档格式.docx
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通过对传感器、控制芯片、电机的应用的比较与分析以及通信方式,从而选择出各部分的最佳方案。
系统包括上位机设计和下位机软件设计两部分,上位机是根据虚拟仪器软件建立可视界面并对各个部分进行编程,可以对正在输液病人的信息了如指掌。
医护人员就可以方便对每一个病人的输液情况进行观察,万一出现液滴滴速过快或者过慢的非正常情况,医护人员随时可以处理。
下位机设计就是把硬件
传送电路板放在病人那端,是以AT89S52作为控制芯片设计的,外围电路是必须加的,来实现声光报警、数码显示、液滴检测、液位检测等功能,然后通过无线
传输模块PTR8000把相应的数据传送出去。
该系统价格低、功能齐全、性能好 ,它的应用将对医院的管理和护理自动化的水平有极大提高,并且它的应用前景
在医疗领域也将极其广泛。
关键词:
单片机,无线传输模块，红外传感器
II
Abstract
ABSTRACT
Thedesignisasetofsmartinfusionsystemdesignedforthethemeshduringinfusionseriesofmedicalmalpractice.Throughthesensor,thecontrolchip,theapplicationofthemotorComparativeanalysisandcommunicationmode,toselectthebestsolutionforeachpart.
Thesystemcomprisesahostcomputerandslavecomputerdesignsoftwaredesignintwoparts,theuppermachineisbasedonvirtualinstrumentsoftwaretoestablishvisualinterfaceandprogrammingforeachpart,canbewellawareoftheinfusionpatientinformation.Themedicalstaffcanbeconvenienttransfusionforeachpatientwereobserved,incaseofthedropspeedtoofastortooslowandabnormalsituation,medicalpersonnelcanhandleatanytime.Thelowerpositionmachinedesignisthehardwaretransfercircuitboardplacedattheendofthepatient,withAT89S52asthecontrolchipdesign,theperipheralcircuitmustbeadded,toachievesoundandlightalarm,digitaldisplay,liquidleveldetection,detectionandotherfunctions,thenthecorrespondingdatatransmittedthroughthewirelesstransmissionmodulePTR8000.Thesystemoflowprice,completefunctions,goodperformance,itwillbeappliedinnursingmanagementandautomationofhospitallevelhasgreatlyimproved,andtheprospectsofitsapplicationinthemedicalfieldisextremelywide.
Keywords:
microcontroller, wireless transmission module, infrared sens
目录
IV
1引言 1
1.1课题背景 1
1.1.1课题的提出及意义 1
1.2课题的研究现状 1
1.3本课题的研究内容和预期目标 3
2总体方案的设计和工作原理 4
2.1设计方案的选择 4
2.2设计方案总体结构 5
2.3方案论证与比较 6
2.3.1控制方案选择 6
2.3.2电机方案的选择 6
2.3.3步进电动机的选型 7
2.3.4无线模块的选型 8
2.3.5液滴检测方案选择 9
3硬件设计 10
3.1单片机的选型 10
3.2键盘设计 14
3.3数码显示电路 16
3.4声光报警电路 16
3.5液滴检测电路 17
3.6液位监测单元 18
3.7电源电路的设计 19
4软件设计 20
4.1主控模块设计 20
4.2点滴速度的测量模块设计 20
4.3报警模块的设计 22
4.4欢迎界面的设计 24
4.5监控/报警界面设计 25
5联机调试 28
5.1硬件调试 28
5.2软件调试 28
附录 30
附录I整体电路图 30
附录II程序 31
参考文献 35
致谢 36
泰山学院本科毕业设计
1引言
1.1课题背景
1.1.1课题的提出及意义
随着智能化控制研究的不断发展，自动化临床设备的研究日益成为医疗器械发展的一个重点，因而设计一种智能输液管理系统实现对输液过程的全程监控是医学发展的必然趋势。
并且随着微电子技术和信息技术的发展和应用，卫生医疗领域正进行着一场信息化的革命。
在医疗监护领域，传统的监护手段己经不能满足当今多元化、信息化、个性化的医疗监护需求。
由于信息科学、计算机技术、网络技术以及医学信息技术的迅猛发展以及它们在医药卫生领域行业中广泛的应用，世界正进入一个数字医疗时代。
医疗设施发展趋势的走向是否向上在于单片机智能输液系统的发展是否也在向前发展，毕竟，单片机的性价比非常优越，而以前的点滴滴速控制系统，使用的单片机价格比较贵，操作不容易实现，并且对滴速控制精度也较低。
现在单片机可以操作多个控制系统，还可以减轻工作人员的压力，提高医护人员的工作效率。
在人为控制下有时如果不小心将会给安全设施带来很大的麻烦，而且人工控制滴速精度也很难掌握，传统临床输液中有患者、陪护或医护人员随时观察监视药液余量的情况,牵扯到的精力大、效率低、还不利于病区的综合管理的弊端。
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，单片机滴速控制系统将在医疗中得到广泛应用。
该课题研究将具有重要的理论和实际应用价值，对提高我国医疗器械水平将会产生具大的影响。
医疗事业的发展是顺应科学技术而发展的，医疗的安全问题更是离不开科学，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。
1.2课题的研究现状
目前世界上最大的医疗器械市场是日本、美国、欧盟，但公认的最有潜力的市场却是中国。
医疗设备与制药业和器械产业的产值在发达国家比为1∶1.9；
而
16
在中国，这个比例仅为 1∶5。
由此可见中国医疗器械市场在世界的潜力非比寻常。
我国已基本明确新时代的医疗体制的改革方向，国家将每年加大农村基层医疗卫生、公共卫生体系和城市社区的建设，由此可以预见，新的时期就会来临，那就是我国医疗器械市场快速发展的时期[6]。
国外对智能输液装置的研究比较早，如日本、美国和德国等国家在上个世纪八十年代末就进行了智能输液装置的研制。
输液泵是一种多功能的输液控制器，能够比较精确地控制输液速度，并能实现输液阻塞、气泡混入和输液完成报警等功能。
但是价格比较昂贵，在两万元人民币左右。
国内对智能输液装置的研制起步较晚，大都在九十年代中期才开始研究。
不过总的来说功能也只是侧重于精确输液控制，种类比较少，性能也需要改进。
由于在规范的操作下，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这些功能成为了人们更为关心的问题。
作为一种医疗器械，安全性、可靠性是其基础，作为一种普及到每一位输液病人才能有实际意义的产品，使用方便并且价格低廉又是一种基本要求，所以，这种产品即使安全性、可靠性得到了充分保证，但是如果没有简单方便的操作和较低的价格作为其支撑，想要顺利推广也是不可能的。
本系统对输液没有任何影响，系统操作简单，安全性高，可靠性高，检测的精度高。
而且整体造价低，没有使用成本，有很强的市场竞争力和推广前景。
目前，我国三甲以上的医院是563家，二甲县级以上5000家，“十一五”规划的医疗服务机构，包括社区医院总共是31万家。
也就是说，其中80%以上是个体的诊所和县以下的基层医疗机构。
在这些医疗机构中，所拥有的医疗仪器和设备有15%左右是20世纪70年代前后的产品，有60%是上世纪80年代中期以前的产品。
因为我国到现在还没有医疗器械管理的有关法规，所以造成一些本应淘汰、报废的医疗器械至今还在使用，由于超期“服役”，有部分仪器早就不能准确提供诊断依据了，但是有不少小诊所甚至是医院，出于经济利益的考虑仍然继续使用。
但是随着我国人民生活水平的提高,人们对生命健康越来越关注,医疗器械作为一个新兴产业正在蓬勃地发展。
除此之外，我国还有很多科研医疗的机构,不少企业开发的输液装置都申报了专利。
但是由于其稳定性、可靠性和灵敏度等方面还达不到实际要求,所以这些专利很少在现实中得到应用。
总之,我国对智能输液装置的研制比较晚，点滴输液自动化得到普及,还需要很长的路要走。
1.3本课题的研究内容和预期目标
课题的研究目标是要研制出一种智能输液监控系统。
以单片机为核心，设计出一个监测与控制液体点滴速度的装置，能检测点滴速度，控制点滴速度，并能发出报警信号。
它由下位机和上位机组成。
下位机以单片机为核心构成输液监控设备，完成对某一具体输液过程的监控。
它主要包括：
键盘与显示模块、滴速检测模块、滴速控制模块、声光报警模块及PTR8000模块。
由 PC机和PTR8000模块构成上位机，收集从站反馈来的实时信息，进行远程的监控与报警，与此同时通过数据库了解病人的基本信息。
整个系统主要包括四个设计模块：
1.从站数据采集电路，包括液滴信号的采集和液位信号的采集；
2.从站数据处理电路，包括实时数据的显示、处理及控制；
3.声光报警电路的设计；
4.主站数据接收部分电路，主要为主站无线接收模块
PTR8000与单片机之间的SPI通信。
系统各个软硬件的设计完成后，测试系统能够实现的功能有：
a.按钮确定床位号并设置病床输液滴速和输液总量。
b.根据二极管检测液滴是否正常滴下来决定是否输出报警信号，并计算出实际的输液滴速。
c.根据实际滴速有效控制步进电机，来自动调整滴速。
d.根据滴速来估计总滴注时间。
e.基于测量的滴速来计算剩余
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