病床呼叫及输液监控系统本科学位论文.docx
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病床呼叫及输液监控系统本科学位论文
浙江纺织服装职业技术学院
毕业设计
题目病床呼叫及输液监控系统
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
目录
1．设计任务书2
1.1设计任务书2
1.2基本要求2
1.3设计方案3
1.3.1显示模块3
1.3.2传感器模块3
1.3.3串口通信4
1.3.4报警模块4
1.3.5无线模块4
2．硬件设计4
2.1声光报警系统4
2.2主机模块电路5
2.3从机模块电路5
2.4串口通信6
2.5光电传感器7
3、系统软件8
3.1主机程序流程8
3.2从机程序流程8
4．调试9
4.1硬件的调试9
4.2软件的调试（见附录源程序）9
4.3硬软件总体的调试9
5．小结10
6．参考文献10
6.附录11
6.1原理图11
6.2清单12
6.3源程序12
病床呼叫及输液监控系统
摘要：
随着人性化管理的趋势，关于病床呼叫及输液监控系统的研发受人关注，本题设计的题目是病床呼叫及输液监控系统。
本设计产用三个模块，主机模块，从机模块和模拟模块。
主机模块和其他模块用串口连接。
主机模块用12864液晶显示病床号、点滴速度、时间和温度并能循环显示。
从机模块和模拟模块用4位一体共阳数码管显示病床号和点滴速度。
当从机模块和模拟模块按下呼叫按钮式，主机模块就能检测到第一个按下键的病床号，并显示病床号及报警。
利用水的散光原理用光电传感器检测点滴速度。
运用串口通信。
本方案可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
本设计采用8位单片机STC89C52，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点，处理速度高等特点。
关键词：
单片机；光敏电阻；12864液晶；数码管；串口通信
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1．设计任务书
1.1设计任务书
设计并制作一套用于医院的病床呼叫和输液监控系统，它由护士站主机、病床监控器等组成，而病床监控器同时具有呼叫和输液监控功能。
1.2基本要求
（1）病床监控器具有站号任意输入设定和显示功能。
（2）当按下监控器上的呼叫按扭时，主机能显示最先接收到的呼叫病床号，并发出声光报警提示。
（3）主机能手动清除当前显示的病床号及报警信号。
（4）主机能接收并存储不少于10个呼叫的病床号，在手动清除当前显示后，能依先后顺序显示下一个病床号并发出声、光提示。
（5）自制直流电源，各从站病床监控器直流电源由护士站主机供电。
（6）在滴斗处检测点滴速度，并在病床监控器上实时显示点滴速度（滴/分），测量误差小于±2%滴。
（7）输液结束（滴速为零）时，从站和主站应在3秒内发出声光报警信号。
（8）主站和从站间应尽量减少连接线数量，有线通信传输距离不小于30米。
（9）主站能巡回显示各从站的编号及当前点滴速度，巡回时间3-10秒可由主站任意设定。
1.3设计方案
主机、从机和模拟机均采用STC89C52单片机为控制核心，接口电路模块分别为：
主机按键接口电路模块、从机按键接口电路模块、主机液晶显示电路模块、从机、模拟机数码管显示电路模块、滴液检测电路模块、主机和从机串行通信电路模块及无线模块等。
1.3.1显示模块
方案一：
用12864液晶显示，此模块电路简单，占用单片机端口少，显示内容丰富。
方案二：
用74HC573锁存器和8个共阳数码管，此模块占用单片机端口少，但是电路复杂显示内容单一。
方案三：
用8550PNP三极管和2个4位一体的共阳数码管。
此模块占用单片机端口多，但是电路简单。
由于本设计主机模块显示的内容较丰富所以采用方案一，从机模块和模拟模块显示的内容单一所以选择数码管显示，由于方案三电路简单，所以选用方案三。
1.3.2传感器模块
方案一：
红外探测法，即利用红外线遇到透明液体反射性质的特点，红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过3cm。
红外接收管容易受到可见光的影响，从而改变其阻值，容易造成系统的误判。
方案二：
光敏传感器检测法，即用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
利用这一原理，当水滴通过光敏电阻后会让电阻前的光发生散射从而改变光线强度使光敏电阻阻值发生该改变，从而起到检测水滴的功能
方案三：
用RPR220型光电对管。
RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。
RPR220采用DIP4封装，其具有如下特点：
塑料透镜可以提高灵敏度。
内置可见光过滤器能减小离散光的影响。
鉴于系统要求体积小，结构紧凑，综合选择，决定使用方案二。
1.3.3串口通信
方案一：
用MAX232只需要单一+5V电源供电，片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-，功耗低，典型供电电流5mA，内部集成2个RS-232C驱动器，内部集成两个RS-232C接收器，但是距离较短。
方案二：
用光电耦合器，在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（2pF以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。
而且传送的距离较长。
鉴于系统要求距离不小于30米所以用光电耦合器。
1.3.4报警模块
产用无缘蜂鸣器和发光二极管，此设计体积小，机构紧凑，无缘蜂鸣器杂音较少，发光二极管亮度较高。
1.3.5无线模块
无线模块采用珠海元井公司的VW-CCXX00A型号的无线发射模块，每个模块包含一对收发线路，分别与MAX232的TX与RX端相连，由于无线发射模块本身的限制，本次设计采用了9600bit/s的波特率。
2．硬件设计
2.1声光报警系统
声光报警系统有蜂鸣器、8550PNP三极管、电阻、发光二极管组成，当按下监控器上的呼叫按扭时，P3.6口给它低电平时蜂鸣器开始报警，P3.7给它高低电平是发光二极管开始闪烁。
声光报警模块电路如图2.1所示。
图2.1声光报警系统电路
2.2主机模块电路
主机模块由12864液晶、单片机最小系统、键盘模块、声光报警系统组成。
采用STC89C52单片机为控制核心，12864B液晶循环显示各从机的编号及当前点滴速度，具有站号任意输入设定和显示功能。
能接收并存储不少于10个呼叫的病床号，当从机呼叫主机时抱紧并显示呼叫病床号。
主机模块电路如图2.2所示。
图2.2主机模块电路
2.3从机模块电路
从机模块由8550PNP三极管、四位一体共阳数码管、单片机最小系统、键盘模块、声光报警系统组成。
采用STC89C52单片机为控制核心，1数码管显示病床号和点滴速度。
当呼叫主机时开始报警。
从机模块电路如图2.3所示。
图2.3从机模块电路
2.4串口通信
当采用有线电路进行串口多机通信时，由于题目要求传输距离大于30米，且为多机通信因此不能采用MAX232，本设计用光电耦合器作为串口通信器件，实践证明传输距离完全满足30米的要求。
光电耦合选用6N137高速转换芯片，具体电路如图2.4所示。
图2.4串口通信电路
2.5光电传感器
点滴速度用光电传感器来检测，由于光敏电阻的阻值随着光照强度会发生相应的改变，利用这一原理，当水滴通过光敏电阻后会让电阻前的光发生散射从而改变光线强度使光敏电阻阻值发生该改变，从而起到检测水滴的功能，光电传感器的电路如图2.5所示。
图2.5光电传感器电路
3、系统软件
3.1主机程序流程
N
Y
3.2从机程序流程
N
Y
4．调试
4.1硬件的调试
（1）主机模块显示病床号和点滴速度，利用键盘能任意输入设定和显示功。
能接收并存储10个呼叫的病床号。
（2）从机模块显示病床号和点滴速度，利用键盘呼叫主机病报警。
（3）光电传感器模块，检测点滴速度并将信号传给单片机，单片机控制主机和从机显示点滴速度。
（4）测试结果
表1病床号输入与显示数据表2实际液滴点数与监控站液滴显示点数数据
病床号输入
病床号显示
001
001
005
005
010
010
013
013
主机液晶
显示液滴点数
秒表测试液滴实际点数
主机与从机是否报警
20滴/分钟
22滴/分钟
否
35滴/分钟
36滴/分钟
否
55滴/分钟
58滴/分钟
否
0滴/3秒
0滴/3秒
是
4.2软件的调试（见附录源程序）
4.3硬软件总体的调试
（1）主机模块显示病床号和点滴速度，利用键盘能任意输入设定和显示功。
可以循环显示病床号和点滴速度，当从机呼叫时立即显示呼叫号能接收并存储不少于10个呼叫的病床号。
利用键盘取消报警并继续循环显示。
主机能显示最先接收到的呼叫病床号，并发出声光报警提示。
（2）从机模块显示病床号和点滴速度，利用键盘呼叫主机并报警。
（3）光电传感器模块，检测点滴速度并将信号传给单片机，单片机控制主机和从机显示点滴速度。
（4）测试结果
表3护士站手动清除当前显示数据与报警数据表
护士站显示病床号数据
手动是否清除当前病床号
护士站报警是否消除
001
是
是
005
是
是
010
是
是
表4护士站存储病床号数据与手动清除当前显示数据表
护士站显示存储病床号数据
手动是否清除当前病床号
是否消除当前的报警
当前显示的病床号
当前的报警
001
是
是
005
005
005
是
是
010
010
010
是
是
011
011
011
是
是
012
012
012
是
是
013
013
013
是
是
014
014
014
是
是
020
020
020
是
是
021
021
021
是
是
022
022
5．小结
通过这几天的毕业设计，本小组基本完成了题目要求的大部分功能，并将无线传输技术应用到了本次设计中，虽然我们的设计还不能做到完美，但是通过本次毕业设计，我们小组的2位同学还是学到了很多，自己经过一段时间的制作，在很多的地方还有改进的地方，比如在有线和无线切换时，还是有点误差，这一方面还有待改进。
通过这次开发，我充分感受到了开发的艰辛，很多看起来简单的问题实际动手起来却不是那么回事，往往有这样或那样的错误，需要我一步一步地去解决，虽然在出现问题是感觉很头痛，特别是查找不出问题的原因时，然而更多的是实现功能后所享受到的喜悦。
感谢我们知道老师通宵达旦的给我们制作过程给予指导，提出了宝贵的意见。
6．参考文献
【1】谭浩强编著.C程序设计第二版［M］.北京:
清华大学出版社,1999
【2】徐爱钧、彭秀华．单片机高级语言C51应用程序设计.--北京:
北京航空航天大学出版社2006.1
【3】薛均义、张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.--西安:
西安交通大学出版社2005.1
【4】楼然苗.51系列单片机设计实例.—北京：
北京航空航天大学出版社2006
【5】黄智伟.传感器应用设计实例制作.—北京：
电子工业出版社2006.4
【6】唐桃波、陈玉林.基于AT89C51的智能无线安防报警器[J].电子设计应用,2003
Sickbedcallingandinfusionmonitoringsystem
Abstract:
withthetrendofthehumanizedmanagement,callingonbedsandinfusionmonitoringsystemofr&d,designtopicissickbednumbeerscallandinfusionmonitoringsystem.
Inthisdesign,themainmodulewiththreemodules,moduleandsimulationmodulesfrom.Hostmoduleandothermoduleswithseriallinks.Host12864LCDmoduleinhospital,droppingspeed,timeandtemperatureandcirculation.FromthemoduleandsimulationmodulewithfourintegrateddigitalpipedisplayofYang,droppingspeedandhospital.Whenthemoduleandsimulationmodulepresscallself-closing,hostmodulecandetectthefirstpressthebutton,andhospitalbeds,andalarm.Withtheprincipleofusingwater,astigmatismphotoelectricsensordetectionofdroppingspeed.Usingserialcommunication.
Thisscheme,highprecisionandreliabilityofthesystemcansatisfytherequirements.ThisdesignUSES8bitsSTC89C52microcontroller,hastheadvantagesofsmallsize,highcapacity,andintegrationdrivenhigh,easyextension,highreliability,lowpowerconsumption,simplestructure,interrupthandlingability,highprocessingspeed.
Keywords:
SCM,Photoconductiveresistance,12864LCD,Digitalpipe,Serialcommunication
6.附录
6.1原理图
6.2清单
元件名称
型号
数量
用途
单片机
STC89C52
3
控制核心
晶振
11.0592MHZ
3
晶振电路
电容
30pf
6
晶振电路
电解电容
10uf
3
晶振电路
电阻
10k
3
复位电路
按键
3
复位键
按键
3
病房数据传送按钮
按键
3
病房报警按钮
按键
6
病床编号设置按钮
电源
5v
1
电源供电
L78050V
5V稳压
3
电源电路
4位一体数码管
4
从站显示
液晶
12684
1
主站显示
三极管
8550
32
从站显示
电位器
103
1
液晶显示
蜂鸣器
有源
2
报警电路
三极管
8550
2
报警电路
发光二极管
2
报警电路
电阻
560欧
2
报警电路
光敏电阻
2
液滴检测
稳压二极管
3.3V
1
液滴检测
发光二极管
4
液滴检测
电位器
103
1
液滴检测
电阻
2k
1
液滴检测
LM324
gk8481c7
1
液滴检测
MAX232
2
串口通信电路
电解电容
0.1uf
3
串口通信电路
电线
30米
串口通信电路
6N137
1
串口通信电路
6.3源程序
//主机程序
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharflag,flag1,flag2,flag3,flag4,flag5,flag6,biao,
wo,a,fan,num1,b,temp,shu,shu1,shu2,duo,hao,hao1,c,i4,i5,z,g,tt,tt1,shuzhi,yedi,i,qie,xs,cs,
pan,huxian,q1,abc,abc1;
sbitSCLK=P1^0;//位定义1302芯片的接口，时钟输出端口定义在P1.0引脚
sbitIO=P1^1;//位定义1302芯片的接口，数据输出端定义在P1.1引脚
sbitRST=P1^2;//位定义1302芯片的接口，复位端口定义在P1.2引脚
sbitRS=P2^0;//寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚
sbitRW=P2^1;//读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚
sbitE=P2^2;//使能信号位，将E位定义为P2.2引脚
sbitBF=P0^7;//忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚
sbitkey=P1^4;
sbitkey1=P1^5;
sbitkey2=P1^6;
sbitd1=P1^3;
sbitfmq=P3^6;
uchardatatable4[15];
uchardatashuju[3];
ucharcodetable0[]="『星期』";
ucharcodetable[]="※20年月日";
ucharcodetable1[]
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