液体点滴速度监控装置的设计-毕业设计（论文）文档格式.docx

1、The Design Of Liquid Drip Speed Monitoring Device【Abstract】 With the development of electronic technology, medical equipment is also undergoing some changes, but the traditional artificial way of manuai-style care has become increasingly clear that the guardian can not meet the needs of today.At pre

2、sent, Chinas medical institution at the time of infusion therapy, infusion speed control is the use of artificial parties. Routine clinical transfusion, infusion bottle hanging widely used, and direct observation with your eyes, relying on clips to control the infusion speed manual, this mode of ope

3、ration can not precisely control the speed of infusion, and the large amount of work. Therefore, we need cheap and practical inspection and monitoring of medical infusion devices to meet todays health care needs.The system design is based on AT89C51 microcontroller as the core to keyboard and optica

4、l sensor system as input to digital control and the motor output system of intelligent infusion as a control and monitoring system. Keyboard keys for the stand-alone system, the function of photoelectric sensors the speed of the liquid drip infusion bottle and reliable detection of page height. When

5、 the liquid amount is less than the warning value, alert systems, and you can manually remove the alert. Large motors have speed control and input pulse power can be maintained constant high torque, etc. So you can control the bottle through the upper and lower slow-moving liquid drip to control the

6、 speed of intelligent purpose.【Keywords】 SCM Photoelectric sensor Stepper motor目 录第1章系统方案选择与论证1.1各模块方案选择和论证1.1.1液体点滴速度检测1.1.2输液瓶液面检测1.1.3键盘方案1.1.4显示方案1.1.5电动机系统方案1.1.6点滴速度控制方案1.2方案确定1.3基本系统框图第2章系统的硬件设计与实现2.1系统硬件的基本组成部分2.1.1液体点滴速度检测电路2.2.2储液瓶液面检测电路2.2.3键盘电路2.2.4显示电路2.2.5步进电机驱动电路2.3原件说明2.3.1AT89C512.3

7、.2NE5552.3.3数码管第3章系统软件设计3.1液体点滴速度检测子程序3.2储液瓶液面检测子程序3.3点滴速度检测子程序3.4键盘显示子程序3.5系统的主程序设计第4章总结致 谢参考文献红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线1。人眼可见的波长为380nm-78mm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线，红外线光电传感器，它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通电路而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测，而且检测距离可近可远，根据具体情况选择自己合适的传感器即可。方案一：利用光透射原理。使用红外对管实现对液体点滴速度的检测。

8、当没有点滴落下的时候,检测系统输出一个比较低的电压，而当有点滴滴下，经过红外对管，检测电路就会产生一个比较高的电压。如此就可以产生脉冲信号。但检测到的电压变动比较小，所以必须加一个电压放大电路。经过放大的信号在通过一个电压比较器就可以得到单片机可以识别的脉冲信号，从而实现对点滴滴数的计数。实现框图如图1-1。图中的转换电路由放大电路和比较电路两部分组成。图1-1光透射原理检测电路方案二：利用光的反射原理。使用反射式红外光电传感器检测。红外发光二极管垂直于漏斗壁发送红外光，红外接收管依据接收到的红外光信号的强弱产生脉冲信号，先通过放大电路的处理再通过电压比较电路的处理就可以得到单片机可以处理的脉

9、冲信号。实现原理框图如图1-2。其中整形电路包括放大电路和比较电路。图1-2光反射原理检测电路方案三：使用电容式接近开关。电路集成度高，使用继电器输出，输出信号标准，电路简单。但其工作原理是根据电容中介质的改变对外产生开关量。采用金属电极检测储液瓶液面信号。原理如图1-3，利用药液的导电特性实现液滴速度及储液瓶液面信号的检测，通常电极采用不锈钢等耐腐蚀材料制成。图1-3 金属电极检测储液瓶液面信采用光电传感器检测点储液瓶液面信号。原理如图1-4所示。发光二极管发射的平行光束穿过茂菲氏滴管投射到光敏三极管的感光面上，在没有液体时，光敏三极管接收到的光照度最大，产生的光电流也最大，当有液体时，由于

10、液滴对红外光的吸收特性，使平行光束发散，投射到光敏三极管上的光照度将减弱，从而使光敏三极管产生的光电流减小。在低液面（2cm-4cm）的情况下，进气所形成上升气泡在液面的聚集与运动，使平行光束的发散效应明显增强。图1-4光电传感器检测点储液瓶液通过软件设置完全可以通过检测点滴速度来产生报警信号，因此可以去掉液面检测电路而完全由液体点滴速度检测电路代替。这样就不需要硬件的储液瓶液面检测电路，而由软件控制。采用矩阵式键盘,此类键盘利用矩阵式行列扫描方式，优点是当按键盘较多时可降低占用行列扫描方式，单片机的I/O口数目，缺点为电路复杂且会加大编程难度。采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根I/O接

11、口线,每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点为当按键较多时占用单片机的I/O口数目较多，优点为电路设计简单，且编程极其容易。采用液晶显示屏。液晶显示屏（LCM）具有功耗小、轻薄短小无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强等特点。但由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器资源占用较多，其成本也偏高。采用三位LED七段数码管显示点滴数目。数码管具有低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化，对外界环境要求较低。同时数码管采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。采用单片机和A/D转换

12、构成系统，控制普通电机的步数和旋转方向，可以考虑达林管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速，减小因惯性，速度，步距角过大而引起的调整误差，达到改变点滴高度的要求，缺点是控制信号为模拟信号，需要将单片机输出的序列脉冲转换，延长了控制的时间，并且步距角为9，不能精确的控制点滴速度。4采用单电机控制系统，系统的执行机构是电机，用电机控制储液瓶的高度，点滴测速传感器测点滴水速，传给从单片机处理输出。单片机根据储液瓶内液面的高度H1，滴斗内液面的高度H2，利用经验公式或是实测关系计算出储液瓶应在的高度。用直流电机控制液瓶上升或下降的高度。这个方案避开了

13、因为点滴速度不准确，测试点滴水速很长的时间开销的问题。所以控制起来的反应相对比较快。但存在电机是不是能测准控制长度，传感器能不能测准高度的问题。 图 1-5 电动机驱动电路图采用电机加输出量直接反馈的控制系统。本方案的执行机构是电机，电机用来调节储液瓶的高度，同时改变滴斗的高度，从而达到改变水滴的目的。利用光电传感器测试水滴的速度，再将此反馈量给控制器比较，然后通过调整高度再比较反馈量。直到调到所要的水滴速度为止，此系统为是输出量直接反馈的闭环自动控制系统。在控制的稳定性上讲，可以较稳定的调节水滴速度，再则是由于输出量直接作为反馈量，有利于输出量的稳定。图 1-6 电动机驱动电路图通过改变滴斗到受液瓶的高度来调节点滴的速度。由步进电机带动储液瓶使储液瓶上升或下降改变滴斗到受液瓶的高度,从而调节点滴速度。由于其高度的改变与点滴速度基本成线性关系,这易于对点滴速度进行控制。而液滴管的高度可通过电机实现精确的定量控制。但此方法对机械设备的要求高,不容易安装。设备可移动性小，而且对电机的功率也有一定的要求，要采用大功率的电机。采用单片机和可编程逻辑器件控制输液软管的松紧来控制点滴速度。改变塑料点滴管的形状以控制液体的