医院输液与主要生理指标智能监控系统毕业设计.doc

南京工程高等职业学校 五年制高职毕业设计姓 名： 学 号： 080107123 系 部： 电子工程系 专 业： 电气自动化技术 设计题目：医院输液与主要生理指标智能监控系统设计指导教师： 职 称： 副教授 2013年 4 月 摘 要我们在医院里经常会看到护士们忙碌的身影，不管是在门诊还是在病房，总有不少的病人需要输液，一般输液都需要有人监护，这其中主要的监护内容就是输液终了监护和异常生理反应监护。担任监护工作的主要是病人的亲友，这是因为医院的医护人员毕竟是有限的，于是这就不可避免地带来了一定的社会问题。如监护人员不够专业不能及时判断病人的病情变化，大量浪费社会劳动力资源、浪费人力物力，医疗事故判断缺少必要的客观的全天候的过程数据，医患纠纷增多。目前，自动化技术的发展已逐渐渗透到了工业生产和社会生活的各行各业，我们能够全方位地监控一条生产线的各个工作环节使其工作有序进行，也可以监控和指挥工业机器人、为我们的工业生产服务，当然也可以把病人作为监控对象。本项目设计采用温度传感器、振动传感器等对人体的体温、心率等主要生理指标进行监控，采用光电传感器对病人输液终了进行监控，送入PLC进行信息处理，通过CC-Link现场总线进行数据通讯，并通过触摸屏画面切换来实现对病区重点病人的主要生理指标的远程集中监控，从而为重点病人的输液治疗、生命体征异常变化的及时发现增加了新的保障，也为CC-Link工业现场总线在医疗行业中的应用提供了一种应用方案。这一系统在一定程度上能起到节约社会劳动力资源、提高医务人员工作效率的作用，同时也能为判断医疗事故、解决医患纠纷提供一项实时的佐证材料。关键词：CC-Link总线 PLC 生理指标 远程监控1目 录引言 11 监控系统的概述11.1医院智能监控系统的课题设计来源11.2医院智能监控系统的基本结构22 监控系统方案选择22.1 CC-Link总线32.1.1 CC-Link的功能32.1.2 FX2N-16CCL-M系统主站模块42.1.3 FX2N-32CCL接口模块62.1.4 CC-Link的通讯接线72.2 可编程序控制器(PLC)72.2.1 FX3U介绍72.2.2 FX3U的编程使用72.3 人机界面82.3.1 触摸屏的定义82.3.2 GT1155的连接82.4 A/D模块92.4.1 FX0N-3A的概述92.4.2 FX0N-3A的使用93 信号检测与输入接口113.1 输液终了检测113.1.1 器件选用113.1.2 光学原理133.2 心率检测143.2.1 器件选用143.2.2 检测原理153.3 体温检测163.3.1 器件选用163.3.2 检测原理164 智能监控系统设计174.1 智能监控系统设计结构174.2 人机界面报警示意图 185 医院智能监控系统系设计216 结论23致谢1参考文献1附录一1附录二5附录三6附录四7引 言随着自动化技术的发展，CC-Link已逐渐渗透到了越来越多的行业和技术领域；特别是工业现场总线的应用，使我们具备了对工业设备的远程监视和运行控制的能力，从而使工业生产集中监控成为可能。工业现场总线有多种，其中CC-Link现场总线最大传输距离可达1200m，当使用中继器时可达7600m，完全能够满足工厂、矿山等生产性企业的远程监控需要。当然，CC-Link的推出主要是为工业生产服务的，哪么在医院有没有它的用武之地呢？有。在医院可以对病人的输液是否终了进行监控，可以进行24小时监测危重病人的体温、心率（脉搏）、心电等生理指标。本文的主要工作目标就是设计一款能够用于医院并且能同时针对多个病房多个病人（本文以两个病人为监控对象）进行生理指标和输液终了监测的集中监控系统。在 1996 年 11 月，以三菱电机为主导的多家公司以 “ 多厂家设备环境、高性能、省配线 ” 理念开发、公布和开放了现场总线 CC-Link ，第一次正式向市场推出了 CC-Link 这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。并于 1997 年获得日本电机工业会（ JEMA ）颁发的杰出技术成就奖。 CC-Link 是 Control& Communication Link ( 控制与通信链路系统 ) 的简称。CC-Link 具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出优点。作为开放式现场总线， CC-Link 是唯一起源于亚洲地区的总线系统，CC-Link 的技术特点尤其适合亚洲人的思维习惯。1 监控系统的概述1.1 医院智能监控系统的课题设计来源本次课题的来源于，有一次生病去医院发现医院输液室的病人总是人满为患，医护人员往往忙不过来，经常有没有家属看护的病人在输液过程中打瞌睡等，如果疏忽大意药水滴完了或有异常输液反应没发觉，这样很容易造成医疗事故。我们就想到了这个课题，制作一个“医院智能输液与主要生理指标监控系统”来帮助医护人员在人满为患的病房里减轻工作量，提高工作效率。也可以很好的去监控各个输液病床当前的状态，在药液快没有或出现异常生理反应时可以及时地发出报警，有效地帮助护士完成医疗工作，减少因病人监护不周或疏忽大意而造成的医疗事故。医院智能输液与主要生理指标监控系统是一种十分节省人力资源的系统，它的使用比较简单，应用也方便是一种比较实用又经济的监护系统。世界上每天生病受伤的人数不胜数，特别是在重大自然灾害出现大量人员伤亡时，医护人员就会严重不足，在医院输液时医护人员很难看护到所有病人，而这时我们就需要一种医院智能输液与主要生理指标监控系统来有效地节省医护力量，提高看护的效率，有了这个系统我们可以在监控室监护着众多的病人。1.2 医院智能监控系统的基本结构医院智能监控系统可分为四个模块：a.传感器模块b.可编程控制器（PLC）控制模块c.人机界面报警模块d.基于CC-Link现场总线的PLC通讯模块本监控系统包含主监控室、病房1、病房2三个控制节点，主要使用了PLC、CC-Link通讯、模/数，数/模转换、人际界面等智能模块。通过人机界面的切换，主监控室可以监控每一个被监控病人的各项主要生理指标和输液情况，病房1、病房2为远程被监控节点，每一被监控节点可以监控本病房内的所有病人的各主要生理指标和输液情况。用温度传感器、振动传感器等对人体的体温、心率等主要生理指标进行监控，采用光电传感器对病人输液终了进行监控，送入PLC进行信息处理，通过CC-Link现场总线进行数据通讯，并通过触摸屏画面切换来实现对病区重点病人的主要生理指标的远程集中监控。2 监控系统方案选择2.1 CC-link总线目前在工业控制领域，现场总线的应用越来越多。CC-LINK作为一种新型的现场总线,具有较高的实时性。可与智能设备及各种现场设备厂家的产品实现连接，具有较强的兼容性，最高传输速度可达10Mbps，可以充分满足用户对开放结构与可靠性的严格要求,已经得到了越来越多的应用。所以本项目采用了三菱FX2N-16CCL-M模块作为主站的连接，用FX2N-32CCL模块分别作为两个从站的连接，经过基于CC-Link的PLC通讯分别监控相关病房病人的输液和主要生理指标。2.1.1 CC-Link的功能以下所有的功能都体现了CC-Link现场总线的优点。自动刷新功能、预约站功能:CC-Link网络数据从网络模块到CPU是自动刷新完成，不必有专用的刷新指令；安排预留以后需要挂接的站，可以事先在系统组态时加以设定，当此设备挂接在网络上时，CC-Link可以自动识别，并纳入系统的运行，不必重新进行组态，保持系统的连续工作，方便设计人员设计和调试系统。完善的RAS功能:RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性，可用性）、 Serviceability（可维护性）的缩写。例如故障子站自动下线功能、修复后的自动返回功能、站号重叠检查功能、故障无效站功能、网络链接状态检查功能、自诊断功能等等，提供了一个可以信赖的网络系统，帮助用户在最短时间内恢复网络系统。互操作性和即插即用功能:CC-Link提供给合作厂商描述每种类型产品的数据配置文档。这种文档称为内存映射表，用来定义控制信号和数据的存储单元（地址）。然后，合作厂商按照这种映射表的规定，进行CC-Link兼容性产品的开发工作。以模拟量I/O开发工作表为例，在映射表中位数据RX0被定义为“读准备好信号”，字数据RWr0被定义为模拟量数据。由不同的A公司和B公司生产的同样类型的产品，在数据的配置上是完全一样的，用户根本不需要考虑在编程和使用上A公司与B公司的不同，另外，如果用户换用同类型的不同公司的产品，程序基本不用修改。可实现“即插即用”连接设备。循环传送和瞬时传送功能：CC-Link的两种通信的模式，循环通信和瞬时通信。循环通信是数据一直不停地在网络中传送，数据是安站的不同类型，可以共享的，由CC-Link核心芯片 MFP自动完成；瞬时通信是在循环通信地数据量不够用，或需要传送比较大的数据（最大960字节），可以用专用指令实现一对一的通信。优异抗噪性能和兼容性：为了保证多厂家网络的良好的兼容性，一致性测试是非常重要的。通常只是对接口部分进行测试。而且，CC-Link的一致性测试程序包含了抗噪音测试。因此，所有CC-Link兼容产品具有高水平的抗噪性能。正如我们所知，能做到这一点的只有CC-Link。除了产品本身具有卓越的抗噪性能以外，光缆中继器给网络系统提供了更加可靠、更加稳定的抗噪能力。至今还未收到过关于噪音引起系统工作不正常的报告。2.1.2 FX2N-16CCL-M系统主站模块CC-Link主战模块FX2N-16CCL-M是特殊扩展模块，它将FX系列PLC分配作为CC-Link系统中的主站。当一个FX系列的PLC作为主站来使用的时候，最多可以连接7个远程I/O站和8个远程设备站，如图1所示。图1 最大连接配置图FX2N-16CCL-M需要由24V DC提供电源，可由PLC的主单元供给如图2所示，另一种情况就是在外部使用24V稳压电源来提供电源，如图3所示。图2 由PLC供给电源图3 由外部稳压电源供给电源2.1.3 FX2N-32CCL接口模块CC-Link接口模块FX2N-32CCL是用来将FXON/FX2N/FX2NCPLC连接到FX2N-16CCL-M的接口模块。供电方式与主站模块一致，如图4所示为PLC提供的24V电源：图4 24V供电电源2.1.4 CC-Link的通讯接线a.用双绞屏蔽线电缆将各个站的DA与DA端子，DB与DB端子，DG与DG端子，DG与DG端子连接。由于FX2N-32CCL拥有将两个DA端子和两个DB端子，方便连接下一个站就非常方便。b.将每站的SDL端子与双绞屏蔽电缆的屏蔽层相连。c.每站的FG采用三级接地。d.各站的连线可从任何一点进行，与编号站号无关。e.当FX2N-32CCL作为最终站，在DA和DB端子间接上一个终端电阻。f. CC-Link系统中，最大的传输传送距离和各站间的距离仅取决于选择传输传送的速度。如下图5所示，用双绞屏蔽电缆将从站FX2N-32CCL与主站FX2N-16CCL-M连接起来。图5 FX2N-32CCL和FX2N-16CCL-M连接图2.2 可编程序控制器(PLC)本项目医院智能监控系统模拟了一个监控室和两个病房，主站是在监控室内，两个从站在分别的两个病房内，我们选用了三个型号都为三菱FX3U-48M的PLC。2.2.1 FX3U简介首先，FX3U系列PLC的基本功能得到了大幅度的提升。基本指令CPU处理速度达到了0.065us，而且内置了高达64K步的大容量RAM存储器，通过CC-Link网络的扩展可以实现最多达384点的控制，大幅增加了内部软元件的数量。其次，FX3U系列PLC中集成了多项业界领先的功能。晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令：带DOG搜索的原点回归（DSZR），中断单速定位（DVIT）和表格设定定位（TBL），从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。最后，FX3U系列PLC还专门强化了以下功能。FX3U系列专门增强了通信的功能，其内置的编程口可以达到115.2kbps的高速通信，而且最多可以同时使用3个通信口（包括编程口在内），FX3U系列此次新增加了高速输入输出适配器，模拟量输入输出适配器和温度输入适配器，这些适配器不占用系统点数，使用方便。其中通过使用高速输出适配器可以实现最多4轴、最高200kHz的定位控制，通过使用高速输入适配器可以实现最高200kHz的高速计数。综上所述，FX3U系列不仅基本性能大幅提升，而且集成业界领先的功能，具有强大的扩展性，符合CE和UL/cUL标准。在其程序编辑时，所需要的的PLC编程软件需要GX Developer8.23Z以上版本。所以，本设计就是采用了FX3U-48M的PLC对各个模块进行控制。2.2.2 FX3U的编程使用本设计采用的FX3U-48M PLC，它的输入端子X点数有24个，输出端子Y点数有24个。当使用时接线必须将输入端的S/S端子和24V端子并联，该型号输入点的0V就是该型号的COM端，与FX2N型号的PLC不同。如图6所示。本设计只占用了输入端子，并没有输出。图6 接线端子FX3U的编程方式有三种，分别是指令表编程、梯形图编辑和SFC（STL步进梯形图)编程。我们采用的是SFC编程，这种编程方式是根据机械的动作流程进行顺控设计的输入，可以转换成指令表程序和梯形图程序。当发生故障时通过这种编程的方式能很快的查找出来，并很快的解决恢复设备的正常工作。2.3人机界面考虑为了使检测信号实时集中化，而且能让实时数据清晰的直观显示，便于医护人员查看，本项目暂时选择了一种能实现各项数据显示而且便于医护人员操作的人机界面，型号为三菱GT1155的触摸屏。2.3.1触摸屏的定义触摸屏（Touch Panel）是一种附加在显示器表面的透明介质。通过使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的操作定位，最终实现对计算机的查询和输入，从而大大简化了计算机的输入方式，真正实现了零距离操作。触摸屏技术的应用已经非常广阔，适用于家用电器、自动控制设备面板以及像医疗设备这样需要擦拭清洁的应用场合。2.3.2 GT1155的连接接口标准由以下三类RS232：用于与个人计算机（GT Designer2）或连接机器通信。RS422：用于与连接器通信。USB：用于与个人计算机（GT Designer2）通信。如图7所示：图7 通信接口在触摸屏GT1155使用时，本设计的程序传输我们用的是USB的传输接口，通过USB线将我们编辑好的触摸屏程序传入触摸屏内，为了让数据实时显示，我们利用通讯线连接到RS232接口，将主站内的数据实时地显示在触摸屏上。2.4 A/D模块的选择由于PLC是不能直接计算模拟量数据的，必须通过外部的模块将模拟量转换成PLC所能识别出的数字量。本项目采用了三菱型号为FX0N-3A的A/D转换模块由传感器发出信号经过该模块转换成数字量传送到PLC。2.4.1 FX0N-3A的概述FX0N-3A包含两路输入通道和一路输出通道。输出通道将外部的模拟量信号转换成内部的数字信号（A/D转换），输出通道将内部的数字信号转换成外部的摸拟信号（D/A转换）。根据接线不同，可以选择电压信号或电流信号的模拟输入或者输出，模拟输入通道或模拟输出通道的可接受范围为DC 010V、DC 05V或DC 420mA。FX0N-3A可以连接到FX1N、FX2N、FX1NC或FX2NC系列的可编程控制器,所有的数据传输和参数设置均通过PLC程序进行控制与调整。2.4.2 FX0N-3A的使用两路输入通道均为同一特性，不可以混合使用电压输入和电流输入。当使用电流输入时，应确保VIN端子和IIN端子短路连接（电压输入时不可短路连接）。当电压输入或输出存在波动或大量噪声时，应在位子2出连接0.10.47uF 25V DC的电容。端子配线，如图8所示：图8 端子配线3 信号监测与输入接口根据系统需求和各模块使用特点，我们选择了FX3U-48MR作为主站PLC和从站PLC，选择了FX2N-16CCL-M作为主站通讯模块、FX2N-32CCL作为从站通讯模块，用FX0N-3A作为A/D、D/A转换接口，用GT1155作为人机接口界面，这些智能模块构成了我们系统的骨架。为了能够检测输液终了、体温、心率等信号，我们为系统配备和设计了适当的检测部件和接口电路。3.1 输液终了检测3.1.1 器件选用对射光电传感器又称之为光纤式光电接近开关（简称光电式光电开关）也是光纤传感器的一种，光纤传感器传感部分没有丝毫电路连接，不产生热量，只利用很少的光能，这些特点使光纤传感器成为危险环境下的理想选择。光纤传感器还可以用于设备的长期高可靠稳定的监视。相对于传统的传感器光纤传感器具有下述优点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。光钎放大器则根据需要来放置。所以本设计采用光纤式的对射光电传感器，型号为OMRON E3X-NA11。E3X-NA11型光纤放大器除了动作显示灯以外，还装有表示光亮条数的显示灯用来判断信号强弱。如图9所示：图9 显示信号强弱判断对射光纤传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分。光纤检测头分别为一个发光端、一个光的接收端，分别连接到光钎放大器。对射光电放大器结构如图10a所示以及灵敏读调节如图10b所示，用专业螺丝刀顺时针旋转调整灵敏度调整旋钮可增大传感器的灵敏度，反之则减小。(a) (b)图10 光电传感器结构以及灵敏度调节在对射光电传感器的安装过程中，首先将光纤检测头固定，将光纤放大器安装在导轨上或其它位置上，然后将光纤检测头的尾端两条光纤分别插入对射光电放大器的两个光钎孔内，再根据图10进行PLC电气接线。在进行PLC电气接线时应注意根据导线颜色判断电源极性和信号输出线。传感器与PLC的电气接线原理图，如图12所示：图11 接线图3.1.2光学原理输液终了检测原理是利用空气和药液（主要是水）的折射率不同来进行判断检测的。如图12所示，为垂直平面内光线折射对比图（在图中我们忽略了瓶的厚度及瓶所产生的折射），当瓶中仍有足够的液体时，从A点发出的光线经过液体的折射最终射向B点，如12a所示；当瓶中液体不足时，从A点发出的光线没有经过液体的折射，所以最终射向C点，如图12b所示。图12 垂直面光线折射对比图如图13所示，为水平面内光线折射对比图，当瓶中仍有足够的液体时，从A点发出的光线经过液体的折射最终射向B点，如图13a所示；当瓶中液体不足时，从A点发出的光线没有经过液体的折射，所以最终射向C点，如图13b所示。(a) (b)图13 水平面光线折射对比图综合图12、图13的情况，不管是在垂直面内还是在水平面内，当液面低于检测面时，光线总会因失去液体折射而改变方向，于是我们选用光纤对射传感器来进行输液终了检测。发射光纤放在A处沿箭头所指方向射出，接收光纤放在B处，与B处箭头方向相对放置，这样当瓶中液体充足时就能够在B处就能接收到光信号，而当瓶中液体液面下降到检测面以下时，B处就不能接收到光信号，从而发出报警信号，提示监控或医务人员对该病人进行输液终了处理工作。该信号为开关量信号，选择适当的传感器，将传感器信号端直接接PLC的输入端即可。3.2 心率检测3.2.1器件选用心率传感器利用特定波长红外线对血管末端血液微循环产生的血液容积变化的敏感特性，检测由于心脏的跳动,引起手指指尖的血容积发生相应的变化，经过信号放大、调理等电路处理。其中HKG-07A输出同步于脉搏跳动的脉冲信号，从而计算出脉率，该红外脉搏传感器主要用于临床上脉率的测量、监测和脉搏波的病理分析。其技术参数，如图表1所示：表1 心率传感器技术参数参数最小值典型值最大值单位备注工作电压512V工件电流40mAHKG-07A20HKG-07B工件环境温度-4085oC储存环境温度-40125oC输出幅度V-1VHKG-07A0.21VHKG-07BHKG-07A红外脉搏传感器输出波形，如图14所示： 图14 HKG-07A红外脉搏传感器输出波形图使用提示（HKG-07A）：使用时被测者保持安静，提高脉率测量准确性的方法有正确识别有效脉冲信号、求前数个脉冲周期的平均值等、设定脉率量程等方法。接口说明，如图15所示：图15 HKG-07A红外脉搏传感器接口说明图3.2.2检测原理心率就是单位时间内心跳的次数，有时也称脉搏。我们选用HKG-07A红外脉搏传感器，传感器输出信号为方波信号，在PLC输入端与这一信号之间加一光耦进行光电隔离，从而实现信号的有效输入。如图16所示，为心率检测接口电路简图。图16 心率检测接口电路3.3体温检测3.3.1 器件选用Pt100温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术参数如下：  a.测量范围：-200+850；  b.允许偏差值：A级±（0.150.002t）， B级±（0.300.005t）；  c.最小置入深度：热电阻的最小置入深度200mm；  d.允通电流 5mA。  另外，Pt100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。铂热电阻的线性较好，在0100摄氏度之间变化时，最大非线性偏差小于0.5摄氏度。传感器如下图17所示：图17 PT100传感器封装图3.3.2 检测原理用热敏铂电阻作为探头，构成如图18的放大电路，输出信号连接到FX0N-3A的电压输入端，接地端与FX0N-3A的公共端相连接。图18 体温检测放大电路4智能监控系统设计4.1 智能监控系统设计结构如图19所示，医院智能输液与主要生理指标监控系统模拟了一个主监控室和两个病房，两个病房都是通过外部的对射传感器检测输液是否终了和心率传感器检测人体脉搏次数，将集取的信号分别传送到两个从站PLC内进行数据的运算，再由温度传感器检测出人体温度的模拟量信号通过D/A模块转换成开关量信号分别传送到两个从站PLC内进行运算，将得出的所有信号通过CC-Link通讯传送到主监控室内的主站中，在由主站将所有采集的信息通过人机界面清晰、直观、实时的显示出来。这就是整个监控系统设计结构。图19 监控系统设计结构图 4.2人机界面报警示意图医院输液与主要生理指标智能监控室的人机界面设计图以及各个监控画面讲解如下所示。总监控界面，如图20所示:医院输液与主要生理指标智能监控室的总监控画面按钮有输液监控按钮、体温和心率监控按钮和单站演按钮(单站演示整个工作过程暂不使用，只用于调试)。当按下输液监控按钮时，画面将会进入输液终了的集体监控界面；当按下体温和心率监控按钮时，画面将进入一号病房和二号病房集中监控界面；当按下单站演示按钮时，画面将进入单站演示调试界面。 图20 总监控界面输液终了集体监控界面，如图21所示：当在总监控界面按下输液监控按钮时，进入了输液终了的集体监控界面，将会出现一号病床和二号病床的报警指示灯，在输液过程中报警指示灯为绿色，当输液终了时，指示灯将出现警报提示，此时灯为红色，在该页面的左下角有解除报警按钮和主画面按钮，当医护人员按下报警解除按钮时，该报警指示灯又重回到绿灯状态。当按下主画面按钮时画面又切换到总监控界面下。在该页的右下角有体温心率按钮，当将该按钮按下时画面将会切入到一号病房和二号病房的体温与心率的集中监控界面。图21 输液情况集体监控图一号病房和二号病房体温与心率集中监控界面，如图22所示：当在主画面按下体温心率监控按钮时，画面将进入到一号病房和二号病房体温与心率集中监控界面，当体温在正常的情况下，体温报警只是灯为绿色。当人体体温高于正常温度时，体温过高的报警指示灯将变为红色提示报警；当人体体温低于正常温度时，体温过低的报警指示灯将变为红色提示报警；当医护人员按下报警解除按钮时，体温过高或过低的指示灯将回到绿灯状态。当人体心率高于正常心率时，心率过高的报警指示灯将变为红色提示报警；当人体心率低于正常心率时，心率过低的报警指示灯将变为红色提示报警；当医护人员按下报警解除按钮时，心率过高或过低的指示灯将回到绿灯状态。当按下体温心率报警界面左下角按下主画面按钮时画面将切换到主界面，当按下该画面右下角的返回时，画面将会被切换到一号病床的体温与心率的监控画面。图22 体温与心率集中报警界面一号病床体温与心率监控界面，如图23a所示：当在体温心率报警界面按下右下角返回时，进入一号病床体温与心率的监控界面，当人体在测量体温是，一号病床将会显示出实时的人体体温，让医护人员一目了然，该画面检测心率分为粗测和精确测量，心率粗测是计算人体15秒钟跳的脉搏次数，一分钟有4个15秒，所以在乘以4得出的结果将是人体的粗测心率。精确测量就是人体在一分钟内的具体脉搏次数。粗测15秒就能显示出来，精确测量60秒就能测出来。当按下左下角的测试开始按钮时，数据将会清零重测；当按下左下角主画面按钮时，画面将会进入主界面；当按下右下角返回按钮时，画面将会被切入到二号病床体温与心率的界面。(a) (b)图23 一号病床体温与心率实时监控界面二号病床体温与心率监控界面，如图23b所示。二号病床的检测方法和一号病床相同，当按下该图右下角返回按钮时，画面将返回到一号病床体温与心率的实时监控界面。5 医院智能监控系统系设计医院输液与主要生理指标智能监控系统的CAD设计，如图26所示。CAD设计图分为六个模块，病房的两个传感器模块、一个主站模块、两个从站模块和一个人机界面模块。传感器模块里面主要有三个传感器，光电传感器、温度传感器和心率传感器。还有一个24VDC电源，由外部220VAC电源转换为24VDC电源分别为三个传感器提供电源，在传感器模块的外部有一个220V交流电插头和五个开关，分别是24VDC总电源开关、对射光电传感器的电源开关、温度传感器的电源开关、心率传感器的电源开关和一个用于传感器扩展的备用电源开关。当传感器使用时，先要将总电源插头插在220V交流电上，然后按下24VDC电源的总开关，当三个传感器都需要同时工作的情况下，在分别打开三个传感器的电源开关，当不需要同时工作的情况下，则根据情况按下需要的电源开关，避免不必要的能源浪费。图26 监控系统CAD设计原理医院输液与主要生理指标智能监控系统设计主站，从站程序见附录一、附录二和附录三。6 结论本系统运用PLC、人机界面等智能模块，通过CC-Link工业现场总线对不同病房多个病人的体温、心率等主要生理指标和输液终了进行集中监控，实现了CC-Link工业现场总线在医院病房的具体应用，降低医务人员的劳动强度。另外，本系统不仅能够实现了病人的主要生理指标和输液终了的实时监控，而且还能够降低医疗事故的发生率，同时也能为医患纠纷和医疗事故鉴定提供一份辅助的实时佐证材料。9致 谢本设计的完成是在我们的导师刘四妹老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有老师的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生。作者：崔鹏程 二零一三年三月三十一日参考文献1 覃强等. 开放式现场总线CC-Link综述J.仪器仪表标准化与计量，2002(2): 7112 王海涛,黄亚勤,王海令等. 基于CC-Link现场总线网络的机器人工作站远程监控系统设计实现J. 北京联合大学学报(自然科学版),2010(4):43463 章红,吴昊,徐新,刘丰. 基于CC-LINK网络的远程设备站开发J. 可编程控制器与工厂自动化,2010(10):8486附录一：主站程序:附录二：从站一号病房程序：附录三：从站三号病房站程序：附录四：本设计使用说明：本设计的传感器我们将其模块化，使得检测人体时非常方便。如图1所示：图1 传感器集中合如图2所示，为心率传感器的检测器，将其夹在手指上保持平静就能测出人体心率。图2 心率检测夹头如图3所示，为体温传感器的检测头，将其放在人体恒温的部位保持平静就能测出人体实时温度。图3 PT100温度检测头如图4所示，对射传感器输液终了检测头检测药液瓶的终了状况。该检测头为固定装置，如图5所示。图4 对射传感器检测头图5 对射传感器检测头固定装置