基于单片机的医疗点滴输液控制系统设计.doc
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1、单片机开发与应用文章编号：（）吣一基于单片机的医疗点滴输液控制系统设计 （赣南师范学院）曾惠芳廖颀，摘要：文章介绍了一种基于控制的医疗点滴输液控制系统的设计方法。该系统操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能，适合在医院推广使用，以加速医疗器械加速自动化与半自动化进程，提高医护质量。关键词：单片机；点滴；控制系统；报警中图分类号：文献标识码： 。， ， ， ：， ，引言目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器，将液体容器挂在一定高度，利用势差将液体输人病人体内，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。如何使这种手工操作走向自动化或半自动化，让护理人员监控病人
2、打点滴的进程时间得到充分利用，使能自理的病人自己能掌握点滴的速度，这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程，提高医护质量。本文介绍了一种操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能的智能型液体点滴速度监控系统。该系统可让医护人员在控制室（主站）改变不同受液者（从站）的输液状况，也可以直接到输液室直接改变输液状态（直接控制从站），了解病人的输液进程，及时通知处理将快完成的输液。硬件结构与工作原理系统框图图系统结构框图整个系统由主站和从站两部分组成。主站安装在护理室主要功能是观察各从站的工作状态和相应的一些曾惠芳：实验师简单的控制功能，当从站的有特殊情况报警时，主站也同时报警，提醒护理工作人员进行
3、相应的处理。从站安装在每个输液器上，以完成输液点数的设置、检测、控制和报警等功能。主、从站之间采用串口方式相连。因为从站个数较多。用自带的不能实现，为此在主从站之间采用扩展总线的方式来完成通信功能，只要在主从站中用一位寄存器就可完成个从站的控制。在上扩展总线的方法可参见文献。主站硬件设计如图所示，主站的口接阵列式键盘，口接八位显示模块，和与从机的和对接，通过扩展总线串行通信，作为报警控制端口，通过限流电阻接至三极管基极，驱动蜂呜工作。八位共阴由七段译码驱动器驱动，译码位选通；为保证可靠复位，复位电路采用复位芯片。辫划嘱目 吐。一町一叮。 和图主站电路图从站硬件设计从站有多个，硬件结构都相同，只
4、是对主站而言，万方数据秘鼬控嗣邮局订阅号：躺元，； 叮阁！睦萋叮。础 町糯略鉴磁孽 叮。伫“ 划乒 、”。一譬硎。单片机开发与应用中文核心期刊微计算机信息（嵌入式与）年第卷第期系统所设置的总线地址不同。只要增加总线编千反转控制。软一设计软件设计包括主站和从站两部分，涉及功能比较叮田町。田崃辩疆爵田习圈堡羔巨喾霄潞塑卜一。一上 差“ ； ：；复杂，简单起见，只说明主要的编程思想。主站程序设计主站要完成的功能主要是对从站进行定点检测和巡回检测，并和从站通过总线进行数据交换，并对键盘进行扫描，根据键盘输入和总线进行数据交换结果进行相应的操作（如报警、显示从站号和从站流速等）。主程序完成监测总线请求、
5、键盘的扫描并根据键盘的输入调用相应的功能程序实现图从站电路图从站键盘、总线、报警、复位等主体结构和主站类似，如图所示。不同的是液滴检测信号由送入（），作为计数器的输入；液面检测信号送入（），作为外部中断的触发信号；的输出用来盥排酞憎勺启停税正扳转，朋厢翰确谳病度。其控制功能。显示可由定时中断程序调用。键盘扫描和显示程序的编写可参考文献。主机信息处理程序流程如图所示，由键盘设定检测方式后调用此子程序，如设置的是定点方式，则由键盘输入从站号后启动总线，由总线进行信息交换后可得知从站的状态，并显示出来；如为巡回检测方式，每按一下键就检测一个从站，检完为止。群尊胆从站程序设计从站键盘扫描、显示、报警与
6、总线程序设计和主站类似，不同的主要有两点，一是要实现点滴速度检测、控制功能；二是要实现液面检测报警功能。点滴速度检测采用硬件定时和软件定时相结合的方图液滴检测电路图液面检测信号式进行：每当有一脉冲信号，计数器自加，并启动液滴检测电路如图所示，红外发射、接收电路装在滴管上。每一滴药水都将使检测电路产生一个正液面检测电路如图，由构成的振荡电路产生用于控制红外发射管发射，在正常情况下，（）输出低电平，单片机输入为高电平，当液面下降到设定高度（由红外发射管和的安装位置决定）时，的输出会有一个下降沿跳变，用于触发单片机的外部中断。网步进电机驱动电路图是步进电机的驱动电路。由一经三极管控制光耦的输入，并由
7、光耦输出控制步直电机各组线圈的通断时间。从而完成步进电机的步进数和正一元，年邮局订阅号：万方数据内部定时器相计时。设置计时值为毫秒，哟每一次中断都使一寄存器（如）加一，这样可实现数百毫秒一数秒的定时，下滴到来时保留其值。并从新计时。以连续滴的平均时间转换为每分钟的滴数作为控制依据。从站点滴速度检测控制程序流程如图所示，并由主程序调用（主程序设计成一死循环结构）。当主程序调用此程序后，按如上原理检测点滴速度，如速度值太大或太小（和设定的极限值比较），从站报警，并启动总线将从站号和报警信号传到主站主站接到信号后也报警。如速度值在允许范围内。则和护理人员设定的值比较，如相差在滴之内认为速度合适，不要
8、调整，如超过滴，则根据值的大小控制电机正转或反转一周，以调整滴瓶的高低，从而改变流速。主程序循环调用就能将速度调整到设定范围内。液面检测电路输出作为外部中断的触发信号，中断的服务程序如图所示。当外部中断响应时，说明液面已低于设定值，从站并启动总线将从站号和报警信号传送到主站，主站报警。系统测试系统测试主要应包括从站点滴速度检测、调整，液面检测报警：主站报警和主从站通信检测等。经测试验证，从站液面检测报警、主站报警和主从站通信挚个从站。加总线驱动，一个主站可以控制成百上譬背堕件 叮。“甜习鼍：酵扎娄髟脉冲。单片机正黜两扭朔冲们彩呦雌漩酌潲憨单片机开发与应用检测都能很好的工作。从站的从站点滴速度检
9、测、调整功能决定着系统的整体性能，测试结果分别如图合得展好，由表知不论是在全量程范围内，还是在个较小的调整范围内，测量误差都远小于设定值的滴。稳定时间小于分钟。证明系统的调整较高，达到实际使用的要求。图从站外部中断流程图点滴速度测量曲线表点滴速度设定及相关稳定时间测量次数当前值设定值（滴分）稳定显示值（滴分）稳定实际值（滴分）稳定时间”误差（滴分）图主站信息处理程序臣亟壹圈匹巫圃至乒总结”本设计创新点在于运用单片机为控制核心，扩展步进电机反转圈液瓶升高兰！图从站点滴速度检测控制流程总线通信并构建成主从站工作方式。电路简洁，成本低，控制精度和效率高，稳定性好；操作方便、显示直观、可集中控制、具有
10、报警功能，在一定程度上解决了医护人员工作负担过重的问题，适合在医院推广使用，加速医疗器械自动化与半自动化进程，以提高医护质量。参考文献：】赵亮、侯国锐单片机语言编程与实例【】北京：人民邮电出版社：】胡汉才单片机原理及其接口技术【】北京：清华大学出版社：，】陈志辉总线在一系列单片机数据采集系统中的实现】微计算机信息：作者简介：曾惠芳（年月），女，汉族，（转页）万方数据圈邮局订阅号：元年和表所示。由图知，点滴嬲蝎侯际盛御璺仑值吻圆与 ，下载至 即可引导。）山移植中文核心期刊微计算机信息（嵌入式与）年第卷第期产品中串口争用的问题。参考文献：庆，杨佃福等技术在嵌入式系统中的微计效运行。在￥上移植需要三
11、个步骤：内：点：。：”。一”核裁剪；内核编译；根文件系统创建。以身份进入宿主机系统，在源码相应目录下执行“”命令可进入内核配置菜单对内核进行裁【】张勇，唐普英技术在嵌入式。设备电子产品世界【】， 剪，执行“ ”、“ ”、“ ”指 ）软件包的实现软件包工作于操作系统 ，控制作者简介：宋凯（一），汉族，男，河南省泌阳人，助教，在读研究生，主要研究方向：嵌入式系统：模块完成网络接人工作，其铡斗结瞰图所示。：严丽平（一），汉族，女，安徽省桐该软件包支持两种工作模式：开机即拨号，永不挂断或设定自动挂断时间。检测到有数据通信流时拨号，永不挂断或设定自动挂断时司。系统启动时自动启动后台进程，读取城人，助教，
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