基于基于STM32的输液监控系统设计与实现的输液监控系统设计与实现
为实现静脉输液的智能化与网络化,研制了一套以STM32为核心的输液监控系统。该系统具有液滴检测、液滴
速度显示与控制、余液显示、无线通信和声光报警等功能。系统采用红外对管检测莫菲氏滴管内的液滴滴落情
况,用步进电机及配套传动装置控制液滴流速,用OLED显示屏显示液滴速度及剩余液量,用WIFI232模块实现
无线通信。若发生异常情况,利用蜂鸣器和LED灯进行声光报警,相关人员可根据提醒及时处理。该系统具有
很好的应用前景。
摘要 摘要:为实现静脉输液的智能化与网络化,研制了一套以
关键词 关键词:输液监控;STM32;无线通信;步进电机
0引言引言
静脉输液是临床医学中最常用的辅助医疗方法之一。据统计,80%以上的住院患者接受静脉输液治疗[1]。在患者进行
输液治疗的过程中,医护人员会根据药液和患者病情选择适宜的输液速度。目前,大部分医院仍然依据医护人员的经验通过人
工调整输液管的流速调节器来控制输液速度,这具有很大的不确定性。同时,患者、陪侍或医护人员需要监视药液余量情况,
这增加了护理人员的工作强度和意外情况发生的可能。
本文研制了一套基于STM32的输液监控系统来替代人工监护。系统采用红外对管检测莫菲氏滴管内的液滴滴落情况,用
步进电机及配套传动装置控制液滴速度,用OLED显示液滴速度及剩余液量,用WIFI232模块实现与PC机的无线通信。通过观
察上位机的监控管理软件,医护人员可实时掌握多个病人的输液进程。若发生异常情况,蜂鸣器和LED灯会进行声光报警,相
关人员可根据提醒及时处理。该系统不但提高了患者输液时的舒适程度,提高了静脉输液的治疗效果,还降低了护理人员的劳
动强度,减轻了医护人员的工作压力。
1系统组成和工作原理系统组成和工作原理
1.1系统组成系统组成
基于STM32的输液监控系统的结构组成如图1所示。主要包括红外液滴检测模块、按键模块、步进电机及其驱动电路、输
液关断传动装置、无线通信模块、显示模块、报警模块等。该系统采用性能优越、功耗低的32 位微处理器STM32F103ZET6
作为控制核心。
1.2工作原理工作原理
系统的工作原理:初始状态时,步进电机控制传动装置挤压关断输液管,此时液滴无法滴落。医护人员根据药液属性和患
者情况设定输液速度,微处理器控制步进电机顺时针转动,步进电机通过齿轮组带动传动装置的丝杆螺母机构转动。传动装
置逐渐减缓对输液管的挤压,因此,输液管内越来越多的药液通过挤压处。液滴检测模块的红外对管实时监测液滴滴落情况,
检测电路将红外对管监测到的液滴滴落情况转换为高低电位传送给微处理器处理。微处理器将高低电位情况转换为实时速度并
设定速度比较,当实时速度等于设定速度时,微处理器控制步进电机停止转动,与步进电机相连的传动装置也停止运动,流经
输液管挤压处的药液流量恒定,输液速度不再变化。微处理器将输液速度、药液剩余量以及预测输液结束时间等数据通过无线
通信模块传送给PC机,医护人员观察监控软件管理界面的显示情况进行处理。患者通过OLED显示模块观察输液速度和预测
输液结束时间等情况。如若需要,患者可根据自身情况通过按键向上或向下调整输液速度。微处理器通过控制步进电机顺时针
或逆时针转动来增加或降低输液速度。当输液剩余量低于设定值时,微处理器通过控制步进电机逆时针转动来关断输液,通过
LED灯闪烁和蜂鸣模块报警来提醒患者,监控管理软件通过高亮显示剩余输液量来提示医护人员进行处理。
2系统硬件设计系统硬件设计
由系统组成可知,系统包含了较多的硬件单元,本文重点介绍红外液滴检测、输液关断、无线通信三个核心单元。
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