没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页单片机驱动的智能输液监控系统设计与实现
单片机驱动的智能输液监控系统设计与实现
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 135 浏览量
更新于2024-06-24
1
收藏 737KB DOC 举报
本篇毕业设计论文的中文题目为《基于单片机的输液监控系统设计》,其目标是针对医院输液过程中存在的问题,如输液速度不准确和人工监护需求,提出并实现一种创新的解决方案。传统输液方式中的不足促使作者研发一个智能化的监控系统,该系统主要由以下几个关键模块组成: 1. 输液速度检测与控制:利用单片机技术,设计了一套能够精确检测和调整输液速度的系统。用户通过个人计算机(PC)可以设置理想的输液速率,系统会自动根据设定值进行实时控制,确保输液过程的准确性。 2. 储液瓶液面监测:系统具备液位检测功能,当储液瓶中的液体量低于预设阈值时,会发出警报,提高了安全性和效率。 3. 多机通信与报警:采用CAN总线技术,实现了一个主站控制多个从站的能力。当输液结束或出现异常情况时,从站会通过发光二极管和蜂鸣器报警,并将这些信息通过串行口传输到主站,主站则通过监控软件进一步处理并触发声光报警。 4. 系统性能与优化:设计时充分考虑了系统的便携性、实用性和可靠性。在保证系统功能稳定、精度高的前提下,对电路系统进行了优化,力求提供更优的用户体验。 5. 关键技术应用:论文涉及到了PID控制器的应用,用于精确调节输液速度,以及步进电机的控制,确保输液过程的顺畅进行。同时,单片机作为核心处理器,承担着系统的主要运算和控制任务。 6. 研究展望:尽管设计已达到预期功能,但论文还指出了未来的研究方向和工作重点,可能包括提高系统的智能化水平,或者扩展其在不同医疗环境下的适应性,以满足日益增长的医疗需求。 总结起来,这篇毕业设计论文探讨了如何利用现代电子技术改进传统的输液流程,以提升医疗服务的质量和安全性,具有实际应用价值和技术创新意义。
资源详情
资源推荐
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87992386/bgd.jpg)
2 输液监控系统总体方案
2.1 系统需求分析
系统需求分析是在系统设计之前进行收集系统有效信息的阶段,这一阶段的任务通常
分两步来完成:首先,从项目来源收集系统的需求信息;其次,对需求进行提炼,以得到
系统的规格说明,这些规格说明里包含了系统设计所需的足够信息。为了使系统正常运行,
就必须合理设计系统的整体结构,在系统总体设计时,首先要说明输液监控系统软、硬件
功能分配,即确定哪些功能由软件完成,哪些功能由硬件完成,其次要说明各部分的工作
原理,以及工作中各部分之间的关系等问题。
通过调研和讨论,分布式输液监控系统应当适合以下条件:多台监控仪由 PC 进行统一
管理;PC 和输液监控仪在同一楼层使用,综合考虑布线等因素,可靠距离应当在百米以上;
输液监控仪对输液速度进行监视,如果不在设定范围内就在监控仪和 PC 上同时进行报警;
系统管理软件应该能够对各输液监控仪进行监控;系统应该操作简单,易于使用;系统成
本应该控制在合理的价格之内。
按照需求分析,系统可分为软件和硬件两大部分,硬件主要有 PC、总线适配器和输液
监控仪,软件主要为输液监控管理系统。从系统结构的角度来说, 本系统主要由总线适配
器、输液监控仪和监控软件管理系统三个子系统构成。 其中本文着重讨论输液监控仪的软
硬件设计、PC 和输液监控仪之间的通信协议和 PC 输液监控管理软件系统。总线适配器方
面的设计包括:总线类型的论证比较、总线电路设计、通信协议设计等。输液监控管理软
件系统的组成模块主要包括:欢迎界面模块、输液监控模块和数据信息管理模块等。
2.2 系统方案论证与比较
2.2.1 控制方案比较
方案一:此方案是传统的两位模拟控制方案,其优点是电路简单,易于实现。但模拟
方式难以把精度做的很高,难以实现系统需求中的动态显示滴速及远程通信的功能。
方案二:此方案采用 AT89C52 单片机系统来实现,可用软件实现复杂的算法和控制。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87992386/bge.jpg)
这种方案方便地实现了系统需求中的键盘设定和动态显示滴速等功能,并且可以实现主站
与从站之间的通信。本人通过大学期间学习对单片机有了一定了解,且单片机价格便宜,
功能较多。
综上考虑,采用方案二。
2.2.2 点滴检测方案
方案一:用压力传感器进行测量的方法。在输液瓶的下面加一个压力传感器,通过感知
压力的大小来判断是否有液滴滴下,从而进行滴速测量,但单独液滴质量较小,且在输液
中易发生晃动影响测量。
方案二:用可见光二极管与光敏三极管组成的传感器来测量,由于外界光线对光敏三极
管影响较大,一旦外界光线改变,对滴速测量的准确度会有所影响。如果采用大功率发光
管可见小影响,但是这样功率损耗会很大。
方案三:采用红外检测技术,在莫氏滴管处对输液速度进行测量。红外发光二极管发光
后,光线透过滴斗照射到红外光敏接收二极管,接收二极管将照射到它上面的光线变成电
流信号进行输出。如果此时滴斗中没有液滴滴下,光线的衰减就比较小,照射到光电三极
管上的电流就比较强;如果此时滴斗中有药液落下时,由于药液挡了一下光线,药液对光线
具有吸收和散射的作用,这样就使光敏二极管接收到比较弱的光信号。将光敏二极管输出
的电流信号转换为电压信号,通过检测输出端电压信号的强弱就可以检测出有无药液滴下。
把检测到的信号经过整形后送入单片机进行处理,就可以计算出输液的点滴速度
[3]
。
综合考虑上述各种方案,方案三成本低、电路易实现且不受外界光源干扰,故采用方
案三。
2.2.3 剩余液体检测方案
方案一:采用红外对管实现,跟点滴检测模块一样。让红外发射和光电接收管分别放在
滴管两侧,根据接收信号强弱不同,当液面处于警戒线以上时液体对光线有反射和吸收作
用,接收的信号较弱;当液面处于警戒线以下时,接收的信号就较强,此时单片机就发出报
警信号。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87992386/bgf.jpg)
方案二:通过设定输液总量和点滴计数来实现。现在使用的一次性输液器的滴系数一般
为 20 滴/ml、15 滴/m1、10 滴/m1、。点滴系数是指静脉输液时每毫升液体的滴数。目前输
液瓶的容量有 500ml、250ml、100ml 三种,通过按键选择输液瓶的容量和输液器的型号。
根据输液瓶的容量、点滴系数、点滴计数值我们就可以计算出剩余液量。比如输液瓶容量
为 25Oml,滴系数为 15 滴/ml,点滴计数值为 n,这样通过一个简单的数学公式就可算出余
液的多少。设定余量 20ml 为输液快完,此时可以通知单片机输出报警信号。
本系统我们采用第二种方式来实现。这样可以简化硬件电路的设计,减少 IO 口的使用,
降低成本。液滴检测后的信号送单片机经处理后通过 RS485/RS232 总线上传上位机。
2.2.4 速度控制方案
方案一:通过改变滴管的高度来控制输液滴速。由电机带动输液瓶使输液瓶上升或者下
降,以改变滴管的高度从而调节滴速。当实际滴速大于设定滴速时电机正转降低输液瓶的
高度,反之反转升高输液瓶的高度。经验证此方案实现起来比较困难,一方面是由于高度
与滴速之间属于非线性关系,难以精确调节滴速;另一方面,经试验得出输液瓶在一米高的
时候,滴速大致为 100 滴/min,而一般输液速度不会大于 100 滴/min,高度只能在一米以
下调节,而病床的高度一般都高于一米,输液瓶的高度低于床位才能实现所要求的滴速;并
且在输液中,液面也在不断下降,这相当于降低了输液瓶高度,这样不太合理,由此得出
这种方案不可取。
方案二:通过设计机械装置来夹紧或放松莫氏管来控制输液滴速。利用步进电机的正反
转来控制机械装置,使机械装置来夹紧或放松莫氏管,以达到降低或提高滴速的目的。
本系统我们采用第二种方案。保留原来输液管上的手动滑轮,以便病人家属可以使用。
2.2.5 电机选择及控制方案
方案一:采用直流电机。直流电机上电后就开始转动,掉电后由于惯性还会转动一定的
角度才能停下来,难以实现精确控制,极易造成不必要伤害。
方案二:采用步进电机。步进电机的转动角位移与输入脉冲成线性关系,具有良好的跟
随性,没有累计误差。易于启停、正反转及变速,动态响应快。控制精度较高。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87992386/bg10.jpg)
方案三:采用伺服电机。伺服电机在低惯量、高启动转矩、大转矩的系统中经常使用。
考虑到上述各种电机的性能和特点,使用步进电机可以较好满足本系统的功能要对以
上两种方案进行比较之后,我们决定选择第二种方案,来实现对系统的精确控制。
2.2.6 主从机通信方案
方案一:采用无线方式。
常用的无线方式有红外、蓝牙、Zigbee、无线收发模块等。红外方式的传输距离非常
有限,而且易受障碍物的干扰,因此不能应用在本系统当中。蓝牙技术比较复杂,功耗也
比较大。无线收发模块 RF905、NRF2401a 价格虽然能够接受,但是这种无线模块并不是非
常适合运用在楼宇当中,经过测试,在空旷场地上 200m 范围内没有问题,但是现代楼宇普
遍采用钢筋水泥结构,对电磁波衰减作用非常严重。虽然能够外加功放以使功率提升至
30dbm,但是这样增加了成本,同时擅自增大 RF 辐射功率不仅会对人身健康产生不利影响,
而且可能会面临法律上的问题,因此也不宜使用。基于以上原因,否决了无线传输模式,
因此只能选择有线传输模式。
方案二:采用有线方式。
常用的有线方式可分为有并行通信和串行通信。并行通信一般在实际当中用得较少,
其特点是传输速度快,但是占用单片机 I/D 口较多,需要的传输线也很多,不适合远距离
通信,因此弃用而采用串行通信方式。
串行通信又可分为同步传输和异步传输,同步传输一般用于传输信息量大,传输速度
要求较高(可达 800kb/s)的场合。因为它要求由时钟来实现接收与发送之间的严格同步,
对时钟信号相位的一致性要求非常严格,导致其硬件设备复杂,成本高,不宜使用,所以
采取异步串行通信方式。
异步串行通信有多种总线形式可供选择,如 RS232、RS485、CAN 总线等。结合 AT89C52
本身,其内部有一个全双工串行口,共有 4 种工作方式。方式 0 并不用于通信,而是通过
外接移位寄存器芯片实现扩展 I/0 口的功能;方式 1 为 8 位异步通信接口,用于双机通信,
在距离小于 1.5m 时可直接相接利用单片机本身的 m 电平直接传输信息,为增加通信距离,
剩余78页未读,继续阅读
![doc](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083327.png)
![doc](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083327.png)
![-](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_column_c1.png)
![-](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_column_c1.png)
![-](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_column_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/default.jpg!1)
老帽爬新坡
- 粉丝: 85
- 资源: 2万+
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/vip-rights-1.c8e153b4.png)
下载权益
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/vip-rights-2.8b825a4e.png)
电子书特权
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/vip-rights-3.fc5e5fb6.png)
VIP文章
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/vip-rights-4.320a6894.png)
课程特权
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/vip-rights-icon.fe0226a8.png)
开通VIP
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 收起
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
会员权益专享
最新资源
- 谷歌文件系统下的实用网络编码技术在分布式存储中的应用
- 跨国媒体对南亚农村社会的影响:以斯里兰卡案例的社会学分析
- RFM2g接口驱动操作手册:API与命令行指南
- 基于裸手的大数据自然人机交互关键算法研究
- ABAQUS下无人机机翼有限元分析与局部设计研究
- TCL基础教程:语法、变量与操作详解
- FPGA与数字前端面试题集锦:流程、设计与Verilog应用
- 2022全球互联网技术人才前瞻:元宇宙驱动下的创新与挑战
- 碳排放权交易实战手册(第二版):设计与实施指南
- 2022新经济新职业洞察:科技驱动下的百景变革
- 红外与可见光人脸融合识别技术探究
- NXP88W8977:2.4/5 GHz 双频 Wi-Fi4 + Bluetooth 5.2 合体芯片
- NXP88W8987:集成2.4/5GHz Wi-Fi 5与蓝牙5.2的单芯片解决方案
- TPA3116D2DADR: 单声道数字放大器驱动高达50W功率
- TPA3255-Q1:315W车载A/D类音频放大器,高保真、宽频设计
- 42V 输入 5A 降压稳压器 TPS54540B-Q1 的特点和应用
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035111.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)