基于單片機智能輸液系統(tǒng)的設計 開題報告

1、泰山學院畢業(yè)設計開題報告 題 目基于單片機智能輸液系統(tǒng)的設計 學 院 機械與工程學院 年 級 二一一級3+2 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名 李麗芬 學 號 2021170223 指導教師簽字 學生簽字 2021 年 12 月 16 日題目來源指導教師推薦 自選 其它 題目類別根底研究 應用研究 其它一、開題背景和設計課題的意義隨著智能化控制研究的不斷開展，自動化臨床設備的研究日益成為醫(yī)療器械開展的一個重點，因而設計一種智能輸液管理系統(tǒng)實現(xiàn)對輸液過程的全程監(jiān)控是醫(yī)學開展的必然趨勢。本文以遠程監(jiān)控實現(xiàn)輸液實時監(jiān)測為目標，通過下位機采集各床位患者的輸液信息，再以無線的方式將數(shù)據(jù)傳達至上位機

2、，實現(xiàn)輸液數(shù)據(jù)的實時顯示和存儲，以及在特殊情況下的報警等功能。單片機輸液點滴速度控制的開展在今和未來將成為醫(yī)療設施開展的趨勢，畢竟，單片機憑著優(yōu)越的性價比，與以往的點滴滴速控制系統(tǒng)相比，其單片機價格廉價，操作易于實現(xiàn)，而且對滴速的控制要求精度也較高。再者，單片機操作多機控制系統(tǒng)，還可減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護人員的工作效率。在人為控制下有時候如不小心將會為平安設施帶來很大的麻煩，而且人工控制滴速精度也很難掌握，而使用單片機設計只要在設計時考慮周到，運行起來就不會帶來這種問題了，因此，單片機滴速控制系統(tǒng)將在醫(yī)療中得到廣泛應用。醫(yī)療事業(yè)的開展是順應科學技術而開展的，醫(yī)療的平安問題更離不開科學，把

3、高科技應用到醫(yī)療事業(yè)中來是對醫(yī)療事業(yè)的一大促進與補充。二、課題的開展現(xiàn)狀與前景展望國外對智能型輸液裝置的研究較早，如日本、美國和德國等國家上世紀八十年代末就進行了智能型輸液裝置的研制。輸液泵是一種多功能輸液控制器，能夠較為精確地控制輸液速度，并實現(xiàn)輸液阻塞、氣泡混入和輸液完成報警。但是價格普遍比較昂貴，在兩萬元人民幣左右。國內(nèi)對輸液裝置的研制起步較晚，大都在九十年代中期開始研究。不過總體來說其功能也只是側重于精確輸液控制，種類較少，性能也需改進。由于標準操作下，輸液阻塞、氣泡混入是可以防止的，因此輸液速度的控制和輸液完成報警成為了人們更為關心的問題。作為一種醫(yī)療器械，平安性、可靠性是根底，作為

4、一種只有普及到每一位輸液病人才有實際意義的產(chǎn)品，使用方便和足夠低的價格又是一種根本要求，所以，這種產(chǎn)品即便平安性、可靠性得到了充分保證，但如果沒有簡便的操作和足夠低的價格作支撐，想要順利推廣也是不可能的。本系統(tǒng)對輸液沒有任何影響，平安性高。系統(tǒng)簡單，可靠性高，檢測精度高。本系統(tǒng)整體造價低廉。無使用本錢，有較強的市場競爭力和推廣前景。三、研究內(nèi)容本課題是以單片機為核心，設計一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，能檢測點滴速度，控制點滴速度，并能發(fā)出報警信號。主要包括四個設計模塊：a從站數(shù)據(jù)采集電路，包括液滴信號的采集和輸畢信號的采集；b從站數(shù)據(jù)處理電路，包括實時數(shù)據(jù)的顯示、處理及控制；c從站數(shù)據(jù)發(fā)送局

5、部電路，包括數(shù)據(jù)處理單片機與數(shù)據(jù)發(fā)送單片機之間的串口通信及數(shù)據(jù)發(fā)送單片機與無線發(fā)射模塊PTR8000之間的SPI通信；d主站數(shù)據(jù)接收局部電路，主要為主站無線接收模塊PTR8000與單片機之間的SPI通信。系統(tǒng)由主、從站(或上位機和下位機)構成，核心控制器件是單片機。主站由數(shù)據(jù)通信單片機組成，從站由數(shù)據(jù)處理單片機和數(shù)據(jù)通信單片機組成。2.主站設計主站主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線接收，并將數(shù)據(jù)以串口形式傳送至PC機儲存。PC機接數(shù)據(jù)并實時顯示床位號、輸液速度、報警信息等。主站以單片機作為無線模塊PTR8000的控制器，且控制1602液晶屏顯示相關通信信息3.主站功能：a.具有定點和巡回檢測兩種方式b.可顯示

6、從站傳輸過來的從站號和點滴速度。c.在巡回檢測時，主站能任意設定要查詢從站的數(shù)量、從站號和各從站的點滴速度。d.收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并能顯示相應的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。4.主站程序設計主站程序設計主要分為兩局部：單片機通信控制及PC機監(jiān)控軟件設計，即單片機無線接收子程序控制PTR8000接收數(shù)據(jù)及串口通信子程序控制將接收的數(shù)據(jù)傳送至PC，PC機端采用微軟的實現(xiàn)客戶端軟件的開發(fā)，其中在串口開發(fā)局部直接使用MSCoom控件。MSCoom控件是微軟公司開發(fā)的專門用于串行通信的控件。通過設置控件的幾個屬性，然后添加控件的事件響應代碼就可以使串口按照要求進行工作。5.從站硬件

7、電路設計 從站硬件電路包括AT89S52單片機最小系統(tǒng)電路、液滴檢測電路、輸畢檢測電路、鍵盤電路、共陰雙8數(shù)碼管顯示電路、聲光報警電路、無線收發(fā)接口電路等。其中，液滴和輸畢信號主要采用紅外收發(fā)二極管來采集，信號經(jīng)過整形電路處理后送至單片機的外部中斷接口;采用步進電機作用微控裝置壓迫輸液軟管的松緊程度來實現(xiàn)自動控制液滴速度的目的。6.從站功能：a.能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可任意設定，b.接收主站設定的點滴速度信息并顯示。c.對異常情況進行報警。7.從站程序設計主要由以下幾局部子程序組成：鍵盤控制子程序、中斷控制子程序、步進電機控制子程序、液晶屏顯示子程序及無線模塊收發(fā)控

8、制子程序。其中數(shù)據(jù)處理單片機由鍵盤控制子程序設定滴速及輸液總量等信息，中斷子程序采集輸畢及液滴信號并計算輸液滴速及時間等數(shù)據(jù)，通過比較實測滴速和設定滴速產(chǎn)生控制信號調(diào)用步進電機控制子程序完成調(diào)速功能，所有信息均由數(shù)碼管顯示;數(shù)據(jù)通信單片機經(jīng)串口接收處理單片機的實時信息并控制無線模塊PTR8000發(fā)射出去。對于PTR8000的編程，必須在配置模式中對其進行配置，在RX模式中，地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)準備就緒(DR)信號通知MCU一個有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)自動接收完成，MCU即可通過SPI接口讀取接收的數(shù)據(jù)，在TX模式中，PTR8000自動產(chǎn)生前導碼和CRC校驗碼，準備就緒(DR)通知數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完

9、成。8. 總結系統(tǒng)軟硬件設計完成后，測試系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能有：a.按鍵確定床位號、設定輸液滴速及輸液總量;b.紅外收發(fā)二極管檢測液滴及輸畢報警信號并計算實際輸液滴速;c.根據(jù)實測滴速和設定滴速的差值有效控制步進電機到達自動調(diào)節(jié)滴速的目的;d.根據(jù)設定滴速估算輸液總時間;e.根據(jù)實測滴速計算剩余時間;f.從站輸液信息均由數(shù)碼管顯示，主站監(jiān)控信息由PC機儲存顯示;g.由PTR8000模塊將床位號、實測速度等數(shù)據(jù)以無線的方式傳輸至PC機，到達實時監(jiān)控的目的;h.利用基于VC+的MSC控件設計合理的人機互動界面四、進度安排1.2021年1月10日-2021年1月20日 資料準備階段2.2021年1月21

10、日-2021年3月10日 硬件設計，運用Protel畫原理圖3.2021年3月10日-2021年3月20日 硬件調(diào)試4.2021年3月21日-2021年4月30日 軟件設計，編寫各局部功能程序 1 日-2021年5月15日 系統(tǒng)安裝調(diào)試6.2021年5月16日-2021年5月31日 撰寫畢業(yè)設計論文7.2021年6月1日-2021年6月7日 整理辯論材料，準備辯論 論文辯論五、完成畢業(yè)論文所需條件1校內(nèi)圖書館；校內(nèi)外電子資料訪問系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫和外文電子庫等。2利用網(wǎng)絡資源，完成方案選擇及技術支持。3校外協(xié)單位或工廠實習。1進行硬件設計和軟件調(diào)試的相關軟件：Protel,CAD等。六、參考文獻1于向英.新型彈簧輸液報警器的研制與應用J.護理學雜志,2003,18(8):6092伶望舒等.輸液瓶液位測量及報警裝置J.中國現(xiàn)代教育裝備,2021,(7):33-343祝敏.也談光電禍合器叨.電子制作,2004,(3):52-53丁林花.基于無線技術的主動信息效勞J.電信快報,2021,8:2554孫得剛.國內(nèi)外數(shù)字化醫(yī)療設備開展現(xiàn)狀與趨勢J.機器人技術與應用.2003,(1): 10-135單巍.基于AT89552的輸液監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)=碩士學位論