翻譯-中文醫(yī)用輸液監(jiān)控和保護系統(tǒng)

1、基于無線通信技術(shù)的醫(yī)用輸液監(jiān)測和保護系統(tǒng)新菱文鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，鄭州450015,中國摘要醫(yī)用輸液監(jiān)控和保護系統(tǒng)是基于光電顯示器，調(diào)制解調(diào)，單片機（SCM）和無線通信，信號等輸液用紅外光電轉(zhuǎn)換特性收集技術(shù)設(shè)計的。單片機AT89C51的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和控制領(lǐng)域輸液速度和控制無線收發(fā)器nRF905的無線通信系統(tǒng)構(gòu)成來傳輸數(shù)據(jù)。通過串行接口MAX487連接各控制節(jié)點的主控制器，上位機可以監(jiān)視和控制每個實時節(jié)點和更新控制計劃。實驗表明，輸液速度監(jiān)控誤差率小于每分鐘是2滴，穩(wěn)定時間快，有效地完成智能輸液系統(tǒng)監(jiān)控和報警。1簡介輸液是傳統(tǒng)醫(yī)療護理方法，有效地治療疾病之一。在醫(yī)院治療期間病人輸液，輸液滴速度

2、需要合適的選擇是根據(jù)輸液藥物及病人的情況。1目前，下降速度控制大多數(shù)采用的手表秒針計數(shù)下降數(shù)量，控制它轉(zhuǎn)動滑輪輸液瓶。由于手工操作，不下降速度監(jiān)測精度，這是不易發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)針封閉，下降速度異常和輸液結(jié)束等2本文介紹了一種分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等對紅外線監(jiān)控技術(shù)，無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成自動監(jiān)控和調(diào)整輸液滴速，實現(xiàn)監(jiān)測滴瓶液位。并提供方便的醫(yī)療輸液護士工作。2系統(tǒng)組成及原理系統(tǒng)由上位機，無線通信模塊，和許多外地監(jiān)測設(shè)備等的監(jiān)控節(jié)點的數(shù)量由顯示器領(lǐng)域決定。紅外傳感器的每個組由紅外線發(fā)射器和接收器。我們既解決紅外傳感器監(jiān)測區(qū)域，實現(xiàn)藥品點滴瓶和下降的速度落桶液位的一面。它的工作原理是：紅外照明二極管發(fā)出的

3、紅外光，通過光線照射墨菲管光電晶體管。和光信號傳送到電信號的光電晶體管。在經(jīng)過下跌，紅外光路不通，光電晶體管輸出高電平。相反，它輸出電平低。這種形狀的例行過程脈沖信號序列。滴瓶液位監(jiān)控原理是下降速度，不同的是，藥液用完時，接收信號的跳相同。并聲光報警啟動。執(zhí)行設(shè)備由外地鍵盤設(shè)定，聲光報警電路，顯示電路的速度下降，下降速度和控制電路等單片機主要進行計算和信息處理等領(lǐng)域的執(zhí)行和IT控制設(shè)備，以實現(xiàn)下降速度變化?，F(xiàn)場報警設(shè)備完成soundlight建議。無線收發(fā)器主要用于系統(tǒng)的通信。每個字段監(jiān)測和控制設(shè)備節(jié)點可以實時檢測無線通信的準(zhǔn)確性。而令人震驚的是何時出現(xiàn)的錯誤。止匕外，每個節(jié)點都可以通過無線通

4、信與主站通信模塊。它通過RS485接口連接，從而實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)下降上傳，下載和顯示與上位機。當(dāng)有點滴瓶液位報警，上位機被告知報警。止匕外，上位機可以相互通信的節(jié)點，它可以完全控制計劃下載和更新。3系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備以單片機AT89C51為集中，3它主要是監(jiān)控領(lǐng)域的信息參數(shù)，收集數(shù)據(jù)并處理它。以及操作和控制的無線通信模塊。系統(tǒng)硬件電路主要由現(xiàn)場監(jiān)控及控制電路，下降速度監(jiān)測電路，液位監(jiān)控電路，聲光monitorcircuit,下降速度控制電路，顯示電路的速度下降，關(guān)鍵字設(shè)置電路，無線收發(fā)電路等3.1。滴速監(jiān)視電路我們把紅外線發(fā)射器和接收器預(yù)留藥液桶下降速度下降，實現(xiàn)監(jiān)控，其示意圖如圖1所

5、示。發(fā)射器接收器IHh尹士匚滴斗圖i紅外傳感器的位置示意圖脈沖變化時產(chǎn)生的液滴經(jīng)過監(jiān)測，以及脈沖信號由單片機P2.2口算。1/=從公式fT的，T是最后一間滴一滴液體滴和明年的時間問隔。60/中我們可以得到液滴速度每分鐘是：Vf選項。滴速監(jiān)視電路如圖2所示。圖2滴的速度監(jiān)控電路后滴一滴液體塊桶掉落紅外光，紅外接收微弱信號的誘導(dǎo)，它是主要的擴增和第二幅放大電路的歧視行動是注冊的LM358和其他組成部分的放大。并輸出到單片機的P2.2端口。液位監(jiān)視電路為了保證液位監(jiān)測的準(zhǔn)確性和防止錯誤信息報警按摩的結(jié)果，我們設(shè)計采用的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，液體監(jiān)測電路。該系統(tǒng)采用NE555及其外圍電路，使脈沖發(fā)生器起來，并

6、發(fā)出一定頻率的方波脈沖信號，其輸出脈沖波的占空比是通過調(diào)節(jié)電位器R35小控制。4調(diào)制解調(diào)接收電路是由放大器LM358,LM567和解調(diào)芯片外圍電路等，接收微弱的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)放大。經(jīng)過施密特觸發(fā)器74HC104脈沖波形成，它是送入單片機端口P2.3,這是有效預(yù)防因滴斗內(nèi)壁雙脈沖現(xiàn)象。液位監(jiān)視電路如圖3所示。圖3液位監(jiān)控電路當(dāng)輸液瓶液面高于警戒線，LM567輸出高電平，副高反之亦然。高低溫電平信號輸出，實現(xiàn)了單片機P2.3液位監(jiān)控，報警。語音報警電路該系統(tǒng)采用美利堅新聞處。集成語音芯片ISD1420語音完成報警和通知功能于一體的講話記錄和回放。具有64Kz128KEEPROM和靜態(tài)的

7、工作只有0.5仙A貨幣，并記錄時間達到20秒，可劃分成160個短脈沖，每個脈沖已為25mso它可以連續(xù)進行重新編碼，并紀(jì)錄。通過分段錄制和播放，可以發(fā)出不同的報警通知。當(dāng)拍攝引腳電平低，可實現(xiàn)錄音功能，和引腳PLAYE或PLAYL電平低，可實現(xiàn)播放。如果A7的任何人或A6是低電平，所有的輸入地址作為當(dāng)前記錄或播放的起始地址。輸入地址時，PLAYE被鎖存，PLAYL,或REC腳秋季優(yōu)勢。和SP+SP的連接揚聲器，實現(xiàn)語音報警。電路原理如圖4所示。TF圖4語音報警電路滴速控制驅(qū)動電路系統(tǒng)采用步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)快速剪輯的密封嚴(yán)格控制。輸注后下降的速度是由鍵盤設(shè)置，單片機AT89C51的首次下降與目前

8、的設(shè)置比較下降速度的快慢，決定步進電機旋轉(zhuǎn)方向和角度，這決定了機械傳動夾緊或松開。單片機AT89C51的高發(fā)的電平信號，實現(xiàn)步進電機和一些不同角度的旋轉(zhuǎn)方向。步進電機驅(qū)動電路原理如圖5所示。圖5電機控制電路當(dāng)K2的作品，通過電機運轉(zhuǎn)貨幣從左至右，自然轉(zhuǎn)動馬達，當(dāng)K1的作品，通過電機貨幣由右至左，電機反轉(zhuǎn)運行，當(dāng)K1和K2都不起作用，因為它不是一個閉路，電機不工作。無線通信電路系統(tǒng)采用無線通信模塊nRF905的無線收發(fā)器北歐合作。5nRF905的芯片可以工作在國際安全管理的433/866/915MHz頻段。芯片內(nèi)集成了電源管理，晶體振蕩器，低噪聲放大器，頻率合成器，功率放大器等，我們使用32針腳

9、QFN封裝，足跡5x5,工作電壓1.9?3.6V之間。MISO和MOSI是SPI接口的數(shù)據(jù)線，SCK為時鐘輸入，CSN是SPI接口芯片選擇端口。TRX_CE,PWR_UP和TX_ENnRF905的工作模式是控制線，它有兩種工作模式和節(jié)能模式，這是省電模等待模式，ShockBust商標(biāo)接收和傳輸模式。這種模式的一種決定由高的單片機AT89C51的弓唧PWR_UP,TRX_CE和TX_EN低。光盤，AM和DR是分別載波輸出，地址匹配輸出，數(shù)據(jù)由輸出，這死于通知單片機數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)。XC1和XC2晶體和能力可以彌補振蕩器。ANT1和ANT2是天線接口。無線收發(fā)器電路原理如圖6所示。:：1力-3也44J

10、XItlTFZiTE：.P鞏0WCCMif1.I卜圖6無線收發(fā)電路TE-rCE柿口IKmD俄8AUDR0-I口口>g停身TOrtHTSItfTJ.，.，u>.EVPD由于電纜生產(chǎn)雜波頻率為0.1?100MHz的，所以，系統(tǒng)采用433MHz的頻率進行無線溝通，電纜屏蔽噪音干擾。AT89C51單片機通過SPI總線處置nRF905的內(nèi)部寄存器，讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，必須將其等待或向下電源模式。天線接口設(shè)計差異環(huán)天線，具優(yōu)點是體積小，成本低，印刷電路板蝕刻。讀操作過程中，首先設(shè)置CSN的低電平，然后在MOSI數(shù)據(jù)線輸出讀取命令字節(jié)，在同一時間，nRF905的會在MISO輸出數(shù)據(jù)線的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。

11、隨后，輸出一個地址字節(jié)，并遵循有效的數(shù)據(jù)。寫操作采樣，單片機首先拉CSN的低電平，然后輸出寫命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)的主麻線。無線收發(fā)器的工作中心站從站的工作是相同的。只有在供應(yīng)鏈管理中心從站的通信方式，中心站作為主計算機，無線收發(fā)電路工作的核心模塊，不引進了。上位機接口電路數(shù)據(jù)通信類型主要包括并行數(shù)據(jù)通信和串行數(shù)據(jù)通信?？紤]通信的串行數(shù)據(jù)只需要一個對數(shù)據(jù)傳輸線連接到發(fā)送信息，傳輸成本低，適用于長途通信，因此，本系統(tǒng)選用串行數(shù)據(jù)通信。因為RS485接口可以連接128個收發(fā)器數(shù)量，并具有良好的抗干擾，遠(yuǎn)距離傳輸。6此系統(tǒng)采用RS485通訊收發(fā)器的格言。有限公司MAX487芯片,MAX487具有RS48

12、5通訊協(xié)議，傳輸距離超過一公里是，傳輸速率達到250kb/秒AT89C51單片機通過RS485總線連接上位機類型。上位機可以發(fā)送遙控指令，收集數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)主從式RS485的通信應(yīng)用系統(tǒng)。MAX487與AT89C51的接口電路原理如圖7所示。P3I。丁工口1圖7上位機的串行接口電路DE是發(fā)射機啟用端口，當(dāng)DE為高電平，發(fā)射工程，直接投資是輸入端口，A和B是輸出端口。當(dāng)DE為低電平，發(fā)射器停止，產(chǎn)量高電阻狀態(tài)。RE是輸入使能端口，低電發(fā)射器啟用工作。此時，A和B是輸入端口，RO是輸出端口。當(dāng)RE為高電氣，接收被禁止，RO是高電阻狀態(tài)。AT89C51的控制通過P2.1和P2.2收發(fā)端口，上位機與主站通

13、信的工作狀態(tài)進行?？撮T狗電路因為SCM控制器本身不良反干擾，特別是在一些條件較差，高噪聲情況下，這將是工作，如資料錯誤或程序無法運行，因為對環(huán)境的干擾情況下的僵局。為了防止將程序進入無限回路，確保系統(tǒng)遠(yuǎn)離不良環(huán)境的干擾，提高抗干擾能力單片機AT89C51,設(shè)計采用看門狗電路。系統(tǒng)選用的芯片由美國進出口有限公司IMP813L7看門狗電路原理圖產(chǎn)生的，如圖8所示。圖8看門狗電路當(dāng)系統(tǒng)獲取電力，IMP813L可以自動產(chǎn)生200ms的復(fù)位脈沖寬度的脈沖信號，它可以使系統(tǒng)重新啟動。世界發(fā)展指標(biāo)管腳連接端口P2.7聯(lián)IMP813的AT89C52單片機，它提供飼養(yǎng)狗的信號。如果沒有觸發(fā)信號下1.6秒，IMP

14、813除定時器溢出，輸出端口將發(fā)送信號電平低到港口廢物處置條例。手復(fù)位端口議員是由D6級，當(dāng)MR為低信號電平連接，端口復(fù)位將產(chǎn)生復(fù)位信號，所以，我們可以手工重新啟動系統(tǒng)，如果必要的。4。系統(tǒng)軟件設(shè)計為了方便補種和資源共享，軟件系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化的流程設(shè)計方案，它可以使系統(tǒng)具有更好的模塊性和可移植性。軟件設(shè)計是由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備節(jié)點控制程序，上位機控制程序，無線通信程序等重點監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計是控制從站和無線通信模塊設(shè)計?，F(xiàn)場監(jiān)控器控制軟件是責(zé)任從站的數(shù)據(jù)收集和溝通，包括：下降速度設(shè)定，取消監(jiān)控，液位監(jiān)測，步進馬達驅(qū)動，控制，報警和注意，無線通信模塊等組成的初步方案，由于發(fā)射和接收系統(tǒng)方案等，任何一個節(jié)

15、點可以在任何時間溝通，其他節(jié)點。因此，每個監(jiān)測，控制節(jié)點的通信程序是一樣的。無線發(fā)射和接收當(dāng)發(fā)送出的數(shù)據(jù)，單片機首先等待模式套在nRF905的，PWR_UP電平為高，TRX_CE低電平，然后把數(shù)據(jù)傳送和接收響應(yīng)的SPI總線，在最后一個寄存器，設(shè)AnRF905的傳輸與PWR_UP作為銷模式，TRX_CE和TX_EN高電平。數(shù)據(jù)自動發(fā)送通過觸角。如果自而發(fā)的射頻配置寄存器位AUTO_RETRAN是有效的，數(shù)據(jù)包會不斷發(fā)送數(shù)據(jù)到單片機拉的TRX_CE位以取消亡模式。接收數(shù)據(jù)時，單片機首先寫入射頻寄存器的接收地址以及1nRF905的等待模式,在接收與PWR_UP和TRX_CE模式，然后集高的水平。TX

16、_EN為低電平。nRF905的接收攜帶自動波。如果收貨地址是適合高效率的數(shù)據(jù)，DR引腳會自動電平高臺。當(dāng)單片機監(jiān)控這個信號，它變成等待模式，并從中讀取接收數(shù)據(jù)寄存器SPI總線有效的數(shù)據(jù)。上位機通信監(jiān)控上位機采用ASCII的類型，實現(xiàn)由MS通訊通過發(fā)送呼叫信息溝通與控制工作的主站協(xié)議。系統(tǒng)采用主電腦的直接指揮/響應(yīng)類型，掌握電腦自動查詢的時間預(yù)先設(shè)定的時間間隔值每一個數(shù)據(jù)收集裝置。每個數(shù)據(jù)采集設(shè)備上傳到上位機。它接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)初步簽署后停止從PC機接收數(shù)據(jù)信息登錄的準(zhǔn)確性。比較發(fā)送和接收地址字節(jié)以確認(rèn)它被稱為奴隸電腦。最后，檢查接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)。上位機可以顯示下降的速度，現(xiàn)場監(jiān)測液位和報警狀態(tài)

17、?，F(xiàn)場單片機控制器可以修改每個監(jiān)控設(shè)備設(shè)置行的值。以及上位機可以修改任何顯示器設(shè)置以無線通信的價值。5。實驗數(shù)據(jù)為了檢查系統(tǒng)監(jiān)測精度和穩(wěn)定時間，我們進行了初步試驗下在50drops每分鐘下降的速度。系統(tǒng)采用剪輯下降速度控制在不同的步進值下降速度設(shè)定馬達轉(zhuǎn)動扣人心弦的緊張。因此，下降的速度控制。通過在不同的設(shè)置相同的高度下降速度條件下滴瓶（因為不同的高度會影響速度下降），實驗數(shù)據(jù)如下表1所示。表1實驗數(shù)據(jù)設(shè)置卜降事實穩(wěn)定監(jiān)視器速度下降速度時間錯誤（滴/分）（滴/分）(s)（降）202031060602008081351100101541120122622150151731180182812200

18、201901從實驗中我們可以看到，通過紅外傳感器監(jiān)測，輸液滴速是以相當(dāng)?shù)乃俣认陆?，誤差小于±2滴/分鐘。系統(tǒng)穩(wěn)定的時間間隔不超過2名下降速度平靜改變最小。醫(yī)用輸液監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)集成監(jiān)控多點輸液和管理，以及提高醫(yī)療人員的工作條件，減少因不小心監(jiān)測其工作量和醫(yī)療意外。由于無線通訊系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性，準(zhǔn)確性和實時是達到了更高的要求。止匕外，系統(tǒng)提供了更好的硬件平臺，可補種方便，有效地完成分布式監(jiān)控和報警系統(tǒng)，滿足現(xiàn)場監(jiān)測的需要。因此，該系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用前景。參考文獻1汪資町，汪蕤嗪，閆天豐（2004）。液滴監(jiān)督和控制裝置自動化與儀器儀表，第5號，第48-49頁。2肖巍，涂Yaqing,王杰，茅迂聞（2008年）。無線液滴治療智能監(jiān)控系統(tǒng)電子測量