詹凡【科技立项】

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1、校学编号：西安邮电大学大学生科技创新活动项目申请表项目名称：便携式医用输液器项目负责人：詹凡项目指导老师：唐垚项目类别：B项目来源：网络项目申报单位：通信与信息工程协作单位：申报时间：2014-05-02西安邮电大学团委制2014年3月12一、研究目的及意义对于需要自助式服务的病人来说，尤其是由于手术后，晚期癌症，分娩等原因所致的慢性疼痛的病人，往往需要一种可以有病人自己操作，自主定时，定量向病人进行输液的智能自动输液器，已达到治疗和镇静的作用。为此，我们设计了一种便携式医用自动输液器。该仪器采用电池作为供电电源，并具有功耗小

2、，体积小，质量小等优点。可满足便携式需求。此外，该仪器安全性高，计量准确。自动化程度高，可适应现代医学发展的需要。二、和本课题有关的国内外研究现状分析（包括发展水平和存在的问题等）该装置能在输液过程中自动、准确、及时地向护士值班室（护士站）发出换瓶与拔针信息。一改现行的靠人工观察和报告输液时换瓶、拔针信息的落后方法，使护士能及时准确地执行换液、拔针操作，彻底解决医院长期以来输液更换药瓶和拔针时刻难以把握的“老、大、难”问题，从而明显降低护士劳动强度，提高工作效率，减轻病人、陪人及医护人员的精神负担，有效地避免因输液换药瓶或拔针

3、不及时引起的医疗事故与纠纷，为实现医院护理工作自动化、信息化，提高医护质量开辟一条新的途径。与现有技术对比：12　　目前，国内尚无此类装置，部分医院现有的呼叫装置，普遍存在着明显缺陷：即按铃、对讲系人工操作，对于缺乏输液知识的病人或陪人来讲很难把握好发信号的时间，特别是夜间输液时，病人和陪人睡着后，此类呼叫装置就形同虚设。开发程度与市场前景分析：　　此装置国内尚未开发生产，市场前景广阔，我国目前拥有的病床数约为４个／千人。生产设备简单，技术难度小，启动资金５万元即可进行规模生产，按每个纯利２０－３０元计，产一万个可获利润0-3

4、万元。三、研究内容和方法硬件电路设计3.1采样部分电路设计。如图所示，系统首先将点滴信号通过光电红外对管（由一个起发射作用的红外二极管和一个起接收作用的三极管组成）转换成可处理的电信号，再经过斯密特触发器和单稳多谐振荡器整形后形成矩形信号进人单片机进行处理，最后利用数码管将测量结果直观的显示出来。123.2信号处理和显示部分设计本系统选用87C51单片机。87C51以8051单片机为内核，内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通

5、信口，片内时钟振荡电路。数码管显示采用MAX7219驱动，MAX7219集成电路连接只用三根I/O口就可以完成多个数码管（共阴极）的输出显示。而三联体的3LED数码管（共阴极）的选用减少连接线路且有效缩减空间进而减小板子体积3.3报警模块的设计由一个黄色指示灯、一个绿色指示灯和一个蜂鸣器构成。当病人感到不适时按下按键时，指示灯交替闪烁，蜂鸣器按同样的频率发出声音，同时可以调整报警方式，以不同的频率闪烁和鸣叫。当输液速度超出上限和下限时，指示灯交替闪烁且蜂鸣器发出声音。4.软件设计4.1程序流程图（如图2所示）12首先，为了提高

6、系统的可靠性，电路的焊接质量一定要过关。在实验中软件无问题的前提下，一定要注意检查是否存在硬件故障。其次，采用模块化的设计的思路，尽量将主程序分块实现。考虑将整个系统分为三大处理状态，单片机根据系统当前的状态作出相应的处理。整个系统的状态分为：正常工作状态、调整上限状态和报警方式选择状态。同时主函数的处理过程主要包括键盘处理和数码管显示。在每个处理步骤中同样需要根据系统当前状态来判断需要执行的操作。这样整个程序思路清晰、所有处理过程一目了然。再者，点滴速度的测量是根据给定时间内点滴的数目与给定时间求商得到，每次得到的点滴速度与

7、前四次点滴速度再求算术平均，得到的结果通过数码管显示。最后，定时器的使用非常关键。几乎每一步操87C51的定时器只有122个，因此需要进行扩展。最为简便的一种方法就是：设置定时的基本单元1ms，实现10ms、0.5s和3s控制均设为1ms的倍数。另外一个定时器用于计数外部脉冲，实现钟滴数的实时显示。本系统的软件系统全部采用C语言编写，已直接下载到单片机仿真调试，通过增量式开发的方法，逐步的加入功能模块并调试，最后完成了完整的系统调试。四：创新之处和可预期的创造性成果创新之处：l该仪器采用电池作为供电电源，并具有功耗小，体积小，

8、质量小等优点。l代替传统输液器，充分实现了智能，便捷的理念。大大提高了护士的工作效率。l当完成输液或出现异常时，自动进入报警系统，提高了输液的安全性。创造性成果：此装置国内尚未开发生产，市场前景广阔，我国目前拥有的病床数约为４个／千人。生产设备简单，技术难度小，启动资金５万元