基于can总线的输液滴速监控系统设计

《基于can总线的输液滴速监控系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn基于CAN总线的输液滴速监控系统设计朱晓颖，胡明中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008）E-mail：huzhucumt@163.com摘要：本文设计的输液滴速监控系统采用单片机实现，利用光电传感器实现对液滴速度以及液位的可靠检测，通过步进电机调节瓶子高度及阀门的大小来控制输液的速度。利用ZLG7289构成的键盘显示电路完成床位号（即网络地址）、点滴速度的设置及实时显示；根据医院环境的特殊要求，系统利用CAN现场总线组建通信模块，并通过CAN控制器与上位机进行通信。另外，系统还有自动报警的功能。关键词：液滴速度，CAN总线，单片

2、机，光电检测1.引言输液治疗是医学上治疗疾病的主要方法，目前，国内的医院在输液设备方面存在很大的不足，让患者感到很不放心，如护士人员一般是凭经验和直觉来调整液滴速度至合适值，这样调整的误差非常大；而且当药液快输完时，医务人员需要不停的对输液器观察，若医务人[1]员疏忽，极有可能造成医疗事故；医务室不容易了解病人的输液情况等。针对现有静脉输液器存在的缺点，本系统采用单片机及相关检测电路、报警电路等来完成液体滴速的精确控制和实时显示等功能，还具有CAN通讯功能，可以与上位机通讯及受上位机控制等。本文主要介绍了下位机的硬件组成及软件流程图。2．系统硬件电路设计该系统中，下位机是以微控制器AT89

3、S52为核心，由点滴速度检测电路、电机驱动电[2]路、液位检测电路、显示与报警电路、通信模块组成。系统硬件结构图如图1所示。液位检测报警电路滴速检测单片机电机驱动电路AT89S52通信电路键盘显示图1硬件电路设计框图2.1滴速检测模块滴速检测是是整个系统的重要组成部分，检测精度是衡量系统精确性的一个最重要指标。将滴管放置在检测用槽形光耦的中间，在检测过程中，液滴呈近椭圆状向下加速运动并通过槽型光耦。由于液滴的表面是曲面，上半部与下半部将光线两次折射，使接收端接收不到光，仅在液滴中部光线可以直射穿过，产生这样的波形是不稳定的，干扰较大，系统采用[3]了定时器555接成单稳态触发器，将输出脉冲

4、波形整形后再输入单片机的T0中断口。因为系统滴速范围为60-80滴/分，以最快要求来算，每分80滴，两滴之间的最小间隔时间为0.75S，所设计的单稳态触发器就应该使得暂稳态的时间小于0.75S。取R=400K,C=1UF,则http://www.paper.edu.cn暂稳态的时间为T=1.1RC=0.44S,它满足题目的要求，可以有效的避免两个液滴之间的干扰。图2滴速检测电路原理图电路原理图如图2所示。当没有液滴滴落时，通过传感器的光照强度最大，产生的光电流最大，使得光敏三极管导通，它的集电极和射极之间电压很小，输出低电平；当有液滴滴落时，切断光路，产生的光电流减小，光敏三极管截止，输出

5、高电平，根据输出脉冲电平高低情况就可以检测是否有液滴通过。2.2电机驱动模块系统可以采用两种方式控制输液速度:(1)通过调节滴速夹控制输液软管夹头松紧的方式来控制点滴速度;(2)通过步进电机改变输液瓶的高度来自动控制输液速度,电机驱动电路主要完成电机转速和方向的控制，当输液速度低于预设值时，电机反转以放松对输液管的压力以增加输液速度；当输液速度高于设定时，电机正向转动以压紧输液管从而降低输液速度。[4]实际上，对输液速度的控制是通过对步进电机的控制来完成的。系统动力选用DM5676A步进电机，步进电机及其支座固定于地面，步进电机轴上装有转轮，通过绕绳和滑轮实现对[5]输液瓶的高度控制。2.

6、3液位检测图3液位检测电路原理图液位检测是指输液时，当液面低于给定的输液位置时，认为输液过程己经结束，应发出报警信号，停止输液操作，以保证患者的安全液位检测电路原理图如图3所示。当瓶内药液液面在光路之上时，红外接收三极管不能接收到红外发射二极管发出的光，从而截止，放大器正极输入为“1”；当瓶内药液液面逐渐下降至光路附近时，红外接收二极管能接收到红外发射二极管发出的光，从而导通，放大器正极输入为“0”，此时驱动相应电路发出报警信号，通知医护人员及时采取措施。报警时的输液剩余量应该足够，符合护理人员对药液剩余量的http://www.paper.edu.cn最低要求。2.4CAN总线的接口电

7、路设计CAN（ControllerAreaNetwork）是一种高性能、高可靠性、易开发、低成本的现场总线，是一种有效支持分布式控制或实时控制的多主串行总线。CAN总线的接口电路的主要功能是通过CAN总线接收来自上位机的数据命令，然后分析判断接收数据的内容，下位机将决定做出什么样的处理。本系统中采用成熟的CAN通讯接口芯片SJA1000。SJA1000是PHILIP公司生产的新一代理想的新型独立的CAN控制器，是PCA8