一种静脉输液远程智能监测系统的研制

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1、南方医科大学2010级硕士学位论文一种静脉输液远程智能监测系统的研制Developmentofremoteintelligentmonitoringsystemforintravenousinfusion课题来源：广东省科技计划项目(20098010800020)广州市科技计划项目(2010J—E361)学位申请人贺建卫导师姓名余学飞李酷专业名称生物医学工程培养类型学术型硕士培养层次硕士研究生所在学院生物医学工程学院2013年月日广州f㈣炒硕士学位论文一种静脉输液远程智能监测系统的研制硕士研究生：贺建卫指导老师：余学飞、李拮

2、摘要静脉输液是目前医院最常用的一种治疗手段，传统的静脉输液都需要医生、护士或陪护人员陪同在输液病人的身旁，时刻观察着输液的速度，时刻注意着输液是否结束及是否出现意外情况，并且存在着输液速度不够精确等问题，所以在整个输液过程中都需要有专人的陪护，而且输液的时间都比较长，使人容易产生疲劳困倦，而且随着人们生活水平的提高以及对健康的追求，老年化人口越来越多，独生子女越来越多，疾病也越来越多，所需的陪护人员也在不断的增加，并且伴随着医疗事业的不断发展，医院规模的不断扩大，医生和护士的压力在不断增加，负担也越来越重，花费的人力物力也在

3、增加，所以越来越希望能够对病人的输液情况进行自动监测和集中管理，减少医生、护士和陪护人员的压力和工作量。目前在市场上也存在一些智能输液监测系统，但依然无法满足需要，要么是价格太贵，不能在各大医院普及，要么是功能单一，不能满足需要。本文针对目前市场上迫切需要一款价格低廉、功能齐全的智能输液监测系统的问题，设计研发了一种基于zigbee技术的远程智能输液监测系统。该系统主要包括四个部分：液滴检测部分、zigbee网络传输部分、上位机监测部分和PDA监测部分。液滴检测部分采用红外原理来实现，利用红外对管来检测是否有液滴通过，将红外

4、对管安装在茂菲氏管上，这样能够实现对输液液滴的无接触测量，既不会因为接触药液而对药液产生污染，也不会对药瓶有特殊的要求，能适宜各种摘要情况下的静脉输液。利用红外对管检测到输液液滴信号后，通过电压比较器电路、稳压电路等，将光信号转变为电信号。当没有液滴通过时，接收管接收到教强的光信号，输出为低电压信号，当有液滴通过时，接收管接收到的光信号较弱，输出为高电压信号，所以在输液过程中，输液液滴信号就转变为单个的脉冲信号，只要计算出脉冲信号的个数，就能得到输液的滴数，然后根据每毫升液滴所含的滴数，就能得到输液的容量。检测到液滴信号后，

5、送入单片机进行计数，单片机选用TI公司的MSP430F149单片机，利用它I／O口边缘触发中断的功能，当有脉冲信号输入时，利用边缘信号触发中断，在中断处理中进行计数。同时，在检测端的电路中还配置了显示电路、报警电路和初始容量设定电路，显示电路用来显示输液的剩余量；报警电路用来产生报警信号，当输液快结束时，自动产生报警信号，或当产生紧急情况时，可以手动按下报警开关，产生报警信号；设定电路用来设定输液的初始容量，目前常用的输液容量有lOOml、250ml、500ml和1000ml四种，医生和护士可以根据实际需要来设定输液的初始量

6、。整个电路都选用了低功耗的芯片，并且在程序上也做了低功耗的处理，所以消耗的电量较少，直接采用3V的干电池供电即可，既简化了整个系统的电路，使整个装置更加轻巧，也降低了整个系统的成本。整个系统不仅能实现在输液现场的自动监测，而且还增加了Zigbee的网络系统，将在检测端检测到的输液信息通过zigbee网络传送到医生办公室或护士站，医生和护士不需要到输液现场就能观察到各个病人的输液情况，大大减少了他们的工作强度和工作任务。Zigbee网络的硬件电路采用TI公司的CC2530芯片来实现，协议采用TI公司的Z—Stack协议，由于输

7、液室或病房离护士站和医生办公室都比较近，通信距离小于lOOm，所以通信网络直接采用星形拓扑网络结构，所有终端设备都直接向协调器发送信息，不经过路由器的作用。在整个zigbee的网络中，输液系统的前端检测电路加上一个zigbee的通信电路就是网络的终端设备，它负责整个网络的信息采集，协调器只需一个简单的zigbee的通信电路，它在网络中负责整个网络的建立和维护，并把接收到的数据通过串口电路发送到上位机，所以它基本上都处于工作状态，需要消耗较多的电能，硕士学位论文因此必须采用直流电源供电，而终端设备只有在接收检测端的数据和往协调

8、器发送数据时才处于工作状态，其它时间都处于休眠状态，所需的电量较少，直接采用3V的干电池供电即可，可以和检测端电路共用同一个电源电路，也使得整个系统的电路更加简单，整个装置更加轻便。协调器将接收到的数据通过串口发送到上位机，上位机接收到协调器发送过来的数据后，根据终端设备的ID号，将各个终