基于无线网络静脉输液监控系统设计

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1、基于无线网络静脉输液监控系统设计　　摘要通过无线网络技术建立静脉输液监控系统，是一种实用、新颖的输液系统，在临床上，静脉输液是一种重要治疗方法，输液时如果药液由于某种事故导致输液速度较低、较高，需医务人员给予及时处理。无线网络静脉输液监控系统可I算药液滴数，传输监测点的输液信息，实现统一管理、实时监控。若发生异常情况，利用声光进行报警，护理人员可根据提醒给予及时处理。关键词无线网络；静脉输液；监控系统中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）21-0026-021课题背景与技术现状目前，静脉输液具有多种监控系统，由液位监控方式来说主要分为：光电式、电极式、电

2、容式与机械式。由通信方式分类：无线通信、总线与单机模式。随着网络信息技术不断发展，输液监控器呈单机网络化模式发展，总线模式虽具有网络化功能，然而系统化管理、控制不够完善，临床应用时需进行重新不限，较大依赖环境。随着网络无线技术发展，输液控制系统呈无线网络智能化发展，输液监控器能够实现上位机的软件管理，可使输液监控系统为医疗工作提供更好的服务。72系统需求与系统构建2.1系统需求分析该系统利用监测从站的各项单元输液参数，利用无线网络通信主站，主站对各项参数进行监控管理，实现数据管理，满足动态显示、报警与提醒的要求。系统需求如表1。表1系统需求需求项目需求说明目地对输液过程进行全程监控输入（设定

3、）从站和主站键盘输出从站LCD显示屏，主站显示器系统组成从站微处理器，无线适配器，计算机管理软件系统功能从站微处理器将有关的输液信息发送至主站；总线适配器对主从站提供通信支持；计算机管理软件对各输液单元进行监控分析。性能对输液信息和体征信息即时更新成本尽量低廉功耗尽量低能耗2.2系统构建方案按照系统需求，该系统构建包含上位PC机、输液监控仪、无线网络通信设备等三个主体，上位PC机作为主站，同输液监控仪实现远距离传输，一般大于807m的传输距离，输液监控仪监测输液滴速。当输液即将完成时，输液监控仪进行报警，阻断输液软管后，使输液停止。2.3系统总体构建方案该系统主要由软件、硬件构成，按照需求分

4、析，该系统输液监控仪以星型拓扑形式连接上位监控机。PC机、无线适配器在模型中央位置，输液监控仪则在系统外围，通过输液监控仪、上位机，实现数据的多点传输。如图1所示。2.4硬件设计方案该系统主要由液滴监控模块、数据传输模块、滴速显示屏、外围电路、MUC、输液阻断控制器构成系统硬件，主要负责电源供电设计、电路调试和设计及电子器件选型。如图2所示。图2输液监控器硬件组成图2.5软件设计方案该系统主要分为可视化程序与嵌入式程序的功能编写，嵌入式程度保证输液监控器各功能模块的驱动，确保各模块根据设计实时采集与传输信息。具体如图3所示。3输液控制器开发3.1MSC-51单片机7该单片机的寻址空间较大，有

5、16条地址线，外部数据与程序存储器可到64kb的寻址范围，可访问I/O口，2～13MHz的工作频率。同时，该单片机选择模块化结构，能够增删一个指令兼容、模块引脚，是一种系列化的新产品。3.2输液控制器的单元构建与电路设计针对输液控制器来说，其单元模块主要有报警电路、计数器、红外线传感器、显示器、信号放大器、电源等，输液控制器属于完全性独立的中断，可实现监测、报警。①电源：选择MSC-51单片机当作系统的主控MCU，2.8V～6V的工作电压；②传感器：该系统选择红外线传感器，其液滴计数法无法比拟液面监测、侧重、电极法等放，但其电路实用、简单，可实现无损检测，抵抗可见光性能强，具有较好的稳定性，

6、且价格便宜，对医疗监护起着十分重要的作用；③近红外光电检测对管，其结构原理类似于普通二极管，差异在于半导体材料，使用砷化镓、砷铝化镓，选择褐色、全透明树脂进行封装；7④液滴检测技术：利用红外线光对管计算药液滴数，设置时间阀值，每隔两滴即可计算时间阀值；⑤液滴信号采集：根据一定规律，将被测物理量转化为适于记录、传输的电量信号；⑥信号放大电路：以放大讯号电压、电流、功率电路，透过电源获得能量，控制输出讯号与输入讯号相配合；⑦液滴计数数码显示单元：设计滴速的显示单元，使输液患者可清晰读取实时滴速信息；⑧声光报警单元及输液阻断装置设计：主要包含声光报警的输液完成判定，输液完成时，声光报警模块发出报警

7、声音的声光报警设计，控制输液阻断、及时阻止输液的输液阻断设计，利用直流电机LG9110芯片实现直流电机的控制与驱动。图3输液监控器的嵌入式程序流程图4通信电路的设计4.1硬件电路设计①无线接收模块设计。硬件电路由芯片nrF2401与中单片机实现接口连接构成，接收端、发送端几乎相同连接，具有通用性特点，达到半双工通信；②无线接收器设计。系统中的无线接收器，主要通过接收输液监控器的滴速信息，实时传输至上位PC机，