基于单片机的输液监控系统设计

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1、摘要输液是医院常用的治疗手段，传统输液过程中存在着输液速度不精确，需要人工监护等弊端。本文设计了一种以C8051F410单片机为核心的布线式输液监控系统用以解决此问题。系统通过RS-485接口实现有线通信与监控，具有液滴检测，液滴速度调控，报警等功能。采用红外传感器技术检测液滴和输液高度，单片机用以实现输液速度计算和显示，通过查询键盘，将实时设定的点滴速度值与实际输液速度进行比较，来控制步进电机调节输液瓶高度，从而控制点滴速度，输液结束或异常时自动报警提示。关键词:输液监控；单片机；液滴检测；速度调控IIABSTRACTInfusionasatreatmentisc

2、ommonlyusedinhospital.Duringthetraditionaltransfusion,therateofinfusionisimprecise,italsorequiresmanualmonitoringandexistsotherdefects.ThispaperdesignacablingtypesystemwhichusingC8051F410single-chipasitscoretosolveabove-mentionedproblems.ThissystemthroughtheRS-485interfacetoachievecomm

3、unicationandmonitoring,Ithasmanyfunctions,suchastestingthedrop,controllingthespeedofdropandalarmfunctions.Usinginfraredsensorstodetectaliquiddropandtheheightofliquidmedicine,themicro-controllerachievetocalculateanddisplaythespeedofdrop.Fromqueryingthekeyboardinrealtimetoreadthevalueoft

4、hesetrate,thesystemcomparesthesetratewiththeactualinfusionratetocontrolthesteppermotorrunningtoadjusttheinfusionbottle’sheight,andthuscontroltherateofdrop.Whentheinfusionisendingorabnormal,thesystemwillstartthealarmprogram.KEYWORD:infusionmonitor;single-chip;speeddetection;speedcontrol

5、II目录摘要ⅠABSTRACTⅡ第1章引言11.1课题背景11.2课题研究的目的和意义11.3论文的组织结构2第2章系统总体设计32.1系统整体框图32.2C8051F410单片机介绍3第3章系统硬件设计53.1方案论证53.1.1液滴速度检测方案53.1.2液位检测方案53.1.3速度控制方案53.1.4电机选择及控制方案63.1.5键盘显示单元63.2模块的硬件设计73.2.1系统的组成单元73.2.2通信接口电路设计83.2.3液滴信号检测模块83.2.4键盘及显示模块83.2.5声光报警模块133.2.6电动机驱动模块13第4章系统软件设计144.1软件设计

6、框架144.2芯片主要寄存器介绍164.2.1PCA计数器/定时器164.2.2PCA捕捉/比较模块164.2.3PCA控制寄存器174.3算法分析与实现184.3.1电动机的转速184.3.2蜂鸣器音频和音量204.3.3滴速的检测214.4测试结果与分析224.4.1测试方案224.4.2主要测试结果234.4.3测试结果分析23结论24参考文献25附页26第1章引言1.1课题背景上世纪90年代至今，国内外相关的专家积极探索，输液监控系统一直在不断改进。在国内：09年张婉姣申请了一种输液监控报警器的专利：包括光源发射器、光源接收器、电源模块、控制器和报警电路，光

7、源发射器和光源接收器要对应设置，光源接收器输出端连接到控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接到报警电路的信号输入端[1]。该输液监控报警器在输液出现不正常时或瓶内液滴快要滴完的时候会进行声光报警。该输液监控报警器优点：结构简单、使用方便、报警准确率高等。缺点：功能较少。徐凤霞等人利用MCS-51系列单片机与电力线载波芯片结合其他软件、硬件开发出病区输液远程监控系统。刘世平等人研制的输液智能监控系统能够同时在病房和护士站发出声光报警，且在报警的同时自动停止输液。另外，在护士工作站可以显示该病床的输液的相关信息。在国外：在40世纪80年代就开始有研究。德国、韩国