智能醫療監護機器人

白士宇 李鶴 姜德文 侯東旭 沈陽工學院

智能醫療監護機器人

白士宇 李鶴 姜德文 侯東旭 沈陽工學院

醫院進行治療時，對患者進行的監控，需要由陪侍人員或者醫務工作者實時陪伴照顧，這樣既加重了醫護工作者的工作負擔，也讓病區的綜合管理變得不便利。隨著科技的不斷進步，實時醫療監控已成為現代醫療中應該具備的一部分。隨著單片機在監測和報警技術中的發展，其在提高電子醫療設備性價比，促進電子醫療設備的發展和普及中起到越來越重要的作用。

STM32單片機 醫療監護 智能監護

該設計智能醫療監護系統研究主體功能有三個：輸液監控、智能藥箱、語音陪伴。其中輸液監控和智能藥箱分別位于機器人的兩側。該智能監護系統主要利用高性能STM32單片機作為核心，通過程序控制高精度紅外滴速監測模塊，智能控溫加熱模塊，可調控氣泵加壓模塊，人工智能語音識別模塊來實現更加精確監測與控制。

1 系統設計

1.1 硬件設計

系統的硬件主要包括智能藥盒，LCD屏，音響，高精度紅外滴速監測模塊，智能控溫加熱模塊，可調控氣泵加壓模塊，人工智能語音識別模塊。

除了傳統的監控功能，我們的監護機器人還能增加一鍵報警功能，出現異常情況時，病人或家屬可以通過報警按鍵或語音，呼叫醫護人員及時處理，避免危險發生。

單片機會將處理好的程序通過無線模塊發送給接收端，接收端通過解碼將數據傳給電腦，并在上位機軟件中顯示出來。輸出的PWM信號控制驅動模塊的電壓輸出，從而控制氣泵的轉速，起到控壓的作用，達到不用高懸吊瓶且能正常輸液的效果。

圖1 實物結構圖

圖2 上位機設計圖

1.2 軟件設計

上位機軟件使用VB．net進行開發，與機器人通過無線的方式進行通信，既能完成輸液情況的遠程實時監控，還能方便的設置藥箱提醒時間。上位機分別設置有“智能藥箱”和“輸液控制”兩個模塊。在“智能藥箱”模塊體中有12個按鈕分別代表對應位置的藥盒。點擊藥盒按鈕后，窗體會顯示一個界面，界面中包括藥品名稱，每次劑量以及服藥時間三個關鍵信息。完整輸入信息并點擊確定，該藥盒就會在設定的時間提醒病人用藥。

使用時首先利用上位機軟件設置用藥信息，并通過無線通信方式下載到監控機器人的處理器上，到了規定的用藥時間，處理器控制藥盒的數碼管循環發光顯示，并且有提示語音，病人可根據提示打開對應藥盒。

2 系統測試

滴速監測情況（20分鐘）見表1。

表1 滴速監測情況

加熱測試情況（100次）見表2。

表2 加熱測試情況

3 總結

智能機器人技術是未來技術發展的制高點，是未來新興產業的支撐點，是未來社會服務的最佳幫手。

此產品運用低成本氣泵解決吊瓶高掛的缺陷，高精度傳感器實現滴速監控，多級溫度控制，并將信息傳給無線終端。智能藥盒功能可以提前設置用藥提醒。利用語音識別功能與機器人進行簡單交談，或播放音樂等舒緩患者情緒。

發展智能機器人產業集群，面向新興制造業，深入研究分析產學研用之道，提高集成技術，使智能機器人發展真正做到產業化，系統集成化，實現資源優勢互補。

該產品可廣泛的應用于醫院與診所和家庭私人護理。由于產品體積小、成本低、性能優異，便于市場推廣，更可以針對不同層次的用戶，定制更復雜的監護功能，提升用戶的體驗感。

白士宇，男，本科在讀，研究方向為嵌入式開發。李鶴（通訊作者），男，沈陽工學院信息與控制學院專業教師，研究方向為人工智能，嵌入式系統開發。