輸液報警監測系統

丁陽陽 周飛 王宇昊 張天飛

摘要：為實現對病人輸液情況的實時監測，避免輸液過程中由于護理不及時產生不良后果，設計一種基于單片機的輸液報警監測系統。以AT89C52為控制器，通過紅外對管檢測輸液點滴，LED數碼管實時顯示液滴速率，當出現回血和液滴速度高于或低于設定值范圍時，單片機控制蜂鳴器與LED燈進行聲光報警。

關鍵詞：AT89C52;紅外對管;輸液點滴;監測;報警

中圖分類號：TP212

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）04-0207-02

收稿日期：2019-11-21

作者簡介：丁陽陽（1995—），男，安徽亳州人，本科，主要研究方向為信號與信息處理;王宇昊，本科;周飛，本科;通訊作者：張天飛。

Infusion Alarm Monitoring System

DING Y ang-yang，ZHOU Fei，WANG Yu-hao，ZHANG Tian-fei*

（The Department of Electrical and Electronic Engineering，Anhui Institute of Information Technology，Wuhu 241000，China）

Abstract：In order to realize the real-time monitoring of the patient' s infusion situation and avoid the adverse consequences caused by the nursing delay in the infusion process，a microcontroller based infusion alarm monitoring system was designed.With AT89C52 as the controller，the infusion drip is detected through the infrared tube，and the LED digital tube displays the droplet rate in real time.When .the blood return and droplet speed are higher or lower than the set value range，the microcontroller controls the buzzer and LED lamp for sound and light alarm.

Key words：AT89C52;infrared tube alignment;infusion drip;monitoring;alarm

常規疾病治療過程中，靜點輸液治療方法越來越普遍，不同物理藥理性質的藥劑，不同年齡段的患者（包括患者就醫時的身體狀態）均有其標準給藥速度。因此，醫生在給患者靜脈輸入藥物的時候，需要設置合理的滴速。此外，在輸液過程中，若沒有及時更換輸液瓶，進入血管的空氣會危及患者生命。本設計通過紅外對管檢測點滴輸液，單片機進行控制，實現智能化監測輸液情況[1-3]。

1 總體設計方案

本設計主要由軟件和硬件兩部分組成，輸液報警監測系統功能模塊主要包括：紅外測速模塊、數碼顯示模塊、鍵盤控制模塊、紅外回血監測模塊。如圖1所示。紅外對管檢測到的信息在接收后經過單片機的邏輯處理后得到數據，通過數碼管顯示出來[4]，出現異常情況時，通過蜂鳴器與LED燈進行報警。

2 硬件組成及原理

2.1 單片機最小系統

本設計選用AT89C52單片機為核心控制元件，AT89C52單片機片內8KB Flash ROM，片內數據存儲器256B，4個I/O口，相比于51單片機增加了6個特殊功能寄存器、1個16位定時器/計數器T2，外接時鐘電路和復位電路，即構成了一個52單片機的最小應用系統[5]。AT89C52單片機的最小系統電路模塊如圖2所示。

2.2 紅外測速模塊

點滴數據采集采用紅外對管技術，紅外對管由一個紅外發射管和一個紅外接收管組成。當藥滴通過紅外發射管紅外線照射方向時，引起紅外光線強度的變化，導致紅外接收管中電流的變化，紅外對管接收到的信號通過電路傳到單片機。

2.3 聲光報警模塊

這部分用了蜂鳴器和LED燈來實現，接了三極管和兩個電阻。其工作原理簡單但在工作電流上還是有要求的，過小的電流通過電磁線圈產生的磁場強度不足以驅動發聲膜或驅動發聲膜的頻率太小，不足以產生人耳可以捕獲到的聲音信號。因此在電路設計時需要通過三極管來放大電流增強信號。電路圖如圖4所示。

2.4 顯示模塊

本系統使用兩段共陰極數碼管顯示滴速。電路圖如圖5所示。

2.5 按鍵模塊

本設計使用獨立鍵盤來實現設置滴速。按鍵在使用過程中常遇到機械抖動問題，本設計使用軟件去抖。電路連接如圖6所示。

3 仿真結果分析

仿真調試階段，用一個按鍵代表紅外傳感器，按鍵按下模擬點滴地下的頻率。用另一個開關模擬回血，按鍵按下，表示發生回血。

3.1 輸液正常

開始調試時，用一個按鍵模擬點滴速度。用按鍵按下的頻率在每分鐘20到80之間模擬輸液正常時，仿真如圖7所示。

3.2 點滴速度不正常

按鍵按的頻率低于20下每分鐘，或者超過80下每分鐘時，蜂鳴器報警。超速時，如圖8所示：

3.3 發生回血

當在預先設置的正常輸液范圍20到80之間時，回血模塊檢測到回血時，蜂鳴器報警，LED指示燈亮，提醒病人和醫護人員處理。仿真如圖9所示。

4 結論

基于單片機控制的輸液報警監測系統操作簡潔、上手較快、具有報警功能并且方便集中控制，在現代醫療事業具有較大意義，推動了自動化的智能醫療事業的發展，有利于提高醫護質量。

參考文獻：

[1]蔡青鋒，楊發權，林欣欣.基于單片機的輸液報警系統設計[J].電子技術，2018（9）：52-55.

[2]張曉航，石璇，王皓等.一種輸液報警器的設計[J].科技視界，2015（14）：26-26.

[3]李晨旭，馮定.一種實用新型輸液報警器的設計[J].醫療裝備，2017（15）：47-48.

[4]周飛.輸液報警器設計[D].安徽信息工程學院，2019.

[5]張毅剛.單片機原理及接口技術（C51編程）（第2版）[M].北京：人民郵電出版社，2016.

[通聯編輯：梁書]