基于51單片機的輸液報警系統設計

高揚

摘 要：本設計是以AT89C51單片機為核心，利用光電傳感器來檢測設備液體的流動情況。當吊瓶內有點滴落下時，可通過紅外檢測裝

1前言

隨著信息技術和計算機技術的發展，信息革命在工業、醫療和控制領域都有所涉及。例如在工業中需要控制生產中液體的流動，實時性控制保證工業設施的安全性與高效率性。基于現代科學技術的發展，人們的生活作息混亂致使身體素質較差，醫院病人數量也激增，其中最基本的就是輸液點滴系統的控制，因為它直接關系著人們的健康狀態。

2 輸液報警系統要求及設計方案

本設計是以51單片機微機為主控核心，采集和分析用戶所設置的信號及數據，針對用戶設置的數據及信號，通過硬件系統中的可控元器件實現點滴檢測和報警功能。系統功能流程如圖2-1所示。

當有點滴滴下時，通過對紅外對管中接收器，攜帶能量的紅外線光子進入PN結能量，點滴吸收紅外線能量，轉移到電子共價鍵連接處，使得共價鍵釋放電子，從而使脈沖電流的產生，然后處理脈沖信號。當沒有點滴通過或者流速較小未達到設定值，此時紅外對管產生少量電流，進而產生脈沖信號，當MCU處理完成后，命令送達報警器。

3 系統硬件設計

3.1 系統硬件設計原則

微控制器設計程序系統的硬件由兩部分組成：一是配置循環系統，如鍵盤和1602液晶屏幕，設計相應的電路接口，A / D開關等。二是擴展系統，如ROM、RAM、O / I，中斷系統等。當無法滿足應用程序系統的需求，則需要進行系統擴展，此時相對應的芯片由電路設計選擇。

3.2 系統硬件選型

3.2.1 中央處理器

此設計中所采用的是STC89C52單片機。擁有4KB字節快速刪除和編寫程序，可重復寫或刪除多次且這一數據可以保存十年，當編輯好之后其數據系統持續時間很長，并且與MCA-51系列指令系統和引腳完全兼容，但經過開發改進擁有了MCA-51沒有的很多功能。

3.2.2 檢測裝置

當液體沒有落在管子上時，發射管和接收管相對，此時接收管接收到的光信號較強。當有點滴流下時，由于點滴液體對紅外光的反射吸收使得光強度發生改變，接收管接收到信號之后發送給單片機控制系統，則由此檢測出點是否有點滴滴落。

3.2.3 LCD1602顯示電路

LCD1602是系統所用顯示器，可顯示兩行16個字符合計32共個數字及字符。這種專門的點陣型液晶由單片機STC89C52控制，可顯示用戶設置的數字，字母或字符。其主要特性為：一個高性能的8位閃存8K低編程和存儲器。512字節 RAM，32位 I/ O口線，內置4 KB EEPROM， MAX810復位電路，3個16位定時器，4個外部中斷，7向量4中斷結構及全雙工串行口8。

3.2.4 蜂鳴器電路及按鍵電路

蜂鳴器是一個全面一體化結構的電子迅響器，供電方式是交直流，在生活中應用非常廣泛，如汽車喇叭、電話、兒童玩具等。蜂鳴器發聲原理：電流通過磁感應線圈，磁感應線圈是由磁場產生的驅動振動膜發出的聲音。微控制器的TTL電平無法驅動蜂鳴器，因此必須增大電流增設放大電路，蜂鳴器通過三極管放大。當p2.4釋放低能量時，直接通電，三極管導通，發出鳴叫。

4 軟件設計

4.1 軟件設計原則

軟件設計的一個重要條件是控制和協調的外部設備，主要控制系統需支持軟件運行、應用程序的開發和操作。監控和維護計算機系統、管理單片機系統的硬件設備是軟件系統的主要任務，最終目的時與系統硬件一同構成完整系統。

整個軟件的程序主體就是主程序，是整個完整程序的入口點，軟件設計系統的關鍵組成部分，系統在執行過程中首先執行主程序，與此同時，調用軟件設計中的子程序，來實現子程序對應的功能。且主程序還負責執行子程序和模塊之間的聯系。

該程序通過系統自檢，檢測程序內存在的故障，然后按順序調用各子程序模塊執行各自的功能，來系統的實現初始化，進而開始實現數據處理和數字通信顯示，產生控制信號等。

5結論

目前在醫院患者輸液的過程中，患者會因為身體虛軟無精力觀察點滴液體情況、醫護人員往往會因為患者過多而導致點滴更換不及時。如果患者輸液過程中沒有得到醫護人員的照看治療，且病人也處于無意識狀態，當點滴流盡由于氣壓原因病人的針管則會出現回血現象，時間越長則患者的血液流失越多，造成病人的二次傷害。

參考文獻：

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置檢測液體下落速度，同時由單片機控制，規避點滴流速過快或過慢的危險;當吊瓶內藥物滴完即沒有點滴流下時由分機向主機發送報警信號。無需患者與醫護人員操作自行報警，而且在實現無線報警的同時可以檢測輸液情況，當病人吊瓶輸液無液體或點滴流速未在設定安全值，即觸動蜂鳴器報警系統。

關鍵詞：51單片機;點滴輸液;流速控制