基于單片機的輸液監測系統設計

郭潔 修位蓉 理艷榮

【關鍵詞】輸液監測;傳感器;App;無線通信

一.設計方案

主控制器為STC89C52RC單片機，實現信息交互與信息處理功能，功能模塊包括紅外光敏滴速監測模塊、按鍵控制模塊、信息顯示模塊、異常報警模塊、無線傳輸模塊五部分。滴速檢測模塊采用非接觸式紅外對管發射接收。根據光學原理，檢測兩次液滴滴下的時間差來計算滴速。按鍵控制模塊采用獨立按鍵，通過手動方式向單片機輸入信號進而實現對系統的控制，包括提高滴速、降低滴速功能。信息顯示模塊。采用LCD液晶顯示屏顯示設定值和實際滴速等重要參數。報警模塊，根據實時監測數據，當發現滴速不在閾值范圍時發出聲音，在患者端進行警報。無線傳輸模塊通過采用藍牙模塊，將檢測并采集到的輸液情況發送給App醫護端，App醫護端通過藍牙匹配獲取數據，并顯示在監測系統上且判斷是否報警。系統總體框圖如圖1所示。

系統紅外光敏滴速檢測模塊。檢測當前液滴情況，通過主控電路與設定閾值對比，在信息顯示模塊進行顯示，若出現異常。控制報警模塊則發出報警。檢測滴速同時通過無線傳輸模塊傳送至App端，顯示當前液滴與液體剩余量。按鍵控制模塊根據不同液體可設置液體的滴速。

二.軟硬件設計

硬件電路，主控制器為STC89C52RC單片機，實現信息交互與信息處理功能，功能模塊包括紅外光敏滴速監測模塊、按鍵控制模塊、液晶顯示模塊、異常報警模塊、藍牙無線傳輸模塊五部分。軟件設計部分，當液滴通過滴管中的二極管時，由于液滴吸收和散射了紅外發射二極管發出的光，相應的電流變低。紅外接收二極管接收到的發光強度變低，根據滴速監測原理滴速計算應用程序以計算出滴管中液滴實時的滴速，實現輸液過程滴速實時監測監控。程序控制流程圖如圖2所示。

三.系統測試

本文使用輸液針線模擬病人輸液的場景，應用本課題設計的基于單片機的輸液液位檢測系統進行滴速檢測實驗。通過查閱資料了解實際中輸液滴速情況，在實驗中通過按鍵設置最大滴速為每分鐘80滴，最低滴速為每分鐘20滴。測試場景與功能圖如圖3所示。

由圖3可以看出系統運行正常，此時的滴速為66滴，分鐘左右。本系統速度的準確率達到90%以上。為了更加直觀地對比，將信息顯示模塊滴速值、App顯示與人眼觀察測試形成滴速對照表，如表1所示：經過多次調試，系統已達到設計的要求。

四，結論

本文根據臨床醫學中靜脈輸液的智能化監控需求設計了一種基于單片機技術的輸液速度監測系統。可以實現對注射速度的監測和計算，并支持報警功能。結果顯示在液晶顯示屏上，使輸液治療更安全、方便。實驗表明，該監測儀具有功能可靠、成本低、功耗低、操作簡單、測量準確、響應速度快等優點。在這個研究基礎上還有一些待完善的地方。從輸液監測功能角度出發，可以增加語音呼叫功能，實現病人與醫護人員的實時溝通。從病人的生活娛樂需求角度出發。增加音樂點播功能，舒緩病人輸液過程中的心情。