输液报警监测系统
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摘要：为实现对病人输液情况的实时监测，避免输液过程中由于护理不及时产生不良后果，设计一种基于单片机的输液报警监测系统。以AT89C52为控制器，通过红外对管检测输液点滴，LED数码管实时显示液滴速率，当出现回血和液滴速度高于或低于设定值范围时，单片机控制蜂鸣器与LED灯进行声光报警。
关键词：AT89C52;红外对管;输液点滴;监测;报警
中图分类号：TP212
文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）04-0207-02
收稿日期：2019-11-21
作者简介：丁阳阳（1995—），男，安徽亳州人，本科，主要研究方向为信号与信息处理;王宇昊，本科;周飛，本科;通讯作者：张天飞。
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
常规疾病治疗过程中，静点输液治疗方法越来越普遍，不同物理药理性质的药剂，不同年龄段的患者（包括患者就医时的身体状态）均有其标准给药速度。因此，医生在给患者静脉输入药物的时候，需要设置合理的滴速。此外，在输液过程中，若没有及时更换输液瓶，进入血管的空气会危及患者生命。本设计通过红外对管检测点滴输液，单片机进行控制，实现智能化监测输液情况[1-3]。
1 总体设计方案
本设计主要由软件和硬件两部分组成，输液报警监测系统功能模块主要包括：红外测速模块、数码显示模块、键盘控制模块、红外回血监测模块。如图1所示。红外对管检测到的信息在接收后经过单片机的逻辑处理后得到数据，通过数码管显示出来[4]，出现异常情况时，通过蜂鸣器与LED灯进行报警。
2 硬件组成及原理
2.1 单片机最小系统
本设计选用AT89C52单片机为核心控制元件，AT89C52单片机片内8KB Flash ROM，片内数据存储器256B，4个I/O口，相比于51单片机增加了6个特殊功能寄存器、1个16位定时器/计数器T2，外接时钟电路和复位电路，即构成了一个52单片机的最小应用系统[5]。AT89C52单片机的最小系统电路模块如图2所示。
2.2 红外测速模块
点滴数据采集采用红外对管技术，红外对管由一个红外发射管和一个红外接收管组成。当药滴通过红外发射管红外线照射方向时，引起红外光线强度的变化，导致红外接收管中电流的变化，红外对管接收到的信号通过电路传到单片机。
2.3 声光报警模块
这部分用了蜂鸣器和LED灯来实现，接了三极管和两个电阻。其工作原理简单但在工作电流上还是有要求的，过小的电流通过电磁线圈产生的磁场强度不足以驱动发声膜或驱动发声膜的频率太小，不足以产生人耳可以捕获到的声音信号。因此在电路设计时需要通过三极管来放大电流增强信号。电路图如图4所示。
2.4 显示模块
本系统使用两段共阴极数码管显示滴速。电路图如图5所示。
2.5 按键模块
本设计使用独立键盘来实现设置滴速。按键在使用过程中常遇到机械抖动问题，本设计使用软件去抖。电路连接如图6所示。
3 仿真结果分析
仿真调试阶段，用一个按键代表红外传感器，按键按下模拟点滴地下的频率。用另一个开关模拟回血，按键按下，表示发生回血。
3.1 输液正常
开始调试时，用一个按键模拟点滴速度。用按键按下的频率在每分钟20到80之间模拟输液正常时，仿真如图7所示。
3.2 点滴速度不正常
按键按的频率低于20下每分钟，或者超过80下每分钟时，蜂鸣器报警。超速时，如图8所示：
3.3 发生回血
当在预先设置的正常输液范围20到80之间时，回血模块检测到回血时，蜂鸣器报警，LED指示灯亮，提醒病人和医护人员处理。仿真如图9所示。
4 结论
基于单片机控制的输液报警监测系统操作简洁、上手较快、具有报警功能并且方便集中控制，在现代医疗事业具有较大意义，推动了自动化的智能医疗事业的发展，有利于提高医护质量。
参考文献：
[1]蔡青锋，杨发权，林欣欣.基于单片机的输液报警系统设计[J].电子技术，2018（9）：52-55.
[2]张晓航，石璇，王皓等.一种输液报警器的设计[J].科技视界，2015（14）：26-26.
[3]李晨旭，冯定.一种实用新型输液报警器的设计[J].医疗装备，2017（15）：47-48.
[4]周飞.输液报警器设计[D].安徽信息工程学院，2019.
[5]张毅刚.单片机原理及接口技术（C51编程）（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2016.
[通联编辑：梁书]
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