液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置—從站的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題 目：液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置一從站的設(shè)計(jì)學(xué) 院：電子信息工程學(xué)院專 業(yè)：學(xué)生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：開(kāi)題時(shí)間：本課題研究的意義：20世紀(jì)90年代，電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是傳感器和大規(guī)模集成電路的 發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代化電子產(chǎn)品在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，并且對(duì)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展 和社會(huì)信息化程度起到了促進(jìn)作用，同時(shí)也使現(xiàn)代化電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高。 生產(chǎn)生活的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，自動(dòng)化控制的程度越來(lái)越高，功能越來(lái)越人性 化，這些自動(dòng)化的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的每個(gè)方面。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和微電子技術(shù)的應(yīng)用，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域一場(chǎng)隨之而來(lái)的 信息化的變革也正在進(jìn)行。靜脈輸液是臨床中

2、一種普遍使用的醫(yī)療手段，在一些 大醫(yī)院一個(gè)護(hù)士常常需要負(fù)責(zé)十兒個(gè)、甚至兒十個(gè)床位的液體點(diǎn)滴，很容易出現(xiàn) 混亂的局面，導(dǎo)致工作效率降低。在傳統(tǒng)輸液中，易發(fā)生一些異常情況，如管路 堵塞，滴速異常及輸液完畢無(wú)提示等，如果異常情況不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，就會(huì)給病 人造成傷害，嚴(yán)重的還會(huì)造成醫(yī)療事故。同時(shí)，有些病人，外界不便多次接觸進(jìn) 行管理，例如以前的非典型肺炎，或者骨髓移植后的隔離，這些病人需要輸液， 須避免過(guò)多與外界接觸，進(jìn)行管理的最佳方式為遠(yuǎn)程醫(yī)療器械的控制。所以，為 了提高醫(yī)院本身的管理水平和工作效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)地監(jiān)控液體點(diǎn)滴，微機(jī)化 自動(dòng)實(shí)時(shí)的液體點(diǎn)滴監(jiān)控系統(tǒng)的使用勢(shì)在必行。本課題研究了液體點(diǎn)滴速

3、度監(jiān)控裝置，主要通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)完成對(duì) 滴速的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多床位進(jìn)行遠(yuǎn)程、集中、分床監(jiān)測(cè)，針對(duì)不同病人所需 不同的液滴速度自動(dòng)控制點(diǎn)滴速度，并在輸液結(jié)束及出現(xiàn)異常情況時(shí)發(fā)出警告。 護(hù)士可在護(hù)士室監(jiān)控16輸液瓶病人的輸液惜況，從而減輕護(hù)士的工作量，實(shí)現(xiàn) 醫(yī)院護(hù)理自動(dòng)化。調(diào)研（社會(huì)調(diào)査）情況：脈動(dòng)靜脈輸液是臨床醫(yī)學(xué)中一個(gè)重要的醫(yī)療手段，LI前大小醫(yī)院中所使用的 靜脈輸液器都是懸掛在病人的上首才能輸液，輸液速度難以準(zhǔn)確監(jiān)制，這使對(duì)輸 液速度要求比較嚴(yán)格的病人不能很好的治療，并且輸液監(jiān)控報(bào)警器笨重、體積大、 價(jià)格高，增加了醫(yī)院的費(fèi)用。所以針對(duì)LI前醫(yī)療過(guò)程中存在的問(wèn)題，如果有液體 點(diǎn)滴速度監(jiān)

4、控裝置，可以智能監(jiān)控液體點(diǎn)滴，對(duì)液體滴速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)構(gòu) 建合理的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)主站與從站之間的可靠通信，并且系統(tǒng)價(jià)格低廉，可靠 性高，可以克服管理復(fù)雜工作效率低等缺點(diǎn)，必將深受醫(yī)務(wù)人員和病人的歡迎。2002年08月，醫(yī)科大學(xué)媛媛，迎新，為醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院研發(fā)出一套“智 能輸液監(jiān)控儀”，通過(guò)紅外對(duì)管測(cè)量液體點(diǎn)滴速度，利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)改 變輸液瓶高度調(diào)節(jié)液體點(diǎn)滴速度，在輸液瓶附近安裝小型攝像頭監(jiān)測(cè)輸液異常惜 況。2009年04月，市來(lái)邦科技，針對(duì)近兒年醫(yī)院遇到管理效率低的問(wèn)題研發(fā)出 一套“總線制醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包括總線傳輸、中文液晶顯示屏、無(wú)線對(duì) 講機(jī)、輸液報(bào)警器、指示燈等部分。

5、可實(shí)現(xiàn)醫(yī)院護(hù)士與病床病人之間的呼叫、對(duì) 講、輸液即將完畢報(bào)警。2009年09月，翔晶電子，針對(duì)醫(yī)療異常情況研發(fā)出一套“醫(yī)用輸液監(jiān)控器”， 適用于病房、護(hù)士站對(duì)病人正使用輸液的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控及警報(bào)，護(hù)士先手 動(dòng)調(diào)好液滴速度，然后打開(kāi)裝置，當(dāng)液滴速度變得太慢（低于20%）速度變得太 快（高于10%）及出現(xiàn)輸液管堵塞、輸液即將完畢時(shí)發(fā)出警報(bào)。這些裝置在不同程度上解決了一些醫(yī)療方面的難題，提高了醫(yī)院的工作效 率，但這些設(shè)備成本高，測(cè)量監(jiān)控不精確，功能不齊全。本課題的研究，是針對(duì) 現(xiàn)在醫(yī)院使用設(shè)備的不足加以改進(jìn)，不但可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行液體點(diǎn)滴速度檢測(cè)、液體 點(diǎn)滴速度控制、異常情況報(bào)警、緊急通話等功能，還可

6、以檢測(cè)剩余液體注射時(shí)間。擬釆用研究方法:(1) 功能設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的功能包括：液體滴速檢測(cè)、液體滴速控制、剩余注射時(shí)間顯示、液 位低報(bào)警、異常情況(輸液管堵塞)報(bào)警、緊急通話等。(2) 裝置框圖受液瓶(3) 從站設(shè)計(jì)從站主要山液體滴速檢測(cè)電路、信號(hào)放大整形電路、電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路、 單片機(jī)、按鍵輸入和顯示、語(yǔ)音通話電路、通訊等部分組成。其中測(cè)量液體滴速 電路完成液滴信號(hào)的采集，電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路完成液滴速度的控制，按鍵輸入和 顯示部分完成參數(shù)的輸入及顯示，語(yǔ)音通話電路完成病人與護(hù)士之間緊急通話， 通訊部分完成從站和主站之間通訊等。（4）液滴速度檢測(cè)脈沖調(diào)制的紅外對(duì)射傳感器。紅外發(fā)射管的最大工作電流是山

7、其平均電流決 定的，采用占空比小的調(diào)制信號(hào)，瞬間電流會(huì)達(dá)到很大，大大提高了信號(hào)噪聲比, 提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。（5）液滴速度控制模塊設(shè)計(jì)通過(guò)電機(jī)和滑輪系統(tǒng)控制儲(chǔ)液瓶的高度，來(lái)達(dá)到控制液滴流速的LI的，方案 實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)便，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)液瓶高度的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制 液滴流速的目的。（6）液位低警報(bào)模塊設(shè)計(jì)采用液滴訃數(shù)法，一定量（以亳升為訃量單位）的藥液其輸液量與藥滴數(shù)有關(guān), 一般來(lái)說(shuō)從莫非管式滴管滴落的每一滴為1/20毫升，或者是每20滴液滴總計(jì)一 毫升。因此只要能檢測(cè)液滴滴數(shù)，即可檢測(cè)到藥液的輸入量。這種技術(shù)山于操作 方便、價(jià)格便宜，且可靠性，實(shí)用性好它已經(jīng)得到了大量的使用。研

8、究計(jì)劃：階段時(shí)間表：2011年12月23 02011年12月27日查閱相關(guān)資料2012年03月07日一2012年03月14日撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告2013年03月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題，交畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，答辯2012年03月16日一2012年03月29日設(shè)計(jì)研究課題具體設(shè)計(jì)方案2012年03月30日一2012年04月04日確定設(shè)計(jì)方案2012年04月05日一2012年05月08日制作實(shí)物，撰寫(xiě)畢業(yè)論文2012年03月09日學(xué)院進(jìn)行畢業(yè)設(shè)訃中期檢查，交譯文2012年03月10 02012年05月29日 檢查修改畢業(yè)論文2012年03月30日交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，學(xué)院集中審閱2012年06月11 02012年06月

9、15日 學(xué)生畢業(yè)答辯文獻(xiàn)綜述：II詢國(guó)外的學(xué)者針對(duì)這方面開(kāi)展了很多研究，采用了很多方法。信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院金美，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)智能化的液體點(diǎn)滴速度 監(jiān)測(cè)與控制裝置。該裝置山水滴速度測(cè)試系統(tǒng)、水速控制系統(tǒng)、顯示裝置、單片 機(jī)系統(tǒng)、鍵盤和報(bào)警等系統(tǒng)組成。應(yīng)用水的壓強(qiáng)隨著高度差的變化而變化的原理, 利用控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的升降來(lái)控制點(diǎn)滴速度。點(diǎn)滴速度可用鍵盤來(lái)設(shè)定，設(shè)定圍 20150（滴/分），控制誤差圍在10% 1滴左右。從改變?cè)O(shè)定值起到點(diǎn)滴速度基本 穩(wěn)定整個(gè)過(guò)程的調(diào)整時(shí)間小于3分鐘。同時(shí)在水到達(dá)警戒線以下時(shí)能發(fā)出報(bào)警信 號(hào)。工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院江偉和夏淑麗，以AT89C51為核心，同時(shí)利用紅外

10、傳感器對(duì) 點(diǎn)滴速度及液面警戒值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)采用TDA2004集成運(yùn)算放大器作為步 進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)對(duì)二相混合式步進(jìn)電機(jī)的控制調(diào)節(jié)儲(chǔ)液瓶的高低，從而 改變點(diǎn)滴的速度。大學(xué)欣宇和正亮，對(duì)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能做了詳細(xì)的分析 與研究，利用光電傳感器采集點(diǎn)滴的速度變化信號(hào)，用AT89C5 1作為中央處理器 進(jìn)行信號(hào)分析與處理，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)王夢(mèng)蛟，針對(duì)U前醫(yī)療過(guò)程中存在的問(wèn)題，研制了智能液體點(diǎn)滴 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用紅外對(duì)射對(duì)儲(chǔ)液高度及點(diǎn)滴速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)構(gòu)建合理的 通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了主站與從站之間的可靠通信。交通大學(xué)王瑞峰和嚴(yán)天峰，研制了以PC機(jī)為中心構(gòu)成

11、分布式測(cè)控系統(tǒng)的監(jiān)控 儀，全部采用菜單式管理，界面友好清晰，以全中文的形式設(shè)定參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié) 和監(jiān)測(cè)輸液速度、點(diǎn)滴時(shí)間；所有的輸液參數(shù)通過(guò)通信線路傳輸?shù)綇恼?，并?shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)32個(gè)從站的輸液情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和人工全方位的定點(diǎn)和巡回檢測(cè)，可很好地 應(yīng)用于臨床。大學(xué)云勝，利用Visual C+6. 0語(yǔ)言的可視化和MSComm通信控件來(lái)實(shí)現(xiàn)微機(jī)化 實(shí)時(shí)監(jiān)控多套醫(yī)用液體點(diǎn)滴裝置，提出了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并詳 細(xì)分析了監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能?；糁菝弘娂瘓F(tuán)有限責(zé)任公司秀娟，設(shè)計(jì)了一個(gè)液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)了 鍵盤輸入、液晶顯示、滴液檢測(cè)、滴速控制、聲光報(bào)警的功能。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)藤春陽(yáng)和長(zhǎng)江，以AT

12、89S52單片機(jī)為核心，以鍵盤及紅外對(duì)射式 傳感器作為輸入系統(tǒng)，以1602液晶顯示屏及電動(dòng)機(jī)作為輸出系統(tǒng)的智能化輸液控 制及檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要山水滴速度測(cè)試系統(tǒng)、水速控制系統(tǒng)、顯示裝置、單 片機(jī)系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、鍵盤和報(bào)警等系統(tǒng)組成。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院史杰，在同一系統(tǒng)，MCS2051系列兩單片機(jī)之間采用單向并行 通信接口、主從雙向并行通信接口、無(wú)主從雙向并行通信操作實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互連的方 法，實(shí)現(xiàn)液體點(diǎn)滴控制，并用PTR2000實(shí)現(xiàn)單片機(jī)無(wú)線發(fā)射接受模塊了新的途徑。大學(xué)訃算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院秀莉和學(xué)思，針對(duì)U前現(xiàn)代醫(yī)院液體點(diǎn)滴自動(dòng)化裝 置的各種缺陷和不足，設(shè)計(jì)一種智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)，采用AT89C58

13、單片機(jī)作為主 從機(jī)的核心，利用N1AX232進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息的傳輸，構(gòu)成了一個(gè)分布式的主從局 域控制網(wǎng)，采用光電傳感原理實(shí)現(xiàn)對(duì)液體點(diǎn)滴速度的測(cè)量和檢測(cè)，用步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)控制儲(chǔ)液瓶的高度，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)滴速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并把液體點(diǎn)滴的速度準(zhǔn)確的 顯示在液晶顯示屏上，醫(yī)護(hù)人員和病人一 U 了然，使點(diǎn)滴輸液變的更加方便和安 全。輕工業(yè)學(xué)院宋雪麗和王虎林利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能化的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測(cè) 與控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)山水滴速度測(cè)試系統(tǒng)、水速控制系統(tǒng)、顯示裝置、單片機(jī)系 統(tǒng)、鍵盤和報(bào)警等系統(tǒng)組成。應(yīng)用水的壓強(qiáng)隨著高度差的變化而變化的原理，利 用控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的升降來(lái)控制點(diǎn)滴速度。點(diǎn)滴速度可用鍵盤來(lái)設(shè)定，同時(shí)在水

14、 到達(dá)警戒線（2cm3cm ）以下時(shí)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。參考文獻(xiàn):1 金美基于51單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置J科技信息,20032 江偉，夏淑麗.液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置J.技術(shù)在線，2010. 273 欣宇.基于AT89C51的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)汁與實(shí)現(xiàn)J.大學(xué)學(xué)報(bào),2005. 034 王夢(mèng)蛟.智能液體點(diǎn)滴監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)J.集成電路應(yīng)用，20095 王紫婷，王瑞峰.智能液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控儀J.自動(dòng)化與儀器表,2004. 056 云勝.基于VC的液體點(diǎn)滴實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2003. 127 秀娟.液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置J.信息科技，20118 滕春陽(yáng)，長(zhǎng)江.基于單片機(jī)系統(tǒng)的液

15、體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)J.技術(shù)應(yīng)用， 2011.08史杰基于無(wú)線電通信的液體點(diǎn)滴控制系統(tǒng)J.電子科學(xué)，200810 秀莉，學(xué)思.智能化的液體點(diǎn)滴控制裝置J.大眾科技，201011 宋雪麗，王虎林，萬(wàn)金領(lǐng)基于單片機(jī)系統(tǒng)的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝巻的設(shè)iHjl.電腦 開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,200712 SIMATIC S7-200 Programmable Controller System Manual EM13 DENVIRD J, CONROY E. Electron Multiplying CCDsZ. Proc. SPIE, 2003, 4877: 55 68L14 JERRAM P, POOL P, BELL R, et al. The LLLCCD: Low Light Imaging without the need for an intensifierZ. Proc. SPIE, 2001, 4306: 17818615 Kosko BNeura