基于單片機智能輸液系統(tǒng)的設(shè)計-開題報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上泰山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目基于單片機智能輸液系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué) 院 機械與工程學(xué)院 年 級 二一一級（3+2） 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 李麗芬 學(xué) 號 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生簽字 2012 年 12 月 16 日題目來源指導(dǎo)教師推薦 自選 其它 題目類別基礎(chǔ)研究 應(yīng)用研究 其它一、開題背景和設(shè)計課題的意義隨著智能化控制研究的不斷發(fā)展，自動化臨床設(shè)備的研究日益成為醫(yī)療器械發(fā)展的一個重點，因而設(shè)計一種智能輸液管理系統(tǒng)實現(xiàn)對輸液過程的全程監(jiān)控是醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然趨勢。本文以遠程監(jiān)控實現(xiàn)輸液實時監(jiān)測為目標(biāo)，通過下位機采集各床位患者的輸液信息，再以無線的方式將數(shù)據(jù)傳達

2、至上位機，實現(xiàn)輸液數(shù)據(jù)的實時顯示和存儲，以及在特殊情況下的報警等功能。單片機輸液點滴速度控制的發(fā)展在今和未來將成為醫(yī)療設(shè)施發(fā)展的趨勢，畢竟，單片機憑著優(yōu)越的性價比，與以往的點滴滴速控制系統(tǒng)相比，其單片機價格便宜，操作易于實現(xiàn)，而且對滴速的控制要求精度也較高。再者，單片機操作多機控制系統(tǒng)，還可減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護人員的工作效率。在人為控制下有時候如不小心將會為安全設(shè)施帶來很大的麻煩，而且人工控制滴速精度也很難掌握，而使用單片機設(shè)計只要在設(shè)計時考慮周到，運行起來就不會帶來這種問題了，因此，單片機滴速控制系統(tǒng)將在醫(yī)療中得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展是順應(yīng)科學(xué)技術(shù)而發(fā)展的，醫(yī)療的安全問題更離不開

3、科學(xué)，把高科技應(yīng)用到醫(yī)療事業(yè)中來是對醫(yī)療事業(yè)的一大促進與補充。二、課題的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望國外對智能型輸液裝置的研究較早，如日本、美國和德國等國家上世紀(jì)八十年代末就進行了智能型輸液裝置的研制。輸液泵是一種多功能輸液控制器，能夠較為精確地控制輸液速度，并實現(xiàn)輸液阻塞、氣泡混入和輸液完成報警。但是價格普遍比較昂貴，在兩萬元人民幣左右。國內(nèi)對輸液裝置的研制起步較晚，大都在九十年代中期開始研究。不過總體來說其功能也只是側(cè)重于精確輸液控制，種類較少，性能也需改進。由于規(guī)范操作下，輸液阻塞、氣泡混入是可以避免的，因此輸液速度的控制和輸液完成報警成為了人們更為關(guān)心的問題。作為一種醫(yī)療器械，安全性、可靠性是基

4、礎(chǔ)，作為一種只有普及到每一位輸液病人才有實際意義的產(chǎn)品，使用方便和足夠低的價格又是一種基本要求，所以，這種產(chǎn)品即便安全性、可靠性得到了充分保證，但如果沒有簡便的操作和足夠低的價格作支撐，想要順利推廣也是不可能的。本系統(tǒng)對輸液沒有任何影響，安全性高。系統(tǒng)簡單，可靠性高，檢測精度高。本系統(tǒng)整體造價低廉。無使用成本，有較強的市場競爭力和推廣前景。三、研究內(nèi)容本課題是以單片機為核心，設(shè)計一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，能檢測點滴速度，控制點滴速度，并能發(fā)出報警信號。主要包括四個設(shè)計模塊：a從站數(shù)據(jù)采集電路，包括液滴信號的采集和輸畢信號的采集；b從站數(shù)據(jù)處理電路，包括實時數(shù)據(jù)的顯示、處理及控制；c從站數(shù)

5、據(jù)發(fā)送部分電路，包括數(shù)據(jù)處理單片機與數(shù)據(jù)發(fā)送單片機之間的串口通信及數(shù)據(jù)發(fā)送單片機與無線發(fā)射模塊PTR8000之間的SPI通信；d主站數(shù)據(jù)接收部分電路，主要為主站無線接收模塊PTR8000與單片機之間的SPI通信。1.系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)由主、從站(或上位機和下位機)構(gòu)成，核心控制器件是單片機。主站由數(shù)據(jù)通信單片機組成，從站由數(shù)據(jù)處理單片機和數(shù)據(jù)通信單片機組成。2.主站設(shè)計主站主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線接收，并將數(shù)據(jù)以串口形式傳送至PC機儲存。PC機接數(shù)據(jù)并實時顯示床位號、輸液速度、報警信息等。主站以單片機作為無線模塊PTR8000的控制器，且控制1602液晶屏顯示相關(guān)通信信息3.主站功能：a.具有定點和巡

6、回檢測兩種方式b.可顯示從站傳輸過來的從站號和點滴速度。c.在巡回檢測時，主站能任意設(shè)定要查詢從站的數(shù)量、從站號和各從站的點滴速度。d.收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并能顯示相應(yīng)的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。4.主站程序設(shè)計主站程序設(shè)計主要分為兩部分：單片機通信控制及PC機監(jiān)控軟件設(shè)計，即單片機無線接收子程序控制PTR8000接收數(shù)據(jù)及串口通信子程序控制將接收的數(shù)據(jù)傳送至PC，PC機端采用微軟的VC+6.0實現(xiàn)客戶端軟件的開發(fā)，其中在串口開發(fā)部分直接使用MSCoom控件。MSCoom控件是微軟公司開發(fā)的專門用于串行通信的控件。通過設(shè)置控件的幾個屬性，然后添加控件的事件響應(yīng)代碼就可以

7、使串口按照要求進行工作。5.從站硬件電路設(shè)計 從站硬件電路包括AT89S52單片機最小系統(tǒng)電路、液滴檢測電路、輸畢檢測電路、鍵盤電路、共陰雙8數(shù)碼管顯示電路、聲光報警電路、無線收發(fā)接口電路等。其中，液滴和輸畢信號主要采用紅外收發(fā)二極管來采集，信號經(jīng)過整形電路處理后送至單片機的外部中斷接口;采用步進電機作用微控裝置壓迫輸液軟管的松緊程度來實現(xiàn)自動控制液滴速度的目的。6.從站功能：a.能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可任意設(shè)定，b.接收主站設(shè)定的點滴速度信息并顯示。c.對異常情況進行報警。7.從站程序設(shè)計主要由以下幾部分子程序組成：鍵盤控制子程序、中斷控制子程序、步進電機控制子程

8、序、液晶屏顯示子程序及無線模塊收發(fā)控制子程序。其中數(shù)據(jù)處理單片機由鍵盤控制子程序設(shè)定滴速及輸液總量等信息，中斷子程序采集輸畢及液滴信號并計算輸液滴速及時間等數(shù)據(jù)，通過比較實測滴速和設(shè)定滴速產(chǎn)生控制信號調(diào)用步進電機控制子程序完成調(diào)速功能，所有信息均由數(shù)碼管顯示;數(shù)據(jù)通信單片機經(jīng)串口接收處理單片機的實時信息并控制無線模塊PTR8000發(fā)射出去。對于PTR8000的編程，必須在配置模式中對其進行配置，在RX模式中，地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒(DR)信號通知MCU一個有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)自動接收完成，MCU即可通過SPI接口讀取接收的數(shù)據(jù)，在TX模式中，PTR8000自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗碼

9、，準(zhǔn)備就緒(DR)通知數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成。8. 總結(jié)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計完成后，測試系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能有：a.按鍵確定床位號、設(shè)定輸液滴速及輸液總量;b.紅外收發(fā)二極管檢測液滴及輸畢報警信號并計算實際輸液滴速;c.根據(jù)實測滴速和設(shè)定滴速的差值有效控制步進電機達到自動調(diào)節(jié)滴速的目的;d.根據(jù)設(shè)定滴速估算輸液總時間;e.根據(jù)實測滴速計算剩余時間;f.從站輸液信息均由數(shù)碼管顯示，主站監(jiān)控信息由PC機儲存顯示;g.由PTR8000模塊將床位號、實測速度等數(shù)據(jù)以無線的方式傳輸至PC機，達到實時監(jiān)控的目的;h.利用基于VC+的MSC控件設(shè)計合理的人機互動界面四、進度安排1.2013年1月10日-2013年1月20日

10、 資料準(zhǔn)備階段2.2013年1月21日-2013年3月10日 硬件設(shè)計，運用Protel畫原理圖3.2013年3月10日-2013年3月20日 硬件調(diào)試4.2013年3月21日-2013年4月30日 軟件設(shè)計，編寫各部分功能程序5.2013年5月 1 日-2013年5月15日 系統(tǒng)安裝調(diào)試6.2013年5月16日-2013年5月31日 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文7.2013年6月1日-2013年6月7日 整理答辯材料，準(zhǔn)備答辯8.2013年6月8日 論文答辯五、完成畢業(yè)論文所需條件1.所需研究條件（1）校內(nèi)圖書館；校內(nèi)外電子資料訪問系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫和外文電子庫等。（2）利用網(wǎng)絡(luò)資源，完成方案選擇及技術(shù)支

11、持。（3）校外協(xié)單位或工廠實習(xí)。2.所需實驗條件（1）進行硬件設(shè)計和軟件調(diào)試的相關(guān)軟件：Protel,CAD等。六、參考文獻1于向英.新型彈簧輸液報警器的研制與應(yīng)用J.護理學(xué)雜志,2003,18(8):6092伶望舒等.輸液瓶液位測量及報警裝置J.中國現(xiàn)代教育裝備,2010,(7):33-343祝敏.也談光電禍合器叨.電子制作,2004,(3):52-53丁林花.基于無線技術(shù)的主動信息服務(wù)J.電信快報,2009,8:2554孫得剛.國內(nèi)外數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢J.機器人技術(shù)與應(yīng)用.2003,(1): 10-135單巍.基于AT89552的輸液監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)=碩士學(xué)位論文.合肥:合肥工業(yè)學(xué),20