输液监测与控制系统设计

论文摘要

静脉输液是现在医院中常用的输液方式,大部分的输液要靠医护人员手动控制滴速,输液过程中药液温度取决于所处环境温度,医护人员要不定时的巡检,以确定输液是否结束。这样使得在就医高峰期,医护人员很难应付,常常会造成无法及时停止输液,由于环境因素造成的低温输液反应,以及滴速的不准确带来的药理反应,这不但使得输液效果不理想,病人遭受痛苦,有时甚至会造成医疗事故,医用输液报警器、加热器、滴速监测器在这种情况下应运而生。本课题在总结国内外研究成果的基础上,结合课题的实际要求,以单片机为控制核心,采用光电检测技术,电机控制技术,并解决了大电流的控制问题,在探讨系统各部分实施方案后,提出了输液监测与控制系统的设计方案。系统包括输液液位越限报警模块、温度检测及控制模块、滴速检测及控制模块、键盘及显示模块、电源模块,通过硬件电路的设计和软件编程设计,实现了温度测量、调整、显示,输液滴数定时计数、显示、调速,液位越限报警,键盘输入设定,液晶显示等功能,并详细介绍了模块的硬件电路设计和工作原理,给出了软件流程及部分代码。为更好的实现各个模块功能的实现,自行设计了相应的机械执行机构,使光电检测装置中液位、液滴及电机控制的信号采集得到了保证,系统稳定性增强,使整个系统性能得到提高,实现了输液过程中药液温度、滴速,输液结束报警的自动监控。本系统可做适当改进,在医疗输血领域有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外研究状况和发展趋势
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.3.1 系统方案的选定
• 1.3.2 系统总体结构框架和硬件设计
• 1.3.3 系统软件设计及实现
• 本章小结
• 第二章 系统方案的选定
• 2.1 警戒液面检测方案
• 2.2 滴速检测方法
• 2.3 滴速控制方案
• 2.4 键盘方案
• 2.5 显示方案
• 本章小结
• 第三章 系统总体结构组成及硬件设计
• 3.1 系统主体框架
• 3.2 系统主控单元AT89S52 单片机
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 功能
• 3.2.3 结构功能描述
• 3.2.4 引脚说明
• 3.2.5 看门狗定时器
• 3.2.6 晶振特性
• 3.3 光电检测报警电路
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 系统光源
• 3.3.3 光电接收器件
• 3.3.4 硬件电路设计
• 3.4 光电滴速检测电路
• 3.5 系统加热与温度检测电路设计
• 3.5.1 概述
• 3.5.2 PTC 热敏电阻
• 3.5.3 数字温度计DS18B20
• 3.5.4 继电器的工作原理和特性
• 3.5.5 光电耦合器
• 3.5.6 单片机控制3 路继电器
• 3.6 减速电机原理及控制电路设计
• 3.6.1 减速电机原理
• 3.6.2 控制电路设计
• 3.7 键盘、显示接口设计
• 3.7.1 键盘接口
• 3.7.2 显示接口
• 3.8 系统电源设计
• 本章小结
• 第四章 系统软件设计和实现
• 4.1 概述
• 4.2 系统主程序模块
• 4.2.1 系统主程序的初始化
• 4.2.2 系统各模块的初始化设置
• 4.3 系统光电报警模块
• 4.4 光电检测滴速模块
• 4.5 系统温度检测与控制模块
• 4.6 减速电机控制模块
• 4.7 LCD 液晶显示模块
• 4.8 键盘控制模块
• 本章小结
• 第五章 系统执行机构的设计
• 5.1 概述
• 5.2 光电检测夹持机构
• 5.3 减速电机滴速控制执行机构
• 5.4 加热装置及固定结构设计
• 5.5 温度传感器装置
• 本章小结
• 第六章 系统可靠性分析
• 6.1 光电检测报警的可靠性分析
• 6.2 光电滴速检测及控制的可靠性分析
• 6.3 温度加热的可靠性分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 硬件原理图
• 附录B PCB 图
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢