翻译-中文医用输液监控和保护系统

1、基于无线通信技术的医用输液监测和保护系统 新菱文 郑州航空工业管理学院，郑州，中国 摘要 医用输液监控和保护系统是基于光电显示器，调制解调，单片机（SCM）和无线通信，信号等输液用红外光电转换特性收集技术设计的。单片机AT89C51的监测数据处理和控制领域输液速度和控制无线收发器nRF905的无线通信系统构成来传输数据。通过串行接口MAX487连接各控制节点的主控制器，上位机可以监视和控制每个实时节点和更新控制计划。实验表明，输液速度监控误差率小于每分钟是2滴，稳定时间快，有效地完成智能输液系统监控和报警。 1 简介 输液是传统医疗护理方法，有效地治疗疾病之一。在医院治疗期间病人输液，输液滴速

2、度需要合适的选择是根据输液药物及病人的情况。1目前，下降速度控制大多数采用的手表秒针计数下降数量，控制它转动滑轮输液瓶。由于手工操作，不下降速度监测精度，这是不易发现，当出现针封闭，下降速度异常和输液结束等2 本文介绍了一种分布式监控网络等对红外线监控技术，无线通信技术的基础上，完成自动监控和调整输液滴速，实现监测滴瓶液位。并提供方便的医疗输液护士工作。 2 系统组成及原理 系统由上位机，无线通信模块，和许多外地监测设备等的监控节点的数量由显示器领域决定。红外传感器的每个组由红外线发射器和接收器。我们既解决红外传感器监测区域，实现药品点滴瓶和下降的速度落桶液位的一面。它的工作原理是：红外照明二

3、极管发出的红外光，通过光线照射墨菲管光电晶体管。和光信号传送到电信号的光电晶体管。在经过下跌，红外光路不通，光电晶体管输出高电平。相反，它输出电平低。这种形状的例行过程脉冲信号序列。滴瓶液位监控原理是下降速度，不同的是，药液用完时，接收信号的跳相同。并声光报警启动。执行设备由外地键盘设定，声光报警电路，显示电路的速度下降，下降速度和控制电路等 单片机主要进行计算和信息处理等领域的执行和IT控制设备，以实现下降速度变化。现场报警设备完成soundlight建议。无线收发器主要用于系统的通信。 每个字段监测和控制设备节点可以实时检测无线通信的准确性。而令人震惊的是何时出现的错误。此外，每个节点都可

4、以通过无线通信与主站通信模块。它通过RS485接口连接，从而实现高速数据下降上传，下载和显示与上位机。当有点滴瓶液位报警，上位机被告知报警。此外，上位机可以相互通信的节点，它可以完全控制计划下载和更新。 3 系统硬件设计 系统的现场监测设备以单片机AT89C51为集中，3它主要是监控领域的信息参数，收集数据并处理它。以及操作和控制的无线通信模块。系统硬件电路主要由现场监控及控制电路，下降速度监测电路，液位监控电路，声光monitorcircuit，下降速度控制电路，显示电路的速度下降，关键字设置电路，无线收发电路等 3.1。滴速监视电路 我们把红外线发射器和接收器预留药液桶下降速度下降，实现监

5、控，其示意图如图1所示。 发射器 接收器 滴斗 图1红外传感器的位置示意图 脉冲变化时产生的液滴经过监测，以及脉冲信号由单片机P2.2口算。1 /=从公式f T的，T是最后一间滴一滴液体滴和明年的时间间隔。60 / =从中我们可以得到液滴速度每分钟是：V f选项。滴速监视电路如图2所示。 图2滴的速度监控电路 后滴一滴液体块桶掉落红外光，红外接收微弱信号的诱导，它是主要的扩增和第二幅放大电路的歧视行动是注册的LM358和其他组成部分的放大。并输出到单片机的P2.2端口。 3.2。液位监视电路 为了保证液位监测的准确性和防止错误信息报警按摩的结果，我们设计采用的调制解调技术，液体监测电路。该系统

6、采用NE555及其外围电路，使脉冲发生器起来，并发出一定频率的方波脉冲信号，其输出脉冲波的占空比是通过调节电位器R35小控制。 4调制解调接收电路是由放大器LM358，LM567和解调芯片外围电路等，接收微弱的电流信号转化为电压信号，经放大。经过施密特触发器74HC104脉冲波形成，它是送入单片机端口P2.3，这是有效预防因滴斗内壁双脉冲现象。液位监视电路如图3所示。 图3液位监控电路 当输液瓶液面高于警戒线，LM567输出高电平，副高反之亦然。高低温电平信号输出，实现了单片机P2.3液位监控，报警。 3.3。语音报警电路 该系统采用美利坚新闻处。集成语音芯片ISD1420语音完成报警和通知功

7、能于一体的讲话记录和回放。其有64K/128K EEPROM和静态的工作只有0.5A货币，并记录时间达到20秒，可划分成160个短脉冲，每个脉冲已为25ms。它可以连续进行重新编码，并纪录。通过分段录制和播放，可以发出不同的报警通知。当拍摄引脚电平低，可实现录音功能，和引脚PLAYE或PLAYL电平低，可实现播放。如果A7的任何人或A6是低电平，所有的输入地址作为当前记录或播放的起始地址。输入地址时，PLAYE被锁存，PLAYL，或REC脚秋季优势。和SP + SP的连接扬声器，实现语音报警。电路原理如图4所示。 图4语音报警电路 3.4。滴速控制驱动电路 系统采用步进电机转动，实现快速剪辑的

8、密封严格控制。输注后下降的速度是由键盘设置，单片机AT89C51的首次下降与目前的设置比较下降速度的快慢，决定步进电机旋转方向和角度，这决定了机械传动夹紧或松开。单片机AT89C51的高发的电平信号，实现步进电机和一些不同角度的旋转方向。步进电机驱动电路原理如图5所示。 图5电机控制电路 当K2的作品，通过电机运转货币从左至右，自然转动马达，当K1的作品，通过电机货币由右至左，电机反转运行，当K1和K2都不起作用，因为它不是一个闭路，电机不工作。 3.5。无线通信电路 系统采用无线通信模块nRF905的无线收发器北欧合作。 5 nRF905的芯片可以工作在国际安全管理的433/866/915M

9、Hz频段。芯片内集成了电源管理，晶体振荡器，低噪声放大器，频率合成器，功率放大器等，我们使用32针脚QFN封装，足迹5x5，工作电压1.93.6V之间。 MISO和MOSI是SPI接口的数据线，SCK为时钟输入，CSN是SPI接口芯片选择端口。 TRX_CE，PWR_UP和TX_EN nRF905的工作模式是控制线，它有两种工作模式和节能模式，这是省电模式，等待模式，ShockBust商标接收和传输模式。这种模式的一种决定由高的单片机AT89C51的引脚PWR_UP，TRX_CE和TX_EN低。光盘，AM和DR是分别载波输出，地址匹配输出，数据就绪输出，这对于通知单片机数据收发状态。 XC1和

10、XC2晶体和能力可以弥补振荡器。 ANT1和ANT2是天线接口。无线收发器电路原理如图6所示。 图6无线收发电路 由于电缆生产杂波频率为0.1100MHz的，所以，系统采用433MHz的频率进行无线沟通，电缆屏蔽噪音干扰。 AT89C51单片机通过SPI总线处置nRF905的内部寄存器，读取或写入数据，必须将其等待或向下电源模式。天线接口设计差异环天线，其优点是体积小，成本低，印刷电路板蚀刻。读操作过程中，首先设置CSN的低电平，然后在MOSI数据线输出读取命令字节，在同一时间，nRF905的会在MISO输出数据线的状态信息数据。随后，输出一个地址字节，并遵循有效的数据。写操作采样，单片机首先

11、拉CSN的低电平，然后输出写命令字节和数据字节的苎麻线。无线收发器的工作中心站从站的工作是相同的。只有在供应链管理中心从站的通信方式，中心站作为主计算机，无线收发电路工作的核心模块，不引进了。 3.6。上位机接口电路 数据通信类型主要包括并行数据通信和串行数据通信。考虑通信的串行数据只需要一个对数据传输线连接到发送信息，传输成本低，适用于长途通信，因此，本系统选用串行数据通信。因为RS485接口可以连接128个收发器数量，并具有良好的抗干扰，远距离传输。 6此系统采用RS485通讯收发器的格言。有限公司MAX487芯片，MAX487具有RS485通讯协议，传输距离超过一公里是，传输速率达到25

12、0kb /秒AT89C51单片机通过RS485总线连接上位机类型。上位机可以发送遥控指令，收集数据，结构主从式RS485的 通信应用系统。 MAX487与AT89C51的接口电路原理如图7所示。 图 7上位机的串行接口电路 DE是发射机启用端口，当DE为高电平，发射工程，直接投资是输入端口，A和B是输出端口。当DE为低电平，发射器停止，产量高电阻状态。 RE是输入使能端口，低电发射器启用工作。此时，A和B是输入端口，RO是输出端口。当RE为高电气，接收被禁止，RO是高电阻状态。 AT89C51的控制通过P2.1和P2.2收发端口，上位机与主站通信的工作状态进行。 3.7。看门狗电路 因为SCM

13、控制器本身不良反干扰，特别是在一些条件较差，高噪声情况下，这将是工作，如资料错误或程序无法运行，因为对环境的干扰情况下的僵局。为了防止将程序进入无限回路，确保系统远离不良环境的干扰，提高抗干扰能力单片机AT89C51，设计采用看门狗电路。系统选用的芯片由美国进出口有限公司IMP813L 7看门狗电路原理图产生的，如图8所示。 图8看门狗电路 当系统获取电力，IMP813L可以自动产生200ms的复位脉冲宽度的脉冲信号，它可以使系统重新启动。世界发展指标管脚连接端口P2.7联IMP813的AT89C52单片机，它提供饲养狗的信号。如果没有触发信号下1.6秒，IMP813除定时器溢出，输出端口将发

14、送信号电平低到港口废物处置条例。手复位端口议员是由D6级，当MR为低信号电平连接，端口复位将产生复位信号，所以，我们可以手工重新启动系统，如果必要的。 4。系统软件设计 为了方便补种和资源共享，软件系统采用结构化的流程设计方案，它可以使系统具有更好的模块性和可移植性。软件设计是由现场监控设备节点控制程序，上位机控制程序，无线通信程序等重点监控系统的软件设计是控制从站和无线通信模块设计。现场监控器控制软件是责任从站的数据收集和沟通，包括：下降速度设定，取消监控，液位监测，步进马达驱动，控制，报警和注意，无线通信模块等组成的初步方案，由于发射和接收系统方案等，任何一个节点可以在任何时间沟通，其他节

15、点。因此，每个监测，控制节点的通信程序是一样的。 4.1。无线发射和接收 当发送出的数据，单片机首先等待模式套在nRF905的，PWR_UP电平为高，TRX_CE低电平，然后把数据传送和接收响应的SPI总线，在最后一个寄存器，设置nRF905的传输与PWR_UP作为销模式，TRX_CE和TX_EN高电平。数据自动发送通过触角。如果自动重发的射频配置寄存器位AUTO_RETRAN是有效的，数据包会不断发送数据到单片机拉的TRX_CE位以取消发送模式。接收数据时，单片机首先写入射频寄存器的接收地址以及在nRF905的等待模式，在接收与PWR_UP和TRX_CE模式，然后集高的水平。 TX_EN为低

16、电平。 nRF905的接收携带自动波。如果收货地址是适合高效率的数据，DR引脚会自动电平高台。当单片机监控这个信号，它变成等待模式，并从中读取接收数据寄存器SPI总线有效的数据。 4.2。上位机通信监控 上位机采用ASCII的类型，实现由MS通讯通过发送呼叫信息沟通与控制工作的主站协议。系统采用主电脑的直接指挥/响应类型，掌握电脑自动查询的时间预先设定的时间间隔值每一个数据收集装置。每个数据采集设备上传到上位机。它接收数据，并根据初步签署后停止从PC机接收数据信息登录的准确性。比较发送和接收地址字节以确认它被称为奴隶电脑。最后，检查接收到的数据字节。 上位机可以显示下降的速度，现场监测液位和报

17、警状态。现场单片机控制器可以修改每个监控设备设置行的值。以及上位机可以修改任何显示器设置以无线通信的价值。 5。实验数据 为了检查系统监测精度和稳定时间，我们进行了初步试验下在50drops每分钟下降的速度。系统采用剪辑下降速度控制在不同的步进值下降速度设定马达转动扣人心弦的紧张。因此，下降的速度控制。通过在不同的设置相同的高度下降速度条件下滴瓶（因为不同的高度会影响速度下降），实验数据如下表1所示。 表1实验数据 设置下降 速度 （滴/分）事实 下降速度 （滴/分）稳定 时间 （s）监视器 错误（降）2020310606020080813511001015411201226221501517

18、31180182812200201901 从实验中我们可以看到，通过红外传感器监测，输液滴速是以相当的速度下降，误差小于 2滴/分钟。系统稳定的时间间隔不超过2名下降速度平静改变最小。 医用输液监控系统可以实现集成监控多点输液和管理，以及提高医疗人员的工作条件，减少因不小心监测其工作量和医疗意外。由于无线通讯系统，系统安全性，准确性和实时是达到了更高的要求。此外，系统提供了更好的硬件平台，可补种方便，有效地完成分布式监控和报警系统，满足现场监测的需要。因此，该系统具有良好的应用前景。 参考文献 1汪资町，汪蕤唪，闫天丰（2004）。 “液滴监督和控制装置”。自动化与仪器仪表，第5号，第48-49页。 2肖巍，涂Yaqing，王杰，茅迂闻（2008年）。“无线液滴治疗智能监控系统”。电子测量技术，第1号，第133。 3李