基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能點滴監(jiān)測系統(tǒng)

　　系統(tǒng)方案

　　此系統(tǒng)由多個點滴監(jiān)測節(jié)點、一個無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點以及上位機組成，其中所述的點滴監(jiān)測節(jié)點包括依序電連接的稱重傳感器、ADC電路、單片機、無線數(shù)傳模塊以及電源電路;所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括依序電連接的無線數(shù)傳模塊、單片機和USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊;無線數(shù)傳模塊之間通過無線訊號連接;無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點與上位機通過USB線連接。本設(shè)計旨在提供一種電路設(shè)備和點滴支架一體化設(shè)計，不在滴瓶和輸液管上增加任何設(shè)備，能通過上位機集中對各點滴監(jiān)測節(jié)點進行實時監(jiān)測的系統(tǒng)裝置。

　　點滴監(jiān)測節(jié)點的設(shè)計

　　為了得知病人輸液的實時情況，需要傳感器實時檢測藥瓶藥液的余量。本設(shè)計采用稱重傳感器檢測剩余藥液的重量，傳感器與點滴支架一體化，與光電式的點滴監(jiān)控裝置需要另外夾持光電裝置不同，無需增加醫(yī)護人員的操作步驟。

　　電路設(shè)計

　　點滴監(jiān)測節(jié)點由供電電路、稱重傳感器、ADC電路、單片機以及無線數(shù)傳模塊組成。如圖2點滴監(jiān)測節(jié)點方框圖所示?！　?/p>

 

　　1)稱重傳感器。目前市場上的注射液為125mL、250mL、500mL這三種規(guī)格，采用高精度的1kg稱重傳感器能滿足該系統(tǒng)需求。

　　2)ADC電路。有很多型號的單片機自帶ADC功能，但具有高精度ADC功能單片機一般價格較貴，電路上還需增加信號放大電路用于放大稱重傳感器輸出的小壓信號，HX711芯片是一款專為高精度稱重傳感器設(shè)計的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，該芯片集成了穩(wěn)壓電源、信號增益電路片和內(nèi)時鐘振蕩器，具有串行輸出數(shù)字信號、響應速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。選擇HX711芯片便于電路的設(shè)計和設(shè)備工作的穩(wěn)定。

　　3)單片機。采用STC11F02單片機，該單片機具有2K的Flash程序存儲字節(jié)，14個I/O口，當 I/O在弱上拉時輸出電流為0.15~0.25mA，在該模式下與3.3V設(shè)備通訊無需加限流電阻。該單片機內(nèi)置上電復位電路，性價比高，抗干擾。

　　4)無線數(shù)傳模塊。無線通信方案的可選擇性較多，本設(shè)計采用2.4G的通信方案，2.4GHz頻段已經(jīng)成為了無線產(chǎn)品的主流傳輸技術(shù)，為全球開放ISM 頻段免許可證使用。nRF24L01無線數(shù)傳模塊具有最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強，適用于雙向高速傳輸數(shù)據(jù)且傳輸數(shù)據(jù)量大的場合。該模塊的工作電壓是1.9~3.6V。

　　5)電源。為了增強點滴支架設(shè)備的獨立性，需要使用獨立電源，太陽能電池供電是一個很好的方案，但本設(shè)計為了便于設(shè)備的安裝，采用了4個1.5V的5號電池串聯(lián)的供電方案。干電池工作一段時間后降低到1.2V左右，若使用線性穩(wěn)壓芯片輸出最小壓降也要1.2V，降低了設(shè)備供電的效率。