基于單片機(jī)的智能輸液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：圍繞解決病人輸液需要家屬全程監(jiān)護(hù)的問題，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的智能輸液控制系統(tǒng)。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由主從站組成，其中從站由數(shù)據(jù)處理單片機(jī)和數(shù)據(jù)通信單片機(jī)組成，完成數(shù)據(jù)的采集、處理、控制等功能；主站由數(shù)據(jù)通信單片機(jī)控制，主要完成通信功能。主從站之間采用無線模塊PTR8000完成數(shù)據(jù)通信。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；主站；從站；無線模塊

0 引言
隨著智能化控制研究的不斷發(fā)展，自動(dòng)化臨床設(shè)備的研究日益成為醫(yī)療器械發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，因而設(shè)計(jì)一種智能輸液管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)輸液實(shí)時(shí)監(jiān)測為目標(biāo)，通過下位機(jī)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(dá)至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)輸液數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，以及在特殊情況下的報(bào)警等功能。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由主、從站(或上位機(jī)和下位機(jī))構(gòu)成，核心控制器件是單片機(jī)。主站由數(shù)據(jù)通信單片機(jī)組成，從站由數(shù)據(jù)處理單片機(jī)和數(shù)據(jù)通信單片機(jī)組成。主要包括四個(gè)設(shè)計(jì)模塊：a．從站數(shù)據(jù)采集電路，包括液滴信號(hào)的采集和輸畢信號(hào)的采集；b．從站數(shù)據(jù)處理電路，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示、處理及控制；c．從站數(shù)據(jù)發(fā)送部分電路，包括數(shù)據(jù)處理單片機(jī)與數(shù)據(jù)發(fā)送單片機(jī)之間的串口通信及數(shù)據(jù)發(fā)送單片機(jī)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(jī)之間的SPI通信及單片機(jī)通過RS232接口與PC機(jī)之間的通信。系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 主站設(shè)計(jì)
主站主要實(shí)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(jī)儲(chǔ)存。PC機(jī)接數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示床位號(hào)、輸液速度、報(bào)警信息等。主站以單片機(jī)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。電路如圖2所示。

2．2 從站設(shè)計(jì)
2．2．1 從站硬件電路組成
根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及實(shí)際功能需求，把從站作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，功能細(xì)化后硬件電路包括AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、液滴檢測電路、輸畢檢測電路、鍵盤電路、12864LCD接口電路、1602接口電路、共陰雙8數(shù)碼管顯示電路、指示燈電路、聲光報(bào)警電路、無線收發(fā)接口電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、RS232接口電路等。其中，液滴和輸畢信號(hào)主要采用紅外收發(fā)二極管來采集，信號(hào)經(jīng)過整形電路處理后送至單片機(jī)的外部中斷接口；采用步進(jìn)電機(jī)作用微控裝置壓迫輸液軟管的松緊程度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制液滴速度的目的。從站設(shè)計(jì)框圖，如圖3所示。