基于单片机的输液监测系统设计

郭洁 修位蓉 理艳荣

【关键词】输液监测;传感器;App;无线通信

一.设计方案

主控制器为STC89C52RC单片机，实现信息交互与信息处理功能，功能模块包括红外光敏滴速监测模块、按键控制模块、信息显示模块、异常报警模块、无线传输模块五部分。滴速检测模块采用非接触式红外对管发射接收。根据光学原理，检测两次液滴滴下的时间差来计算滴速。按键控制模块采用独立按键，通过手动方式向单片机输入信号进而实现对系统的控制，包括提高滴速、降低滴速功能。信息显示模块。采用LCD液晶显示屏显示设定值和实际滴速等重要参数。报警模块，根据实时监测数据，当发现滴速不在阈值范围时发出声音，在患者端进行警报。无线传输模块通过采用蓝牙模块，将检测并采集到的输液情况发送给App医护端，App医护端通过蓝牙匹配获取数据，并显示在监测系统上且判断是否报警。系统总体框图如图1所示。

系统红外光敏滴速检测模块。检测当前液滴情况，通过主控电路与设定阈值对比，在信息显示模块进行显示，若出现异常。控制报警模块则发出报警。检测滴速同时通过无线传输模块传送至App端，显示当前液滴与液体剩余量。按键控制模块根据不同液体可设置液体的滴速。

二.软硬件设计

硬件电路，主控制器为STC89C52RC单片机，实现信息交互与信息处理功能，功能模块包括红外光敏滴速监测模块、按键控制模块、液晶显示模块、异常报警模块、蓝牙无线传输模块五部分。软件设计部分，当液滴通过滴管中的二极管时，由于液滴吸收和散射了红外发射二极管发出的光，相应的电流变低。红外接收二极管接收到的发光强度变低，根据滴速监测原理滴速计算应用程序以计算出滴管中液滴实时的滴速，实现输液过程滴速实时监测监控。程序控制流程图如图2所示。

三.系统测试

本文使用输液针线模拟病人输液的场景，应用本课题设计的基于单片机的输液液位检测系统进行滴速检测实验。通过查阅资料了解实际中输液滴速情况，在实验中通过按键设置最大滴速为每分钟80滴，最低滴速为每分钟20滴。测试场景与功能图如图3所示。

由图3可以看出系统运行正常，此时的滴速为66滴，分钟左右。本系统速度的准确率达到90%以上。为了更加直观地对比，将信息显示模块滴速值、App显示与人眼观察测试形成滴速对照表，如表1所示：经过多次调试，系统已达到设计的要求。

四，结论

本文根据临床医学中静脉输液的智能化监控需求设计了一种基于单片机技术的输液速度监测系统。可以实现对注射速度的监测和计算，并支持报警功能。结果显示在液晶显示屏上，使输液治疗更安全、方便。实验表明，该监测仪具有功能可靠、成本低、功耗低、操作简单、测量准确、响应速度快等优点。在这个研究基礎上还有一些待完善的地方。从输液监测功能角度出发，可以增加语音呼叫功能，实现病人与医护人员的实时沟通。从病人的生活娱乐需求角度出发。增加音乐点播功能，舒缓病人输液过程中的心情。