基于單片機的智能輸液系統(tǒng)的設(shè)計

周磊+王林龍+劉福禮

摘要：基于單片機的智能輸液系統(tǒng)是一種實用智能化的輸液系統(tǒng)，它是利用紅外線光電傳感器來檢測輸液的流速，再利用WIFI串口模塊的無線網(wǎng)絡(luò)通信把上下位機結(jié)合在一起，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

關(guān)鍵詞：輸液；光電檢測；無線網(wǎng)絡(luò)通信；AVRmega16

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0185-02

1前言

隨著社會的發(fā)展科技的進步，人們的生活水平也發(fā)生了翻天覆地的變化，人們越來越追求智能化；如今城市人口在急劇增加，大量流動人口涌進城市，加上過快的發(fā)展經(jīng)濟造成了環(huán)境危害，從而對人的身體健康產(chǎn)生危害這樣就加劇了醫(yī)院的負(fù)擔(dān)。

而智能輸液系統(tǒng)設(shè)計就是對輸液器中的藥液液面進行監(jiān)控，當(dāng)液面低于監(jiān)控基準(zhǔn)線時，會輸出檢測信號，同時該系統(tǒng)會發(fā)生閃光和報警聲音，使得值班護士能夠積極迅速到達病房給病人換藥或者拔針。而且該系統(tǒng)會迅速減慢藥液下滴速度直至停止下滴，這樣就可以避免因為耽誤處理造成不良后果；該系統(tǒng)監(jiān)控全面，安全可靠，高智能化；使得病人能夠安心治療，在很大程度上減輕了護士的工作量，護士在護士站中也可以控制藥液流速。

2總體布局

3在下位機方面

（1）紅外線光電傳感器：醫(yī)院通過PC端對病人病房的輸液情況的遠(yuǎn)程控制是利用紅外線光電傳感器和單片機的外部中斷對輸液進行記速從而達到對輸液系統(tǒng)的監(jiān)控作用。

使用紅外線光電傳感器進行監(jiān)控的原因是它受環(huán)境影響較小，測量精度比較高，響應(yīng)比較快等優(yōu)點，在滴管外側(cè)分別放置一個紅外線發(fā)光二極管和紅外線光敏二極管，這樣就構(gòu)成一個紅外線光電傳感器。當(dāng)有液滴滴落時，紅外線發(fā)光二極管發(fā)出的光線通過液滴會發(fā)生散射，這樣紅外線光敏二極管就接收不到，傳感器開關(guān)斷開產(chǎn)生低電平；反之，沒有液滴滴落時，發(fā)出的光束被接收到，傳感器開關(guān)閉合產(chǎn)生高電平，通過高低電平的變化產(chǎn)生一個上升沿從而觸發(fā)外部中斷使得單片機進行計數(shù)，經(jīng)過往復(fù)的計數(shù)就可以測出流速。

（2）AVRmega16單片機：第一，上位機界面通過按鈕調(diào)節(jié)參數(shù)，利用TCP通信端口發(fā)送給ESP8266，然后ESP8266通過UNIT串口發(fā)送給單片機，單片機解析數(shù)據(jù)；通過I/O控制蠕動泵，繼而蠕動泵在兩個轉(zhuǎn)輥子之間的一段泵管形成“枕”形流體，滾輪又對輸送軟管交替擠壓，管內(nèi)就形成負(fù)壓，從而達到控制液體流速的功能。

（3）蠕動泵：它由泵頭、驅(qū)動器和軟管組成；液體在軟管中流動時就像手指在擠壓管子，只不過手指換成了驅(qū)動器中的滾輪；通過改變軟管體積壓強從而改變液體流速。

（4）WIFI模塊：

該項目我們是通過WIFI模塊來實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信，就是把硬件設(shè)備嵌入到WIFI模塊，就可以利用WIFI聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)；WIFI模塊又可以叫做串口WIFI模塊，它的功能就是將TTL電平（高電平等價于邏輯“1”，低電平等價于邏輯“0”）或串口轉(zhuǎn)化為符合WIFI無線網(wǎng)絡(luò)通信的嵌入式模塊，它里面有無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和TCP＼IP協(xié)議棧。而我們該項目就是使用ESP8266串口WIFIi模塊；該模塊的初始狀態(tài)就是：1、進入命令模式。2、AT+CWMODE設(shè)置AP模式。3、AT+CWSAP設(shè)置

4上位機方面

（1）軟件開發(fā)環(huán)境

Eclipse不僅是有一個開放源碼的，能夠直接使用的、基于Java的、可擴展的開發(fā)平臺。這是現(xiàn)在最流行的集成開發(fā)環(huán)境，使用這個軟件可以高效完成Java程序的開發(fā)。

而且Eclipse還是一個免費的軟件，并不僅限于Java開發(fā)，還支持其他的多種編程語言。它本身是一個框架，是可以通過安裝其他的插件來達到不同的編程語言。

為了使用戶能夠更方便可以通過瀏覽器來訪問Web項目，并且還需要使用到它的服務(wù)器來運行和發(fā)布項目。Tomcat是一個基于Java開放源碼Web的應(yīng)用容器，由于它有很多優(yōu)點，比如：易于擴展、占用系統(tǒng)資源少等優(yōu)點，這就使得Tomcat得到了廣大程序員的喜愛。

（2）監(jiān)控界面設(shè)計

這是整體，每次接受從端口傳來的病人的液體剩余情況，如果不足則是紅色，如充足則是綠色；變成紅色的時候就會發(fā)出報警，這樣護士就能快速的趕到病人的身邊，這樣即解決了病人家人的擔(dān)心又解決了醫(yī)護人員的緊張；綠色就代表正常；在這個界面上還可以看到床位、病人的基本信息、滴速等。

在滴速方面把它設(shè)置成高、中、低三個檔次從而達到可以控制滴速；在滴速旁邊還設(shè)計了一個控制鍵，當(dāng)液體低于最低基準(zhǔn)值時，通過控制鍵能夠停止輸液；在病人信息方面，它可以進行存檔、刪除、更新功能。

（3）顯示液體剩余量的程序代碼：

剩余液體正常

剩余液體不足

5總結(jié)

該課題探究的智能輸液系統(tǒng)具有很高的實用價值，隨著社會的發(fā)展和科技化的進步，輸液可以說已經(jīng)成為了最基本的手段之一，因此關(guān)于輸液器材的種類變得也越來越繁多，也更加趨于智能化；在此次試驗中使用了紅外線光電傳感器來對液滴進行計數(shù)，使得精確度得到提高。

而且我們用WIFI模塊進行無線網(wǎng)絡(luò)通信使得上下位機結(jié)合，使人們可以在遠(yuǎn)程控制端進行控制，這樣不僅解決了病人過多醫(yī)生忙不過來的情況而且也給病人提供了一個良好的環(huán)境，能夠放心看病。

參考文獻：

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