【摘 要】本系統(tǒng)以STC89C52單片機為核心，輔以步進電機驅(qū)動、鍵盤、LCD顯示、光電傳感器數(shù)據(jù)采集、RS232電平轉(zhuǎn)換等電路組成，實現(xiàn)了由一個主站控制多個從站的液體點滴速度監(jiān)控系統(tǒng)。該設(shè)計較好地實現(xiàn)了液體點滴速度監(jiān)控裝置的所要求的功能。

【關(guān)鍵詞】液體點滴速度；單片機

1.引言

隨著醫(yī)院管理系統(tǒng)趨向于電子化、網(wǎng)絡化，如何利用計算機與現(xiàn)代控制技術(shù)提高醫(yī)療器械的自動化成為目前主要應用方向之一。靜脈輸液是臨床醫(yī)學中一個重要的治療手段，傳統(tǒng)的輸液過程都是由監(jiān)護人員手動控制液體點滴速度，造成了監(jiān)護人員和病人的諸多不方便，也不利于病區(qū)的綜合管理。本系統(tǒng)應用自動化控制技術(shù)實現(xiàn)了對液體點滴速度的監(jiān)控，該智能液體點滴監(jiān)控儀可以對多床位進行遠程、集中、分床監(jiān)測，并針對不同病人需不同的輸液速度而自動控制點滴數(shù)。護士可在護士室監(jiān)控若干病房的輸液情況，而自動調(diào)整滴數(shù)，減輕護士的工作量，實現(xiàn)醫(yī)院護理自動化。而且在緊急情況下，可以向總控制臺發(fā)出報警。監(jiān)護人員也可以通過遠程通信，監(jiān)控病人輸液的整個過程，并對液滴速度進行設(shè)置等。

2.系統(tǒng)總體框圖

本系統(tǒng)以STC89C52單片機為核心，由光電傳感器組成數(shù)據(jù)采集部分，由步進電機作為驅(qū)動部分，采用鍵盤輸入，利用LCD作為顯示器。利用串口，實現(xiàn)了主單片機和多個從單片機之間的多機通信，一個主站控制多個從站的有線液體點滴速度監(jiān)控系統(tǒng)（見圖1）。

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計

1）數(shù)據(jù)采集

發(fā)光二極管發(fā)射的平行光束穿過茂菲氏滴管投射到光敏三極管的感光面上，在沒有液滴滴落時，光敏三極管接收到的光照度最大，產(chǎn)生的光電流也最大，當有液滴滴落時，由于液滴的形狀特性，使平行光束發(fā)散，投射到光敏三極管上的光照度將減弱，從而使光敏三極管產(chǎn)生的光電流減小，形成脈沖（見圖2）。

2）驅(qū)動部分

采用NMOS管IF530構(gòu)成如圖所示的驅(qū)動電路。該電路的特點是無反向電流泄放電路，最大驅(qū)動電流達1安培。為了避免開機瞬間由于NMOS管全部導通對步進電機造成損壞，在單片機I/O口和MOS管之間加74HC04構(gòu)成的反相器，以改變驅(qū)動邏輯（見圖3）。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計（見圖4）

5.系統(tǒng)算法的選擇

步進電機采用模糊控制與PI控制結(jié)合的算法。當點滴速度設(shè)定值與實際值的差值較大時，使用模糊控制，按照差值的符號決定電機運行方向，電機速度固定。當差值較小時，使用PI控制，電機速度均勻變化而無上下震蕩現(xiàn)象，能準確定位。參數(shù)整定采用試湊法。

6.總結(jié)

本系統(tǒng)可方便地實現(xiàn)對單點和多點輸液注射過程進行監(jiān)控與管理，從而改善了工作條件，極大地減少了監(jiān)護人員的工作量和由于監(jiān)護不當造成的醫(yī)療事故，具有工作穩(wěn)定、響應速度快、操作簡便等優(yōu)點，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]宋雪麗.基于單片機系統(tǒng)的液體點滴速度監(jiān)控裝置設(shè)計[J].電腦開發(fā)與應用，2007/05.

[2]王紫婷.智能液體點滴速度監(jiān)控儀[J].自動化與儀器儀表，2004/05.

[3]楊曉.用單片機實現(xiàn)的液體點滴速度監(jiān)控裝置[J].電子世界，2004/02.

作者簡介：鄭司強，男，現(xiàn)就讀于西安外事學院工學院電子信息工程專業(yè)。