周磊+王林龍+劉福禮

摘要：基于單片機(jī)的智能輸液系統(tǒng)是一種實(shí)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(jī)結(jié)合在一起，實(shí)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(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）01-0185-02

1前言

隨著社會(huì)的發(fā)展科技的進(jìn)步，人們的生活水平也發(fā)生了翻天覆地的變化，人們?cè)絹碓阶非笾悄芑蝗缃癯鞘腥丝谠诩眲≡黾?，大量流?dòng)人口涌進(jìn)城市，加上過快的發(fā)展經(jīng)濟(jì)造成了環(huán)境危害，從而對(duì)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(jì)就是對(duì)輸液器中的藥液液面進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)液面低于監(jiān)控基準(zhǔn)線時(shí)，會(huì)輸出檢測信號(hào)，同時(shí)該系統(tǒng)會(huì)發(fā)生閃光和報(bào)警聲音，使得值班護(hù)士能夠積極迅速到達(dá)病房給病人換藥或者拔針。而且該系統(tǒng)會(huì)迅速減慢藥液下滴速度直至停止下滴，這樣就可以避免因?yàn)榈⒄`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(hù)士的工作量，護(hù)士在護(hù)士站中也可以控制藥液流速。

2總體布局

3在下位機(jī)方面

（1）紅外線光電傳感器：醫(yī)院通過PC端對(duì)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(jī)的外部中斷對(duì)輸液進(jìn)行記速從而達(dá)到對(duì)輸液系統(tǒng)的監(jiān)控作用。

使用紅外線光電傳感器進(jìn)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(diǎn)，在滴管外側(cè)分別放置一個(gè)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(gè)紅外線光電傳感器。當(dāng)有液滴滴落時(shí)，紅外線發(fā)光二極管發(fā)出的光線通過液滴會(huì)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(shí)，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(gè)上升沿從而觸發(fā)外部中斷使得單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，經(jīng)過往復(fù)的計(jì)數(shù)就可以測出流速。

（2）AVRmega16單片機(jī)：第一，上位機(jī)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(jī)，單片機(jī)解析數(shù)據(jù)；通過I/O控制蠕動(dòng)泵，繼而蠕動(dòng)泵在兩個(gè)轉(zhuǎn)輥?zhàn)又g的一段泵管形成“枕”形流體，滾輪又對(duì)輸送軟管交替擠壓，管內(nèi)就形成負(fù)壓，從而達(dá)到控制液體流速的功能。

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

（4）WIFI模塊：

該項(xiàng)目我們是通過WIFI模塊來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)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(jià)于邏輯“1”，低電平等價(jià)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?cè)擁?xiàng)目就是使用ESP8266串口WIFIi模塊；該模塊的初始狀態(tài)就是：1、進(jìn)入命令模式。2、AT+CWMODE設(shè)置AP模式。3、AT+CWSAP設(shè)置

4上位機(jī)方面

（1）軟件開發(fā)環(huán)境

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

而且Eclipse還是一個(gè)免費(fèi)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(gè)框架，是可以通過安裝其他的插件來達(dá)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(xiàng)目，并且還需要使用到它的服務(wù)器來運(yùn)行和發(fā)布項(xiàng)目。Tomcat是一個(gè)基于Java開放源碼Web的應(yīng)用容器，由于它有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：易于擴(kuò)展、占用系統(tǒng)資源少等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)

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(shí)候就會(huì)發(fā)出報(bào)警，這樣護(hù)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(hù)人員的緊張；綠色就代表正常；在這個(gè)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(gè)檔次從而達(dá)到可以控制滴速；在滴速旁邊還設(shè)計(jì)了一個(gè)控制鍵，當(dāng)液體低于最低基準(zhǔn)值時(shí)，通過控制鍵能夠停止輸液；在病人信息方面，它可以進(jìn)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(shí)用價(jià)值，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技化的進(jìn)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(yàn)中使用了紅外線光電傳感器來對(duì)液滴進(jìn)行計(jì)數(shù)，使得精確度得到提高。

而且我們用WIFI模塊進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)通信使得上下位機(jī)結(jié)合，使人們可以在遠(yuǎn)程控制端進(jìn)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(gè)良好的環(huán)境，能夠放心看病。

參考文獻(xiàn)：

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