文河南省濟(jì)源市第一中學(xué) 趙建皓 李冠都

日常輸液治療中，若沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)藥水輸完，易造成回血等現(xiàn)象。針對這種情況，我們設(shè)計(jì)制作了輸液提醒系統(tǒng)。該檢測裝置不僅可以應(yīng)用于輸液提醒系統(tǒng)中，也能為其他液體液位檢測提供參考。

一、設(shè)計(jì)思路

輸液提醒系統(tǒng)分為檢測發(fā)送端模塊和接收端模塊，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 輸液提醒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

把液位傳感器夾在輸液管上端，當(dāng)液位傳感器檢測到藥水處于輸完?duì)顟B(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，控制器采集到該高電平，通過配置參數(shù)轉(zhuǎn)換為信號。

該信號有兩個(gè)處理方向，一是通過Wi-Fi模塊上傳到局域網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)收到后傳遞給護(hù)理室中的計(jì)算機(jī)客戶端，經(jīng)編程處理觸發(fā)護(hù)理室中計(jì)算機(jī)上的警報(bào)器，提醒護(hù)士及時(shí)處理。另一方面，控制器可將該信號傳遞給病床前的報(bào)警模塊，提醒病人及時(shí)關(guān)閉輸液管上的限流閥，以留出充足的時(shí)間等待護(hù)士前來處理。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.檢測發(fā)送端主要構(gòu)件

（1）智能型非接觸式液位傳感器

智能型非接觸式液位傳感器利用液體的感應(yīng)電容檢測是否有液體存在。當(dāng)輸液管內(nèi)有液體流過時(shí)，傳感器的最終電容值變大，將變化的電容量轉(zhuǎn)換成某種電信號的變化量，由輸出引腳輸出。當(dāng)液體輸完時(shí)，感應(yīng)器由于收不到變化的電信號就會(huì)向控制器發(fā)出反信號，達(dá)到感應(yīng)液體的目的。

（2）控制器模塊

控制器模塊采用STC12C5A60S2系列單片機(jī)，是高速、低功耗和超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)。它能接收液位傳感器傳來的信號，并將信號處理后發(fā)送給報(bào)警模塊和Wi-Fi模塊。

（3）無線網(wǎng)絡(luò)模塊

無線網(wǎng)絡(luò)模塊采用具有Wi-Fi功能的ESP8266開發(fā)板。在Wi-Fi模式下，Wi-Fi模塊和控制器模塊通過串口連接，用AT指令配置網(wǎng)關(guān)，將控制器處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送給服務(wù)器。

2.接收端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）網(wǎng)關(guān)（路由器）

利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)關(guān)接收的信號發(fā)送到護(hù)理房的計(jì)算機(jī)上。病房中只要能接收到無線信號，就能使用本系統(tǒng)。

（2）服務(wù)器與客戶端

本計(jì)算機(jī)作為本地服務(wù)器和終端顯示。該輸液管理系統(tǒng)從本地服務(wù)器上獲取信號后，通過界面或聲音進(jìn)行提示。當(dāng)病人輸完液時(shí)，對應(yīng)的床位號顯示為紅色閃爍狀態(tài)，并伴有聲音提醒，護(hù)士通過觀察可以迅速定位病人所在的位置。接收端界面如圖2所示。

圖2 接收端界面

三、系統(tǒng)功能測試

1.檢測裝置測試

打開檢測裝置開關(guān)，觀察紅色指示燈是否閃爍，如果閃爍3次，說明初始化成功，指示燈常亮。將檢測裝置夾在輸液管上，當(dāng)液體流經(jīng)檢測裝置時(shí)，指示燈熄滅，說明檢測成功。

圖3 檢測裝置實(shí)物圖

將限流閥開到最大，當(dāng)液體全部流經(jīng)檢測器時(shí)，觀察檢測裝置指示燈是否常亮，揚(yáng)聲器是否發(fā)出警報(bào)。檢測裝置實(shí)物圖如圖3所示。

2.發(fā)送端模塊測試

打開檢測裝置，觀察藍(lán)色指示燈顯示狀態(tài)。如果為閃爍狀態(tài)，說明發(fā)送端模塊正在搜尋網(wǎng)絡(luò)；如果顯示狀態(tài)為常亮，說明聯(lián)網(wǎng)成功。

3.接收端測試

通過對檢測裝置的控制器編程配置，使每個(gè)檢測裝置具有唯一的標(biāo)識ID，將檢測到的信號通過無線模塊發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)將信號發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器經(jīng)過解析處理，判斷檢測裝置的位置，并記錄在數(shù)據(jù)庫中。管理系統(tǒng)通過獲取服務(wù)器IP地址以及TPC端口訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，并獲取解析后的信號，通過槽鏈接機(jī)制觸發(fā)對應(yīng)界面上的按鈕，顯示警示信息，發(fā)出警報(bào)。（指導(dǎo)老師：白萬賢）