丁陽陽 周飛 王宇昊 張?zhí)祜w

摘要：為實現(xiàn)對病人輸液情況的實時監(jiān)測，避免輸液過程中由于護理不及時產(chǎn)生不良后果，設(shè)計一種基于單片機的輸液報警監(jiān)測系統(tǒng)。以AT89C52為控制器，通過紅外對管檢測輸液點滴，LED數(shù)碼管實時顯示液滴速率，當出現(xiàn)回血和液滴速度高于或低于設(shè)定值范圍時，單片機控制蜂鳴器與LED燈進行聲光報警。

關(guān)鍵詞：AT89C52;紅外對管;輸液點滴;監(jiān)測;報警

中圖分類號：TP212

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）04-0207-02

收稿日期：2019-11-21

作者簡介：丁陽陽（1995—），男，安徽亳州人，本科，主要研究方向為信號與信息處理;王宇昊，本科;周飛，本科;通訊作者：張?zhí)祜w。

Infusion Alarm Monitoring System

DING Y ang-yang，ZHOU Fei，WANG Yu-hao，ZHANG Tian-fei*

（The Department of Electrical and Electronic Engineering，Anhui Institute of Information Technology，Wuhu 241000，China）

Abstract：In order to realize the real-time monitoring of the patient' s infusion situation and avoid the adverse consequences caused by the nursing delay in the infusion process，a microcontroller based infusion alarm monitoring system was designed.With AT89C52 as the controller，the infusion drip is detected through the infrared tube，and the LED digital tube displays the droplet rate in real time.When .the blood return and droplet speed are higher or lower than the set value range，the microcontroller controls the buzzer and LED lamp for sound and light alarm.

Key words：AT89C52;infrared tube alignment;infusion drip;monitoring;alarm

常規(guī)疾病治療過程中，靜點輸液治療方法越來越普遍，不同物理藥理性質(zhì)的藥劑，不同年齡段的患者（包括患者就醫(yī)時的身體狀態(tài)）均有其標準給藥速度。因此，醫(yī)生在給患者靜脈輸入藥物的時候，需要設(shè)置合理的滴速。此外，在輸液過程中，若沒有及時更換輸液瓶，進入血管的空氣會危及患者生命。本設(shè)計通過紅外對管檢測點滴輸液，單片機進行控制，實現(xiàn)智能化監(jiān)測輸液情況[1-3]。

1 總體設(shè)計方案

本設(shè)計主要由軟件和硬件兩部分組成，輸液報警監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊主要包括：紅外測速模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵盤控制模塊、紅外回血監(jiān)測模塊。如圖1所示。紅外對管檢測到的信息在接收后經(jīng)過單片機的邏輯處理后得到數(shù)據(jù)，通過數(shù)碼管顯示出來[4]，出現(xiàn)異常情況時，通過蜂鳴器與LED燈進行報警。

2 硬件組成及原理

2.1 單片機最小系統(tǒng)

本設(shè)計選用AT89C52單片機為核心控制元件，AT89C52單片機片內(nèi)8KB Flash ROM，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器256B，4個I/O口，相比于51單片機增加了6個特殊功能寄存器、1個16位定時器/計數(shù)器T2，外接時鐘電路和復(fù)位電路，即構(gòu)成了一個52單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)[5]。AT89C52單片機的最小系統(tǒng)電路模塊如圖2所示。

2.2 紅外測速模塊

點滴數(shù)據(jù)采集采用紅外對管技術(shù)，紅外對管由一個紅外發(fā)射管和一個紅外接收管組成。當藥滴通過紅外發(fā)射管紅外線照射方向時，引起紅外光線強度的變化，導(dǎo)致紅外接收管中電流的變化，紅外對管接收到的信號通過電路傳到單片機。

2.3 聲光報警模塊

這部分用了蜂鳴器和LED燈來實現(xiàn)，接了三極管和兩個電阻。其工作原理簡單但在工作電流上還是有要求的，過小的電流通過電磁線圈產(chǎn)生的磁場強度不足以驅(qū)動發(fā)聲膜或驅(qū)動發(fā)聲膜的頻率太小，不足以產(chǎn)生人耳可以捕獲到的聲音信號。因此在電路設(shè)計時需要通過三極管來放大電流增強信號。電路圖如圖4所示。

2.4 顯示模塊

本系統(tǒng)使用兩段共陰極數(shù)碼管顯示滴速。電路圖如圖5所示。

2.5 按鍵模塊

本設(shè)計使用獨立鍵盤來實現(xiàn)設(shè)置滴速。按鍵在使用過程中常遇到機械抖動問題，本設(shè)計使用軟件去抖。電路連接如圖6所示。

3 仿真結(jié)果分析

仿真調(diào)試階段，用一個按鍵代表紅外傳感器，按鍵按下模擬點滴地下的頻率。用另一個開關(guān)模擬回血，按鍵按下，表示發(fā)生回血。

3.1 輸液正常

開始調(diào)試時，用一個按鍵模擬點滴速度。用按鍵按下的頻率在每分鐘20到80之間模擬輸液正常時，仿真如圖7所示。

3.2 點滴速度不正常

按鍵按的頻率低于20下每分鐘，或者超過80下每分鐘時，蜂鳴器報警。超速時，如圖8所示：

3.3 發(fā)生回血

當在預(yù)先設(shè)置的正常輸液范圍20到80之間時，回血模塊檢測到回血時，蜂鳴器報警，LED指示燈亮，提醒病人和醫(yī)護人員處理。仿真如圖9所示。

4 結(jié)論

基于單片機控制的輸液報警監(jiān)測系統(tǒng)操作簡潔、上手較快、具有報警功能并且方便集中控制，在現(xiàn)代醫(yī)療事業(yè)具有較大意義，推動了自動化的智能醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，有利于提高醫(yī)護質(zhì)量。

參考文獻：

[1]蔡青鋒，楊發(fā)權(quán)，林欣欣.基于單片機的輸液報警系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)，2018（9）：52-55.

[2]張曉航，石璇，王皓等.一種輸液報警器的設(shè)計[J].科技視界，2015（14）：26-26.

[3]李晨旭，馮定.一種實用新型輸液報警器的設(shè)計[J].醫(yī)療裝備，2017（15）：47-48.

[4]周飛.輸液報警器設(shè)計[D].安徽信息工程學(xué)院，2019.

[5]張毅剛.單片機原理及接口技術(shù)（C51編程）（第2版）[M].北京：人民郵電出版社，2016.

[通聯(lián)編輯：梁書]