基于单片机的液位监测报警.docVIP

目 录 1 前言 1 2 总体方案设计 2 2.1 方案论证 2 2.2方案选择 3 3单元模块设计 4 3.1 监测模块 4 3.2单片机模块 4 3.3 LED信息显示模块 6 3.4 控制输入模块 7 3.5报警模块 7 4 软件设计 9 5 系统调试 10 6结论 11 7总结和体会 12 8参考文献 13 附录1：附图 14 1.1 原理图 14 1.2 电路PCB板图 15 1.3 软件代码 16 附录2：相关设计软件 18 1 前言 随着社会的发展，随着科技的进步。运来越多的地方需要用到一些高科技设备来为人们服务。 目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器，将液体容器挂在一定高度，利用势差将液体输入病人体内，用软管夹对软管夹紧和放松控制滴速，药物的有无将威胁病人的生命安全，为此医护人员要不定时的观察药物的情况，本设计根据需要设定液位控制高度，同时具备报警、高度显示等功能，使用了红外对射传感器，使其具有与液面不接触的特点，可用于有毒、腐蚀性液体液位的控制，简单、方便、安全、具有较高的使用价值。如何使这种手工操作走向自动化或半自动化，让护理人员监控病人打点滴的进程时间得到充分利用，这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程，提高医护质量。 本文介绍了一种操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能的智能型液体点滴速度监控系统。该系统可让医护人员在控制室监控不同受液者的输液状况，也可以直接到输液室直接改变输液状态，了解病人的输液进程，及时通知处理将快完成的输液。 2 总体方案设计 本次设计思想主要是想借助单片机，对医疗点滴输液加以半自动化的控制。首先通过液位传感器检测信号，然后将检测到的信号送给单片机进行处理，通过数码管和报警装置，将床位信息显示在监控室，然后由护理人员对具体情况进行处理。 2.1 方案论证 设计中采用了两个方案，具体的方案见方案一和方案二。 方案一：如图2.1所示系统上电工作后，用户首先通过键盘设定温度的初值，单片机系统将用户设置的“警戒值”保存地址空间中。安装于被监测对象上的超声液位传感器，将实时监测数据经A/D转换，送入单片机连接I/O口。单片机进入主程序后，开始以查询的方式检测转换的数据，并将相应的数值通过数码管显示输出。当检测的液位小于设置的初值时，单片机将控制报警系统响起，以提醒医护人员。 图2.1 液位监测报警系统方案一框图 方案二：如图2.2所示系统结构框图，本方案仍以微型单片机为控制核心，由检测模块、信息处理模块、LED信息显示模块、控制输入模块和报警模块五大部分组成。整个系统工作前，先将传感器装于点滴瓶“警戒”液位水平处。单片机启动，开始监测工作。当液位低于警戒液位时，传感器将输出一低电平，送入P1.0口（一张床位对应一个口，本设计只取一张床位模拟），然后由单片机内部的程序，对信息进行处理，将病床号显示到LED上，同时报警启动，提醒医护人员。当由控制输入后，表示医护人员已经去对事件进行处理。系统将复位，等待其他的床位监测信息。 图2.2液位监测报警系统方案二框图 2.2方案选择 方案一与方案二有很多相似之处，两个设计都运用到了单片机，用到了传感器，运用了LED显示管，而且在功能方面都很相似。但综合分析：超声波传感器较红外传感器要贵得多，而且方案一还需要A/D转换，成本就更高。而且应用对象为点滴瓶，采用方案一，安装不方便，而且超声波传感器在这种应用下存在盲区，且对不同的大小的点滴瓶都要重新设定参数。对于方案二而言，成本低，最重要的是安装上方便，医护人员可根据点滴瓶的大小，在安装时进行调整。因此，从设计和经济的角度讲，我们组采用了方案二。 3单元模块设计 本课程设计主要由监测模块、信息处理模块（单片机模块）、LED信息显示模块、控制输入模块和报警模块五大部分组成。其中最核心部分的部分是信息处理模块和检测模块。 3.1 监测模块 本模块采用的是红外对射型余液液位传感器。发光二极管和光敏二极管分别安装于“警戒”液位（由医护人员根据实际情况设定）两侧，处于对射状态。在高位警戒液位时，LM339的反向输入端即3端口输入高电平，此时5端口输出高电平，即送入单片机的P1.0口。当低于警戒液位时，光敏二极管导通，3端则输入低电平，5端随之也取反，然后送入单片机处理，已发出报警。其原理图如图3.1： 图3.1红外对射型液位传感器原理图 3.2单片机模块 3.2.1 AT89C52概述 AT89C52是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM ）和256 bytes 的随机取数据存储器（RAM )，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性 存储技术生产，与标准MCS 一51 指令系统及8052产