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. . . . PAGE PAGE 1149 第 29 卷 第 5 期 核电子学与探测技术 Vol. 29 No. 5 2009 年 9 月 Nuclear Electronics Detection T echnology Sep. 2009 基于光电技术智能输液监控系统设计 陈 宇1, 王 玺2 ( 1. 郑州航空工业管理学院电子通信工程系, 河南郑州 450015; 2. 遵义医学院基建处, 贵州遵义 563003) 摘要: 目前, 中小型医院在进行输液治疗时, 都是采用人工调整滴速, 这种方式不够准确和方便, 并且输液异常、结束时也不易被及时发现, 这些因素都会造成医疗事故的发生, 而通过布设线缆实现滴液监控耗费人力物力。针对这一问题, 基于光电技术、单片机技术、无线通信技术等研究设计了一套分布式智能输液监控系统, 采用光电调制解调技术实现液滴速度及滴液高度的测量, 单片机实现输液速度计数和显示, 通过键盘实时设定点滴速度, 并通过控制步进电机控制点滴速度, 输液结束时自动报警提示。系统网络通信较好, 可有效消除了环境光干扰, 具有检测精度高, 响应速度快等特点。详细介绍了智能输液现场监控子站软硬件设计。 关键词: 光电检测; 单片机; 步进电机; 输液监控 中图分类号: T P274 文献标识码: A 文章编号: 0258 0934( 2009) 05 1149 06 静脉输液是临床医学中常用的辅助医疗手段。[ 1] 医院在对病人进行输液治疗过程中, 需要根据输液的药物和患者病情选择合适的静脉输液滴流速度。目前, 对静脉输液的监控普遍采用人工方式, 由护士调节点滴流速, 输液结束, 如无陪护或医护人员及时换药或拔针头, 将会出现空气进入血管内形成空气栓塞、凝血堵针头等情况。轻则延误治疗, 重则发生严重医疗事故。 目前, 临床上使用的国内外生产的自动输液器大多是蠕动泵式单立输液器, 一般只有堵液报警和总量完成报警等功能, 不具有集中监控单位输液量的功能; 部分医院采用以病人求救线作为 CAN 总线[ 2] 实现分布式输液监控系统设计取得了一定的成效, 但绝大多数中小医院特别是社区医院缺少此类设备。因此, 本文 收稿日期: 2008 07 09 作者简介: 陈宇( 1978- ) , 男( 汉族) , 河南郑州人, 郑州航空工业管理学院机电工程系讲师, 硕士研究生, 主要从事电子通信工程教学与科研工作。 针对这些问题, 基于光电技术、调制解调技术、单片机技术、无线网络传输技术和模糊控制技术, 研究设计了一套分布式智能输液监控系统, 系统能够实现现场键盘或上位 PC 机对点滴输液速度的自动检测控制, 利用单片机实时调整液滴速度和 LED 数码显示屏实时显示, 实时监测储液瓶药液高度, 当液位超过警戒值时, 本地和医护办公室同时报警并显示床位号。 1 系统总体方案 系统由上位 PC 主机、监控接收总站节点、现场监控子站节点等模块组成。通过无线传输模块将各监控子站节点连接成一个分布式网络。系统结构如图 1所示。 本系统通过红外发射、接收传感器完成点滴瓶内液位高低及滴斗滴速的采集, 由单片机 AT 89C51 为核心组成的现场监控子站完成对采集数据的分析与处理。按照设定值要求实时控制步进电机以保证滴液速度, 若瓶内液位低于设定值时, 自动启动报警音乐, 提示医护人员换药或拔针。各监控现场控制器通过无线传输 图 1 系统结构框图芯片 nRF401 实现与控制总站的数据通信, 控制总站核心控制器 AT 89C51 与上位机通过 USB 接口连接。上位机采用普通 PC 机, 使用 USB 适配器 PDIUSBD12, 使上位 PC 机具有 USB 接口通信功能。通过 USB 通信适配器与工作总站相连, 进行信息交换, 负责进行整个系统的监视管理。工作总站控制器接收上位 PC 机的各种操作控制命令和设定参数; 各现场控制器实时采集各模拟量输入通道值, 控制信号。上位 PC 机实时监视各点滴吊瓶内药液高度及滴斗点滴速度, 并可进行现场滴速的实时控制。系统以 A T89C52 单片机为监控节点控制器, 将其与现场滴液检测、液位检测、报警电路、显示电路、键盘电路等相连, 构成监控网络中的一个智能节点; 并控制由 nRF401 无线收发芯片及外围电路构成的无线通信系统进行数据传输, 将控制总站与各现场监控节点相联, 实时监控各设备状态, 并可实现监控方案下载更新, 无需另外布线, 整个系统结构简单, 大大节省了传统网络控制系统建设带来的人力物力的消耗。由于文章篇幅有限, 文章仅对现场监控子站控制部分进行分析介绍。 2 设计原理 系统现场点滴速度及液位高度检测采用光电检测技术实现。[ 3] 红外发光二极管与光电三极管分别作为