基于單片機(jī)智能輸液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-開(kāi)題報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上泰山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目基于單片機(jī)智能輸液系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械與工程學(xué)院 年 級(jí) 二一一級(jí)（3+2） 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 李麗芬 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生簽字 2012 年 12 月 16 日題目來(lái)源指導(dǎo)教師推薦 自選 其它 題目類別基礎(chǔ)研究 應(yīng)用研究 其它一、開(kāi)題背景和設(shè)計(jì)課題的意義隨著智能化控制研究的不斷發(fā)展，自動(dòng)化臨床設(shè)備的研究日益成為醫(yī)療器械發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，因而設(shè)計(jì)一種智能輸液管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸液過(guò)程的全程監(jiān)控是醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文以遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)輸液實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為目標(biāo)，通過(guò)下位機(jī)采集各床位患者的輸液信息，再以無(wú)線的方式將數(shù)據(jù)傳達(dá)

2、至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)輸液數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，以及在特殊情況下的報(bào)警等功能。單片機(jī)輸液點(diǎn)滴速度控制的發(fā)展在今和未來(lái)將成為醫(yī)療設(shè)施發(fā)展的趨勢(shì)，畢竟，單片機(jī)憑著優(yōu)越的性價(jià)比，與以往的點(diǎn)滴滴速控制系統(tǒng)相比，其單片機(jī)價(jià)格便宜，操作易于實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)滴速的控制要求精度也較高。再者，單片機(jī)操作多機(jī)控制系統(tǒng)，還可減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率。在人為控制下有時(shí)候如不小心將會(huì)為安全設(shè)施帶來(lái)很大的麻煩，而且人工控制滴速精度也很難掌握，而使用單片機(jī)設(shè)計(jì)只要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮周到，運(yùn)行起來(lái)就不會(huì)帶來(lái)這種問(wèn)題了，因此，單片機(jī)滴速控制系統(tǒng)將在醫(yī)療中得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展是順應(yīng)科學(xué)技術(shù)而發(fā)展的，醫(yī)療的安全問(wèn)題更離不開(kāi)

3、科學(xué)，把高科技應(yīng)用到醫(yī)療事業(yè)中來(lái)是對(duì)醫(yī)療事業(yè)的一大促進(jìn)與補(bǔ)充。二、課題的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望國(guó)外對(duì)智能型輸液裝置的研究較早，如日本、美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家上世紀(jì)八十年代末就進(jìn)行了智能型輸液裝置的研制。輸液泵是一種多功能輸液控制器，能夠較為精確地控制輸液速度，并實(shí)現(xiàn)輸液阻塞、氣泡混入和輸液完成報(bào)警。但是價(jià)格普遍比較昂貴，在兩萬(wàn)元人民幣左右。國(guó)內(nèi)對(duì)輸液裝置的研制起步較晚，大都在九十年代中期開(kāi)始研究。不過(guò)總體來(lái)說(shuō)其功能也只是側(cè)重于精確輸液控制，種類較少，性能也需改進(jìn)。由于規(guī)范操作下，輸液阻塞、氣泡混入是可以避免的，因此輸液速度的控制和輸液完成報(bào)警成為了人們更為關(guān)心的問(wèn)題。作為一種醫(yī)療器械，安全性、可靠性是基

4、礎(chǔ)，作為一種只有普及到每一位輸液病人才有實(shí)際意義的產(chǎn)品，使用方便和足夠低的價(jià)格又是一種基本要求，所以，這種產(chǎn)品即便安全性、可靠性得到了充分保證，但如果沒(méi)有簡(jiǎn)便的操作和足夠低的價(jià)格作支撐，想要順利推廣也是不可能的。本系統(tǒng)對(duì)輸液沒(méi)有任何影響，安全性高。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可靠性高，檢測(cè)精度高。本系統(tǒng)整體造價(jià)低廉。無(wú)使用成本，有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和推廣前景。三、研究?jī)?nèi)容本課題是以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測(cè)與控制裝置，能檢測(cè)點(diǎn)滴速度，控制點(diǎn)滴速度，并能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。主要包括四個(gè)設(shè)計(jì)模塊：a從站數(shù)據(jù)采集電路，包括液滴信號(hào)的采集和輸畢信號(hào)的采集；b從站數(shù)據(jù)處理電路，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示、處理及控制；c從站數(shù)

5、據(jù)發(fā)送部分電路，包括數(shù)據(jù)處理單片機(jī)與數(shù)據(jù)發(fā)送單片機(jī)之間的串口通信及數(shù)據(jù)發(fā)送單片機(jī)與無(wú)線發(fā)射模塊PTR8000之間的SPI通信；d主站數(shù)據(jù)接收部分電路，主要為主站無(wú)線接收模塊PTR8000與單片機(jī)之間的SPI通信。1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)由主、從站(或上位機(jī)和下位機(jī))構(gòu)成，核心控制器件是單片機(jī)。主站由數(shù)據(jù)通信單片機(jī)組成，從站由數(shù)據(jù)處理單片機(jī)和數(shù)據(jù)通信單片機(jī)組成。2.主站設(shè)計(jì)主站主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線接收，并將數(shù)據(jù)以串口形式傳送至PC機(jī)儲(chǔ)存。PC機(jī)接數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示床位號(hào)、輸液速度、報(bào)警信息等。主站以單片機(jī)作為無(wú)線模塊PTR8000的控制器，且控制1602液晶屏顯示相關(guān)通信信息3.主站功能：a.具有定點(diǎn)和巡

6、回檢測(cè)兩種方式b.可顯示從站傳輸過(guò)來(lái)的從站號(hào)和點(diǎn)滴速度。c.在巡回檢測(cè)時(shí)，主站能任意設(shè)定要查詢從站的數(shù)量、從站號(hào)和各從站的點(diǎn)滴速度。d.收到從站發(fā)來(lái)的報(bào)警信號(hào)后，能聲光報(bào)警并能顯示相應(yīng)的從站號(hào)；可用手動(dòng)方式解除報(bào)警狀態(tài)。4.主站程序設(shè)計(jì)主站程序設(shè)計(jì)主要分為兩部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)通信控制及PC機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)，即單片機(jī)無(wú)線接收子程序控制PTR8000接收數(shù)據(jù)及串口通信子程序控制將接收的數(shù)據(jù)傳送至PC，PC機(jī)端采用微軟的VC+6.0實(shí)現(xiàn)客戶端軟件的開(kāi)發(fā)，其中在串口開(kāi)發(fā)部分直接使用MSCoom控件。MSCoom控件是微軟公司開(kāi)發(fā)的專門(mén)用于串行通信的控件。通過(guò)設(shè)置控件的幾個(gè)屬性，然后添加控件的事件響應(yīng)代碼就可以

7、使串口按照要求進(jìn)行工作。5.從站硬件電路設(shè)計(jì) 從站硬件電路包括AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、液滴檢測(cè)電路、輸畢檢測(cè)電路、鍵盤(pán)電路、共陰雙8數(shù)碼管顯示電路、聲光報(bào)警電路、無(wú)線收發(fā)接口電路等。其中，液滴和輸畢信號(hào)主要采用紅外收發(fā)二極管來(lái)采集，信號(hào)經(jīng)過(guò)整形電路處理后送至單片機(jī)的外部中斷接口;采用步進(jìn)電機(jī)作用微控裝置壓迫輸液軟管的松緊程度來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制液滴速度的目的。6.從站功能：a.能輸出從站號(hào)、點(diǎn)滴速度和報(bào)警信號(hào)；從站號(hào)和點(diǎn)滴速度可任意設(shè)定，b.接收主站設(shè)定的點(diǎn)滴速度信息并顯示。c.對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警。7.從站程序設(shè)計(jì)主要由以下幾部分子程序組成：鍵盤(pán)控制子程序、中斷控制子程序、步進(jìn)電機(jī)控制子程

8、序、液晶屏顯示子程序及無(wú)線模塊收發(fā)控制子程序。其中數(shù)據(jù)處理單片機(jī)由鍵盤(pán)控制子程序設(shè)定滴速及輸液總量等信息，中斷子程序采集輸畢及液滴信號(hào)并計(jì)算輸液滴速及時(shí)間等數(shù)據(jù)，通過(guò)比較實(shí)測(cè)滴速和設(shè)定滴速產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)用步進(jìn)電機(jī)控制子程序完成調(diào)速功能，所有信息均由數(shù)碼管顯示;數(shù)據(jù)通信單片機(jī)經(jīng)串口接收處理單片機(jī)的實(shí)時(shí)信息并控制無(wú)線模塊PTR8000發(fā)射出去。對(duì)于PTR8000的編程，必須在配置模式中對(duì)其進(jìn)行配置，在RX模式中，地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒(DR)信號(hào)通知MCU一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)自動(dòng)接收完成，MCU即可通過(guò)SPI接口讀取接收的數(shù)據(jù)，在TX模式中，PTR8000自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼

9、，準(zhǔn)備就緒(DR)通知數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成。8. 總結(jié)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)完成后，測(cè)試系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能有：a.按鍵確定床位號(hào)、設(shè)定輸液滴速及輸液總量;b.紅外收發(fā)二極管檢測(cè)液滴及輸畢報(bào)警信號(hào)并計(jì)算實(shí)際輸液滴速;c.根據(jù)實(shí)測(cè)滴速和設(shè)定滴速的差值有效控制步進(jìn)電機(jī)達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)滴速的目的;d.根據(jù)設(shè)定滴速估算輸液總時(shí)間;e.根據(jù)實(shí)測(cè)滴速計(jì)算剩余時(shí)間;f.從站輸液信息均由數(shù)碼管顯示，主站監(jiān)控信息由PC機(jī)儲(chǔ)存顯示;g.由PTR8000模塊將床位號(hào)、實(shí)測(cè)速度等數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式傳輸至PC機(jī)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的;h.利用基于VC+的MSC控件設(shè)計(jì)合理的人機(jī)互動(dòng)界面四、進(jìn)度安排1.2013年1月10日-2013年1月20日

10、 資料準(zhǔn)備階段2.2013年1月21日-2013年3月10日 硬件設(shè)計(jì)，運(yùn)用Protel畫(huà)原理圖3.2013年3月10日-2013年3月20日 硬件調(diào)試4.2013年3月21日-2013年4月30日 軟件設(shè)計(jì)，編寫(xiě)各部分功能程序5.2013年5月 1 日-2013年5月15日 系統(tǒng)安裝調(diào)試6.2013年5月16日-2013年5月31日 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文7.2013年6月1日-2013年6月7日 整理答辯材料，準(zhǔn)備答辯8.2013年6月8日 論文答辯五、完成畢業(yè)論文所需條件1.所需研究條件（1）校內(nèi)圖書(shū)館；校內(nèi)外電子資料訪問(wèn)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)和外文電子庫(kù)等。（2）利用網(wǎng)絡(luò)資源，完成方案選擇及技術(shù)支

11、持。（3）校外協(xié)單位或工廠實(shí)習(xí)。2.所需實(shí)驗(yàn)條件（1）進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試的相關(guān)軟件：Protel,CAD等。六、參考文獻(xiàn)1于向英.新型彈簧輸液報(bào)警器的研制與應(yīng)用J.護(hù)理學(xué)雜志,2003,18(8):6092伶望舒等.輸液瓶液位測(cè)量及報(bào)警裝置J.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010,(7):33-343祝敏.也談光電禍合器叨.電子制作,2004,(3):52-53丁林花.基于無(wú)線技術(shù)的主動(dòng)信息服務(wù)J.電信快報(bào),2009,8:2554孫得剛.國(guó)內(nèi)外數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)J.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.2003,(1): 10-135單巍.基于AT89552的輸液監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)=碩士學(xué)位論文.合肥:合肥工業(yè)學(xué),20