本科毕业论文---基于蓝牙的无线输液报警系统.doc
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1、本科毕业设计(论文)论文题目:基于蓝牙的无线输液报警系统摘 要摘 要静脉输液是现在医院中常用的输液方式,然而大部分的输液要靠医护人员不定时地巡检,这使得在就医高峰期,医护人员很难应付,常常会造成无法及时停止输液而导致危害病人的健康甚至危及病人的生命。本论文是设计一个一主多从的输液报警系统,设计利用光电检测输液管内的液面变化,通过甄别液面变化的电信号判断输液是否完成,及时产生输液完成的报警提示,利用单片机把报警信号经蓝牙无线传输到报警终端,实现从机-输液检测端和主机-报警端双重报警。主从机蓝牙的使用,可以实现整个输液报警系统实现一个主机-报警终端同时对多个从机-输液检测端实施集中式管理,蓝牙的无
2、线传输可以使得从机-输液检测端在主机蓝牙有效的信号覆盖范围内任意移动,这样可以很好地解决输液管理问题,减轻医护人员的工作压力,缓解医护人员不足的矛盾。关键词:光电检测,蓝牙,无线传输,输液报警- I -AbstractABSTRACTIntravenous infusion is the commonly used transfusion method in hospital now ,but most of the infusions depend on the inspection of paramedics from time to time, what makes paramedics
3、 difficultly to cope with when in the medical treatment peak,and it often leads to the not timely discontinuation of the infusion that harm the patients health and even endanger their life.The present paper is to design an infusion alarm system of one leader with multi-followers , which uses photo-e
4、lectricity to detect liquid level change in the infusion tube, to determine the infusion is complete or not through discriminating the liquid surface changes of electrical signal. The timely alarm prompt of transfusion completion transfers the alarm signal to the alarm terminal via the Bluetooth wir
5、eless by using the SCM, to achieve the dual alarm which from the machine-infusion test terminal and the host machine-alarm terminal. The use of master-slave machines Bluetooth can make the whole infusion alarm system to achieve the centralized management which from one host machine-alarm terminal to
6、 many slave machines-infusion test terminal over the same time .Bluetooth wireless transmission can make the slave machine-infusion test side to move arbitrarily within the range that host Bluetooth effective signal coverage, so it can solve infusion management problems very well, reduce paramedics
7、pressure and ease the lack of paramedic.Key Words: Photodetector, Bluetooth, wireless transmission, Transfusion alarm-II-目 录目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 研究的意义11.2 国内外的研究状况11.3 主要研究内容11.4 主要设计思路1第二章 系统硬件电路设计22.1 系统总体框图22.1.1 从机-输液检测端22.1.2 主机-报警终端22.2 单元电路设计32.2.1 电源电路32.2.2 液面光电检测32.2.3 报警信号甄别52.3 蓝牙
8、系统52.3.1 蓝牙模块外围电路62.3.2 蓝牙从机控制电路72.3.3 蓝牙主机控制电路7第三章 系统软件设计83.1 输液检测端软件系统83.2 报警终端软件系统10第四章 系统调试与测试134.1系统硬件电路调试134.1.1 光电液面检测调试134.1.2 报警信号甄别电路调试134.1.3 蓝牙控制调试134.2 系统软件调试144.2.1 从机-输液检测端单片机系统调试144.2.2 主机-报警终端单片机系统调试154.2.3 单片机联合调试164.3 系统测试164.3.1 一对一系统测试164.3.2 一对多系统测试16第五章 总结与展望185.1 总结185.2 不足与展
9、望18致 谢19参考文献20附 录21附录一 程序源代码21附录二 总电路图26附录三 实物图28-IV-第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究的意义静脉输液治疗疾病是临床医疗工作中常用的治疗手段,目前国内大多数医院中所使用的静脉输液器,大都采用悬挂方式,即依靠重力原理进行输液。由于病情不同,不少患者一天需输几组药液,因输液时间长,患者卧床产生疲劳,易在输液过程中熟睡。当液体输完时,如床旁无陪侍或医护人员未及时换药或拔针头,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,给病人造成痛苦,重则会严重危及患者的身心健康,发生不可弥补的医疗事故。目前,临床输液中采取的对应措施一般是
10、由患者、陪侍或医护人员随时观察监视药液余量情况,牵扯精力大、效率低。特别是在患者增多,医护人员紧张的情况下,这个矛盾尤为突出。为此,结合临床实践,本研究采用一个终端监控多个检测器的办法,在患者众多的情况下给医护人员及时提供换药或拔针的提示信号,从而减轻了患者和医护人员在输液过程中的心理负担和反复观察监视的劳动强度,具有很强的实用价值。1.2 国内外的研究状况在国外,电子在医疗方面的应用起步很早,并且经过实际的临床使用、证明,得到逐步推广,形成医疗器械的智能化,美国、日本等一些发达国家走在世界的前列。较早的电子医疗器械强调高、精、尖,都是大型器械,而且投资巨大,使用的广泛性受到限制。经过十几年的
11、发展,一些智能医疗器械逐步向小型化靠拢。其中应用于静脉输液的报警器、恒温加热装置应运而生,这不但减小了医疗事故的发生,也提高了医疗工作的效率。例如美国的V520全自动输液报警器等。我国在这方面的起步较晚,现今我们所使用的产品都是进口的,价格比较昂贵。国内所有正在研制厂家的产品也很不理想,且成本较高。如北京东方美源科技有限公司生产的输液监控仪都是单机版,价位却在几千元。1.3 主要研究内容本文以输液监控作为研究对象,研究内容包括:采用光电检测对液面进行监控,用蓝牙通讯进行数据的无线传输,单片机控制等,根据设计的要求确定各个部分的设计方案(包括硬件和软件),解决设计中遇到的难题。1.4 主要设计思
12、路本设计包括主机-报警终端和从机-输液检测端两个独立部分。从机-输液检测端通过光电传感器对输液管内的液面变化进行检测,将液面变化信号转化为光信号的变化,再由光电传感器将光信号转化为电信号的变化,由甄别电路通过对电信号的变化判断药液是否用完,从而产生输液报警信号。用输液报警信号触发从机-输液检测端的单片机,单片机将从机-输液检测端的编号传送到与其相连的从机蓝牙模块,通过蓝牙无线传输将报警编号发送到主机-报警终端,产生对不同从机-输液检测端所产生的输液完成报警,将多个从机-检测端和一个主机-报警终端组合在一起实现一个小型的无线输液报警系统。- 12 -第二章 系统硬件电路设计第二章 系统硬件电路设
13、计2.1 系统总体框图本输液报警系统是由一个主机-报警终端和多个独立的从机-输液输液检测端组成的一个一主多从的无线网络输液报警系统。报警终端和输液检测端之间通过串口蓝牙模块可以进行双向无线传输,每个输液检测端都有一个唯一的系统编号,而且检测端与检测端间是独立的,彼此间不影响各自的工作。输液检测端检测到输液完成后产生报警信号,信号经蓝牙无线传输到报警终端产生相应的输液完成报警提示。由于采用了蓝牙无线传输,所以每个输液检测端都是可移动的,这将大大提高系统的方便性。其总系统框图如图2.1所示。图2.1 系统的总框图2.1.1 从机-输液检测端输液检测端首先通过单片机的外中断向报警终端确认该编号的检测
14、器开始工作,然后利用光电检测输液管内的液面变化,获取液面的变化电信号,通过比较器判断输液管内是否还有药液,输液管内无液时产生声光报警信号,同时报警信号由单片机经串口蓝牙模块发给报警端的单片机,使报警终端产生对相应编号的检测端产生输液完成报警。检测端的系统框图如图2.2所示。图2.2 输液检测端系统框图2.1.2 主机-报警终端报警终端根据蓝牙主机端收到的信息判断接收到的信号是输液检测端的开启信号还是报警信号,根据信号点亮相关检测端工作状态指示灯或者产生相关的报警提示,并且控制蓝牙主机跟需要进行数据传输的蓝牙从机进行配对。其系统框图如图2.3所示。图2.3 报警终端系统框图2.2 单元电路设计系
15、统单元电路主要包括系统电源电路,液面检测电路,报警信号甄别电路,蓝牙模块控制电路。2.2.1 电源电路电源是设计系统中的重要组成部分,主要是为各功能电路提供所需的工作电压,其稳压性能直接影响系统工作的稳定性和可靠性。由于本设计所用的蓝牙模块采用3.3V电压供电,所以系统电源采用可调节的3端正电压稳压器LM317实现。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5A的电流。其电路设计如图2.4所示,其输出电压Vo=1.25(1R2/R1)。检测端电源由9V电池提供,报警终端的电源由5V直流稳压电源提供。 图2.
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