基于单片机的输液报警系统设计【字数：11214】
目前，我国很多行业都或多或少地在筹备具有一定智能化的设备，医疗行业也不例外。病人在医院进行输液时，医护人员对于输液速度的控制以及输液过程中对突发情况的及时处理就显得尤为重要。针对当前的医疗形势，本文设计了一种以STM32f103单片机为核心的输液报警系统。该系统包含红外传感器模块，声光报警模块，GSM通信模块等。实现的功能分为滴速检测与显示和异常报警两个部分。一方面，通过传感器模块监测液体是否滴落和滴速，随后将数据在液晶屏上显示。另一方面，对于超过自己所设阈值的液体速度进行声光报警，同时，通过通信模块进行报警短信发送。
目录
1、绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究过程及趋势 1
1.3 论文内容安排 2
2、系统整体方案 4
2.1 系统主要功能及设计要求 4
2.2 系统方案设计 4
2.2.1 放大电路模块方案设计 4
2.2.2 调整阈值方案设计 4
2.2.3 液晶显示方案设计 4
2.3 系统整体方案 5
2.4 本章小结 5
3、系统硬件设计 6
3.1 中央控制模块 6
3.2、输入模块 6
3.2.1 红外检测模块 7
3.2.2 触摸屏模块 9
3.3 显示模块 9
3.4 声光报警模块 10
3.5 短信通信模块 10
3.6 本章小结 11
4、系统软件设计 12
4.1 系统总流程 12
4.2 红外检测模块软件设计 12
4.3 触摸屏模块软件设计 13
4.4 显示模块软件设计 14
4.5 声光报警模块软件设计 15
4.6 短信模块软件设计 16
4.7 本章小结 17
5、系统调试与结果分析 18
5.1 系统测试实物图 18
5.2 系统测试流程 19
5.3 结果分析 20
5.4 困难及解决方法 21
6、总 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.原理图 25
2.部分核心代码 25
1、绪论
1.1 课题研究背景和意义
在当前科技创新的浪潮中，我国很多行业都配备了智能化的操作与应用系统，医疗行业也不应例外。在人们生病时，静脉输液常常会作为一种常规的治疗方法被普遍运用。医院采用的输液治疗是指利用大气压以及液体静压原理将大量液体以及药物等物质由静脉输注到体内的方法[1]。然而，随着静脉输液大规模的普及，病人与医护人员的配备比例极不均衡的问题慢慢显现出来。当医院输液的病人很多时，医护人员往往会因此而手忙脚乱，不能及时地进行包扎和护理，容易出现病人的输液管滴空和回血等问题。根据相关医学资料记载，微量气泡连续进入的致死量为2ml/(kgmin)[2],当超过这个数量时，则使得输液者存在生命危险。另一方面，如今医院大多是采用病人按铃的方式来进行护理，这样可能会出现病人注意力不集中从而忘记按铃的情况，尤其是在深夜，更容易出现这种不应有的医疗事故。若由此从而产生医疗纠纷，使得医院的工作不能顺利开展，得不偿失。
因此，面对紧张的医患关系，拥有一个相对智能化的监测系统是很有必要的。目前国内急需要出现一款价格合理的医院输液监护系统在医疗设备领域推广使用来减轻静脉输液的过程给患者、陪护人员和医护人员带来的负担，节省人力资源，降低静脉输液过程中的事故发生率，提高医护人员的工作效率[3]。该输液报警系统是基于单片机的一个监测与报警系统，其中包含着液体检测，滴速显示，声光报警与短信发送等几个功能。首先通过传感器对药液的滴落速度进行实时的检测，当输液的速度不在所设置的合理速度范围内时，该系统会实现声光报警与短信报警,从而提示医护人员，使病人得到及时地护理。输液报警系统使护理人员的工作效率得到提高，及时地满足病人的要求，从而使得该系统更容易被现代人认同和接受。
1.2 课题研究过程及趋势
静脉输液作为一种必要的医疗手段，它的应用规模不可小觑，几乎每时每刻世界各地的医院都在使用输液的方式来救治病人。那么，由于输液所带来的一系列问题的危害性可想而知。基于此，很多学者从上世纪就开始对此课题进行了研究，经过反复的思考与实验，研制出了多种类型的输液监控设备。
在研究的初始阶段，出现了机械式输液报警设备、激光型输液报警设备、光纤型输液报警设备等。随着技术的发展，也出现了现如今被大家熟知的电容式监控设备、电极式监控设备，红外光电式的输液监控设备等[4]。
机械式输液报警器是在二十世纪八十年代，由我国于红英[5]等人研制出来的一种医用设备。该设备的核心部件是弹簧，利用病人在输液过程中，药瓶及药液的整体重量是在发生变化的，从而使弹簧由拉伸状态返回，药液滴完时触发报警电路，完成报警。然而，在实际的情况中，药水瓶的重量是不一的，弹簧操作误差较大，虽小巧方便，但准确性有待提高。
而激光型输液报警器利用的是多普勒原理对液体滴速进行检测，但这种设备灵敏度比较差，而且成本比较高，不易被广泛应用。由李长胜研制的光纤输液报警设备采用的是光纤产生的光束能在药液表面发生全内反射的物理原理[6]。这种设备同样存在着安装成本较高，可靠性不强的弊端。
电容式输液监控设备采用的基本原理是药液所在位置的改变影响电容的改变，从而实现对液位的检测[7]。一方面，输液瓶的容量不同导致这种类型的设备只能专一化，方便性较差。另一方面，电容的变化极易受到药瓶内表面有药水附着的影响，从而导致测量结果不准确。
白凤娥设计的电极式输液监控设备是将两个电极插入茂菲式管中，当正负电极之间有液体通过时[8]，相当于连接一个电阻，从而产生脉冲信号，实现对滴速的测量[9]。这种方法简洁且实效明显，但是不可避免的是，两边的两个电极必然会和药液接触，从而污染药物，有可能影响病人的治疗效果，安全性有待提升，所以也不利于大面积推广。
目录
1、绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究过程及趋势 1
1.3 论文内容安排 2
2、系统整体方案 4
2.1 系统主要功能及设计要求 4
2.2 系统方案设计 4
2.2.1 放大电路模块方案设计 4
2.2.2 调整阈值方案设计 4
2.2.3 液晶显示方案设计 4
2.3 系统整体方案 5
2.4 本章小结 5
3、系统硬件设计 6
3.1 中央控制模块 6
3.2、输入模块 6
3.2.1 红外检测模块 7
3.2.2 触摸屏模块 9
3.3 显示模块 9
3.4 声光报警模块 10
3.5 短信通信模块 10
3.6 本章小结 11
4、系统软件设计 12
4.1 系统总流程 12
4.2 红外检测模块软件设计 12
4.3 触摸屏模块软件设计 13
4.4 显示模块软件设计 14
4.5 声光报警模块软件设计 15
4.6 短信模块软件设计 16
4.7 本章小结 17
5、系统调试与结果分析 18
5.1 系统测试实物图 18
5.2 系统测试流程 19
5.3 结果分析 20
5.4 困难及解决方法 21
6、总 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.原理图 25
2.部分核心代码 25
1、绪论
1.1 课题研究背景和意义
在当前科技创新的浪潮中，我国很多行业都配备了智能化的操作与应用系统，医疗行业也不应例外。在人们生病时，静脉输液常常会作为一种常规的治疗方法被普遍运用。医院采用的输液治疗是指利用大气压以及液体静压原理将大量液体以及药物等物质由静脉输注到体内的方法[1]。然而，随着静脉输液大规模的普及，病人与医护人员的配备比例极不均衡的问题慢慢显现出来。当医院输液的病人很多时，医护人员往往会因此而手忙脚乱，不能及时地进行包扎和护理，容易出现病人的输液管滴空和回血等问题。根据相关医学资料记载，微量气泡连续进入的致死量为2ml/(kgmin)[2],当超过这个数量时，则使得输液者存在生命危险。另一方面，如今医院大多是采用病人按铃的方式来进行护理，这样可能会出现病人注意力不集中从而忘记按铃的情况，尤其是在深夜，更容易出现这种不应有的医疗事故。若由此从而产生医疗纠纷，使得医院的工作不能顺利开展，得不偿失。
因此，面对紧张的医患关系，拥有一个相对智能化的监测系统是很有必要的。目前国内急需要出现一款价格合理的医院输液监护系统在医疗设备领域推广使用来减轻静脉输液的过程给患者、陪护人员和医护人员带来的负担，节省人力资源，降低静脉输液过程中的事故发生率，提高医护人员的工作效率[3]。该输液报警系统是基于单片机的一个监测与报警系统，其中包含着液体检测，滴速显示，声光报警与短信发送等几个功能。首先通过传感器对药液的滴落速度进行实时的检测，当输液的速度不在所设置的合理速度范围内时，该系统会实现声光报警与短信报警,从而提示医护人员，使病人得到及时地护理。输液报警系统使护理人员的工作效率得到提高，及时地满足病人的要求，从而使得该系统更容易被现代人认同和接受。
1.2 课题研究过程及趋势
静脉输液作为一种必要的医疗手段，它的应用规模不可小觑，几乎每时每刻世界各地的医院都在使用输液的方式来救治病人。那么，由于输液所带来的一系列问题的危害性可想而知。基于此，很多学者从上世纪就开始对此课题进行了研究，经过反复的思考与实验，研制出了多种类型的输液监控设备。
在研究的初始阶段，出现了机械式输液报警设备、激光型输液报警设备、光纤型输液报警设备等。随着技术的发展，也出现了现如今被大家熟知的电容式监控设备、电极式监控设备，红外光电式的输液监控设备等[4]。
机械式输液报警器是在二十世纪八十年代，由我国于红英[5]等人研制出来的一种医用设备。该设备的核心部件是弹簧，利用病人在输液过程中，药瓶及药液的整体重量是在发生变化的，从而使弹簧由拉伸状态返回，药液滴完时触发报警电路，完成报警。然而，在实际的情况中，药水瓶的重量是不一的，弹簧操作误差较大，虽小巧方便，但准确性有待提高。
而激光型输液报警器利用的是多普勒原理对液体滴速进行检测，但这种设备灵敏度比较差，而且成本比较高，不易被广泛应用。由李长胜研制的光纤输液报警设备采用的是光纤产生的光束能在药液表面发生全内反射的物理原理[6]。这种设备同样存在着安装成本较高，可靠性不强的弊端。
电容式输液监控设备采用的基本原理是药液所在位置的改变影响电容的改变，从而实现对液位的检测[7]。一方面，输液瓶的容量不同导致这种类型的设备只能专一化，方便性较差。另一方面，电容的变化极易受到药瓶内表面有药水附着的影响，从而导致测量结果不准确。
白凤娥设计的电极式输液监控设备是将两个电极插入茂菲式管中，当正负电极之间有液体通过时[8]，相当于连接一个电阻，从而产生脉冲信号，实现对滴速的测量[9]。这种方法简洁且实效明显，但是不可避免的是，两边的两个电极必然会和药液接触，从而污染药物，有可能影响病人的治疗效果，安全性有待提升，所以也不利于大面积推广。
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