基于單片機的智能輸液控制系統設計

摘要：圍繞解決病人輸液需要家屬全程監護的問題，設計了基于單片機的智能輸液控制系統。監護系統由主從站組成，其中從站由數據處理單片機和數據通信單片機組成，完成數據的采集、處理、控制等功能；主站由數據通信單片機控制，主要完成通信功能。主從站之間采用無線模塊PTR8000完成數據通信。
關鍵詞：單片機；主站；從站；無線模塊

0 引言
隨著智能化控制研究的不斷發展，自動化臨床設備的研究日益成為醫療器械發展的一個重點，因而設計一種智能輸液管理系統實現對輸液過程的全程監控是醫學發展的必然趨勢。本文以遠程監控實現輸液實時監測為目標，通過下位機采集各床位患者的輸液信息，再以無線的方式將數據傳達至上位機，實現輸液數據的實時顯示和存儲，以及在特殊情況下的報警等功能。

1 系統總體設計
系統由主、從站(或上位機和下位機)構成，核心控制器件是單片機。主站由數據通信單片機組成，從站由數據處理單片機和數據通信單片機組成。主要包括四個設計模塊：a．從站數據采集電路，包括液滴信號的采集和輸畢信號的采集；b．從站數據處理電路，包括實時數據的顯示、處理及控制；c．從站數據發送部分電路，包括數據處理單片機與數據發送單片機之間的串口通信及數據發送單片機與無線發射模塊PTR8000之間的SPI通信；d．主站數據接收部分電路，主要為主站無線接收模塊PTR8000與單片機之間的SPI通信及單片機通過RS232接口與PC機之間的通信。系統設計如圖1所示。

2 硬件設計
2．1 主站設計
主站主要實現數據的無線接收，并將數據以串口形式傳送至PC機儲存。PC機接數據并實時顯示床位號、輸液速度、報警信息等。主站以單片機作為無線模塊PTR8000的控制器，且控制1602液晶屏顯示相關通信信息。電路如圖2所示。

2．2 從站設計
2．2．1 從站硬件電路組成
根據系統總體設計方案及實際功能需求，把從站作為設計重點，功能細化后硬件電路包括AT89S52單片機最小系統電路、液滴檢測電路、輸畢檢測電路、鍵盤電路、12864LCD接口電路、1602接口電路、共陰雙8數碼管顯示電路、指示燈電路、聲光報警電路、無線收發接口電路、步進電機控制電路、RS232接口電路等。其中，液滴和輸畢信號主要采用紅外收發二極管來采集，信號經過整形電路處理后送至單片機的外部中斷接口；采用步進電機作用微控裝置壓迫輸液軟管的松緊程度來實現自動控制液滴速度的目的。從站設計框圖，如圖3所示。