发布时间 : 星期三 文章基于单片机的输液监控系统设计更新完毕开始阅读333b191edf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1dd9
第1章 引言
1.1 课题背景
上世纪90年代至今，国内外相关的专家积极探索，输液监控系统一直在不断改进。 在国内：
09年张婉姣申请了一种输液监控报警器的专利：包括光源发射器、光源接收器、电源模块、控制器和报警电路，光源发射器和光源接收器要对应设置，光源接收器输出端连接到控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接到报警电路的信号输入端[1]。该输液监控报警器在输液出现不正常时或瓶内液滴快要滴完的时候会进行声光报警。该输液监控报警器优点：结构简单、使用方便、报警准确率高等。缺点：功能较少。
徐凤霞等人利用MCS-51系列单片机与电力线载波芯片结合其他软件、硬件开发出病区输液远程监控系统。
刘世平等人研制的输液智能监控系统能够同时在病房和护士站发出声光报警，且在报警的同时自动停止输液。另外，在护士工作站可以显示该病床的输液的相关信息。 在国外：
在40世纪80年代就开始有研究。德国、韩国、美国、日本等发达国家都进行了输液监控系统的研究，目前对输液泵的研究有较大成就[2]。输液泵的功能齐全，操作方便，安全性高，但是价格比较昂贵。其应用在我国国内医院鲜有应用。
基于单片机的输液监控系统设计的课题研究，是为了在借鉴前人经验的基础之上，努力设计出性价比较高的输液监控系统。
1.2 课题研究的目的和意义
目前，临床治疗上的静脉输液的输液过程存在安全隐患，它主要面临着两个问题。一是输液速度问题。在医院，输液速度的调节一般由医院护士或者病人通过旋转输液滴管上的机械滑轮，目测出大概速度，效率不高[3]。在长时间的输液过程中，护士需要保持紧张情绪对病人进行管理和监督，工作强度大。对于患者来说，在护理人员忙碌的时候须时刻关注自己的输液情况，得不到休息而影响治疗效果。二是可能出现静脉血回流。有时护理人员因为其他原因没有及时回来处理或者病人太累没有注意到，结果造成静脉血回流的情
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况，对患者造成心灵上和身体上的伤害。总之，传统的人工输液监护形式弊端很多，克服目前输液过程中时间浪费、精力浪费、服务水平低下等弊端，需要研制输液监控系统，对患者的输液过程进行自动化监控。
1.3 论文的组织结构
第1章主要介绍了输液点滴监控系统的背景与研究意义，本课题的主要工作和内容以及本文的组织结构。 第2章为系统的总体设计。
第3章为系统硬件设计，主要进行了系统方案论证，介绍了硬件结构的设计方法。包括通信接口单元，C8051F410单片机最小系统、点滴信号检测单元、键盘与显示单元、声光报警单元、电动机模块单元。
第4章为系统软件设计。先介绍系统从站工作的主要流程，说明系统中用到的几个比较重要的寄存器，再分块介绍了部分软件的算法与实现，包括PCA捕捉模块、电动机模块、声光报警模块。 第5章为结论。 第6章为参考文献。
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第2章 系统总体设计
2.1 系统整体框图
根据前面的系统分析，本文基于C8051F410的输液监控系统主要模块有：输液信号采集单元、声光报警单元、电动机单元、按键显示单元、通信单元和单片机外围电路等。输液信号采集单元将采集到的信号经过整形后发送给单片机，经单片机处理后在键盘上显示计算所得的液滴滴速并将其与所设定的值进行比较来控制电动机的正反转。从站系统框图如图2-1。
图2-1 系统总体框图
2.2 C8051F410单片机介绍
C8051F410是一款完全集成的低功耗混合芯片上系统型MCU。它具有高速、流水线结
构的8051兼容的微控制器核（可达50MIPS），高精度可编程的24.5MHZ内部振荡器，可达32KB的片内FLASH存储器，2304字节的片内RAM，4个通用的16位定时器，6个捕捉/比较模块和带看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列（PCA），硬件CRC引擎，温度传感器，片内电压比较器，且拥有多达24个I/O端口。
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具有片内上电复位，VDD监视器，看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F410是真正能独立工作的片上系统。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。
C8051F410片内Silicon Labs二线（C2）开发接口允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。调试逻辑支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用C2进行调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。两个C2接口引脚可以与用户功能共享，使在系统调试功能不占用封装引脚。
C8051F410单片机最小系统如下图所示：
图2-2 C8051F410单片机最小系统
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