一種智能輸液控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于智能控制系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種智能輸液控制系統(tǒng)，包括滴速測量模塊、滴速控制模塊、電機控制模塊、電源模塊、液位檢測報警模塊、溫度監(jiān)控管理模塊以及人機交互管理模塊構(gòu)成，其核心圍繞單片機進行工作。滴速測量模塊檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機分析后傳給電機控制模塊；人機交互管理模塊包括鍵盤和數(shù)碼管顯示模塊、數(shù)據(jù)和語音通信模塊、藍牙信號收發(fā)模塊；液位檢測報警模塊通過實際液位與預警液位的比較，完成液位高低的檢測和報警；溫度監(jiān)控管理模塊將溫度數(shù)據(jù)傳給單片機，比較預設溫度值與實際溫度之間的差異，通過在輸液系統(tǒng)外圍增加溫度加熱裝置，以此來調(diào)控輸液時因周圍環(huán)境溫度低造成的傷害，改善了直接對藥液加熱引起的藥效問題。
【專利說明】
一種智能輸液控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能輸液控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜脈輸液治療是臨床醫(yī)學中不可或缺的關(guān)鍵方法，大多數(shù)疾病的痊愈治療均需要借助輸液來完成，但目前使用的輸液模式大多仍是傳統(tǒng)的人工監(jiān)護模式，需要監(jiān)護人員憑借醫(yī)護經(jīng)驗對患者的輸液狀態(tài)進行調(diào)整和預計輸液時間，給治療帶來很多不便，若監(jiān)護不及時，可能造成醫(yī)療事故。
[0003]現(xiàn)階段，大部分輸液系統(tǒng)存在的共同缺陷是不能準確控制輸液溫度，尤其在寒冷的天氣里輸液很容易影響患者對藥液的吸收，部分大型醫(yī)院現(xiàn)有的輸液加熱加溫措施，如人工采用暖水袋熱毛巾對輸液部位進行熱敷、對輸液管進行升溫等，不僅不能滿足不同患者對輸液環(huán)境的不同需求，而且部分過分升溫可能會影響藥效，實現(xiàn)起來比較困難，極為不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述輸液控制系統(tǒng)存在的缺陷，本實用新型提出了一種智能輸液控制系統(tǒng)，通過對液滴速度檢測、溫度檢測調(diào)控、數(shù)據(jù)信息傳輸和反饋，使得輸液自動實現(xiàn)，更為安全和方便。
[0005]本實用新型公開了一種智能輸液控制系統(tǒng)，包括如下構(gòu)成模塊:滴速測量模塊、滴速控制模塊、電機控制模塊、電源模塊、液位檢測報警模塊、溫度監(jiān)控管理模塊以及人機交互管理模塊構(gòu)成，其核心圍繞單片機進行控制工作，具體內(nèi)容如下。
[0006]核心單片機選用AT89C52，內(nèi)含4K字節(jié)的EEPROM，便于研制階段反復調(diào)試和修改；為提高系統(tǒng)可靠性，采用X25045實現(xiàn)硬件監(jiān)測功能，該芯片提供512字節(jié)EEPROM來保存重要的系統(tǒng)參數(shù)。每當系統(tǒng)掉電、上電后，通過串行時鐘輸出端將重要的系統(tǒng)參數(shù)讀到特定RAM區(qū)，使程序恢復正常運行。
[0007]滴速測量模塊利用紅外對管脈沖計數(shù)法完成液滴數(shù)據(jù)采集與速度測量;滴速控制模塊接收滴速測量模塊的數(shù)據(jù)，對藥液滴定速度進行控制；滴速測量模塊和滴速控制模塊均與單片機相連。
[0008]電機控制模塊接收到單片機傳輸來的液滴速度數(shù)據(jù)，通過單片機處理的速度的快慢，根據(jù)設定的速度值與當前液滴的速度誤差來確定電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，按照預定程序?qū)崿F(xiàn)對滴速模塊的控制，使速度維持在穩(wěn)定的輸入水平。
[0009]液位檢測報警模塊完成對輸液管中液位高低的檢測，設定預警液位，當液位高度高于此預警液位時，不報警，滴速測量模塊照常采集速度信息并送入單片機內(nèi)部；當液位高度低于此預警高度時，觸發(fā)報警裝置，進行報警。
[0010]溫度監(jiān)控管理模塊與人機交互管理模塊相互結(jié)合，通過藍牙信號收發(fā)模塊和溫度監(jiān)控管理模塊將患者當前的姿勢、輸液部位距輸液管的距離、患者輸液部位體溫的變化等信息傳輸?shù)絾纹瑱C，比較預設溫度值與實際溫度之間的差異，通過在系統(tǒng)外圍增加對輸液部位溫度加熱裝置并利用單片機中預定的程序，自動計算出該患者當前狀態(tài)所需要的最合適輸液速度和調(diào)節(jié)溫度，并通過鍵盤和數(shù)碼管顯示模塊將速度和溫度信息顯示到管理器終端，經(jīng)由語音通信模塊將此患者的信息變化通知到值班醫(yī)生，以此完成對患者狀態(tài)信息的采集、輸入、傳送、反饋和遠程控制，使患者得到最佳治療狀態(tài)。
[0011]本實用新型的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)對輸液過程的全自動化監(jiān)控和管理，能夠?qū)c滴速度進行自動檢測并通過數(shù)碼管進行顯示;能夠用鍵盤設定點滴速度，并通過電機來控制點滴速度;在液位降低到設定位置時自動報警;能根據(jù)患者當前體溫變化自動調(diào)節(jié)輸液溫度;所有信息經(jīng)由藍牙模塊傳輸?shù)焦芾砥鹘K端，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、響應速度快、操作簡單、實用性強，具有較高的推廣和實用價值。
【附圖說明】
[0012]圖1為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖2為滴速測量電路圖。
[0014]圖3為滴速控制電路圖。
[0015]圖4為電機控制電路圖。
[0016]圖5為液位檢測電路圖。
[0017]圖6為鍵盤和數(shù)碼管顯示電路圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0019]如圖1所示的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)原理圖，本實用新型的智能輸液控制系統(tǒng)包括如下構(gòu)成模塊:滴速測量模塊、滴速控制模塊、電機控制模塊、電源模塊、液位檢測報警模塊、溫度監(jiān)控管理模塊以及人機交互管理模塊構(gòu)成，其核心圍繞單片機進行控制工作，整個系統(tǒng)分為傳感器檢測部分和智能控制部分。
[0020]傳感器檢測部分利用光電傳感器、溫度傳感器將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為控制器可以辨別的電信號，傳感器檢測電路包括三個電路模塊:滴速測量模塊、液位檢測報警模塊、溫度監(jiān)控管理模塊。
[0021]智能控制部分中的控制器件根據(jù)傳感器變換輸出的電信號進行邏輯判斷，控制點滴的速度及數(shù)碼管的顯示，完成了點滴裝置的自動檢測、自動調(diào)速、數(shù)碼顯示及報警功能等各項任務，智能控制部分主要包括四個電路模塊:單片機整體控制模塊、滴速控制模塊、電機控制模塊、人機交互管理模塊。
[0022]核心單片機選用AT89C52，內(nèi)含4K字節(jié)的EEPROM，便于研制階段反復調(diào)試和修改；為提高系統(tǒng)可靠性，采用X25045實現(xiàn)硬件監(jiān)測功能，該芯片提供512字節(jié)EEPROM來保存重要的系統(tǒng)參數(shù)。每當系統(tǒng)掉電、上電后，通過串行時鐘輸出端將重要的系統(tǒng)參數(shù)讀到特定RAM區(qū)，使程序恢復正常運行。
[0023]如圖2所示的滴速測量電路圖，滴速測量模塊利用紅外對管脈沖計數(shù)法完成液滴數(shù)據(jù)采集與速度測量，接收管與發(fā)射管正相對，無液滴滴下時，接收管收到信號，輸出低電平;有液滴滴下時，下落的水滴對紅外光有較強的漫反射、吸收及一定的發(fā)散作用，導致接收光強的較大改變，接收管不能收到較強的信號，產(chǎn)生一個較長的脈動，需要經(jīng)過一級施密特觸發(fā)器整形，輸出一個正向的脈沖信號送給單片機中斷口，據(jù)此就可以正確的測出液滴的滴數(shù)，即液滴的速度。
[0024]如圖3所示的滴速控制電路圖，滴速控制模塊接收滴速測量模塊的數(shù)據(jù)，對藥液滴定速度進行控制，在電動機上安裝一個連桿，連桿的另一頭接開關(guān)Si，每當電動機旋轉(zhuǎn)一周，開關(guān)SI閉合一次，則通過單片機的P3.2 口就可以送入一個計數(shù)信號，在單位時間內(nèi)觀察計數(shù)值即可得到電動機的轉(zhuǎn)速，由此得到一個反饋量，輸出一定信號驅(qū)動電動機，控制電動機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，進而帶動儲液瓶的上升或下降來調(diào)節(jié)輸液管中液位的高度即控制點滴的速度。
[0025]滴速測量模塊和滴速控制模塊均與單片機相連。
[0026]如圖4所示的電機控制電路圖，電路采用的是H型的開關(guān)驅(qū)動電路，整個的電路可以分為兩級:第一級接單片機的I/O口，用射級跟隨電路加大電流的驅(qū)動能力；第二級才是驅(qū)動電路，當P3.0為高電平時，Q5導通，Q3，Q7導通，電動機兩端的電壓為+5V，電動機正轉(zhuǎn)；當P3.1為高電平時，Q6導通，Q4，Q8導通，電動機兩端的電壓為-5V，電動機反轉(zhuǎn)。電機控制模塊接收到單片機傳輸來的液滴速度數(shù)據(jù)，通過單片機處理的速度快慢，根據(jù)設定的速度值與當前液滴的速度誤差來確定電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，按照預定程序?qū)崿F(xiàn)對滴速模塊的控制，使速度維持在穩(wěn)定的輸入水平。
[0027]如圖5所示的液位檢測電路圖，液位檢測報警模塊完成對輸液管中液位高低的檢測，設定預警液位，當液位高度高于此預警液位時，不報警，滴速測量模塊照常采集速度信息并送入單片機內(nèi)部；當液位高度低于此預警高度時，觸發(fā)報警裝置，進行報警，及時提醒醫(yī)生進行監(jiān)護，防止因監(jiān)護不及時造成的血液回流現(xiàn)象。
[0028]溫度監(jiān)控管理模塊采用溫度傳感器DS18B20進行溫度數(shù)據(jù)的采集，并與人機交互管理模塊相互結(jié)合，通過藍牙信號收發(fā)模塊和溫度監(jiān)控管理模塊將患者當前的姿勢、輸液部位距輸液管的距離、患者輸液部位體溫的變化等信息傳輸?shù)絾纹瑱C，比較預設溫度值與實際溫度之間的差異，通過在系統(tǒng)外圍增加對輸液部位溫度加熱裝置并利用單片機中預定的程序，自動計算出該患者當前狀態(tài)所需要的最合適輸液速度和調(diào)節(jié)溫度，并通過鍵盤和數(shù)碼管顯示模塊將速度和溫度信息顯示到管理終端，經(jīng)由語音通信模塊將此患者的信息變化通知到值班醫(yī)生，以此完成對患者狀態(tài)信息的采集、輸入、傳送、反饋和遠程控制，使患者得到最佳輸液狀態(tài)。
[0029]如圖6所示的鍵盤和數(shù)碼管顯示電路圖，本系統(tǒng)中鍵盤和數(shù)碼管顯示模塊采用三位LED七段數(shù)碼管顯示液滴速度、輸液溫度、患者體溫信息，數(shù)碼管采用共陰極，由于AT89C52單片機每個I/O 口的電流只有I 一 2mA。所以在位碼和段碼都加上了反向驅(qū)動器，鍵盤采用按鍵開關(guān)經(jīng)上拉電阻分別接P1.0、P1.1、P1.2 口上，起到確定、上調(diào)和下調(diào)作用，每按上調(diào)和下調(diào)鍵，設定速度值分別增一和減一，單片機接12MHZ晶振，提供系統(tǒng)時鐘基值，RESET接上電復位按鍵。
[0030]該數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、對外界環(huán)境要求較低的優(yōu)點；按鍵采用單列三按鍵；同時數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。
【主權(quán)項】
1.一種智能輸液控制系統(tǒng)，其特征在于，該輸液系統(tǒng)由滴速測量模塊、滴速控制模塊、電機控制模塊、電源模塊、液位檢測報警模塊、溫度監(jiān)控管理模塊以及人機交互管理模塊構(gòu)成，其核心圍繞單片機進行控制工作，核心單片機選用AT89C52，內(nèi)含4K字節(jié)的EEPROM，溫度監(jiān)控管理模塊采用溫度傳感器DS18B20進行監(jiān)控，并將溫度數(shù)據(jù)傳給單片機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能輸液控制系統(tǒng)，其特征在于人機交互管理模塊包括鍵盤和數(shù)碼管顯示模塊、數(shù)據(jù)和語音通信模塊、藍牙信號收發(fā)模塊三部分。
【文檔編號】A61M5/14GK205460147SQ201620024867
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月12日
【發(fā)明人】王光英, 王中華, 王冬雪
【申請人】濟南大學