课程设计-基于单片机的医用点滴余液液位监测报警系统.doc
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课程设计说明书 目 录 1 前言 1 2 总体方案设计 2 2.1 方案论证 2 2.2方案选择 3 3单元模块设计 4 3.1 监测模块 4 3.2单片机模块 4 3.3 LED信息显示模块 6 3.4 控制输入模块 7 3.5报警模块 7 4 软件设计 9 5 系统调试 10 6结论 11 7总结和体会 12 8参考文献 13 附录1:附图 14 1.1 原理图 14 1.2 电路PCB板图 15 1.3 软件代码 16 附录2:相关设计软件 18 1 前言 随着社会的发展,随着科技的进步。运来越多的地方需要用到一些高科技设备来为人 们服务。 目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器,将液体容器挂在一定高度,利用势 差将液体输入病人体内,用软管夹对软管夹紧和放松控制滴速,药物的有无将威胁病人 的生命安全,为此医护人员要不定时的观察药物的情况,本设计根据需要设定液位控制 高度,同时具备报警、高度显示等功能,使用了红外对射传感器,使其具有与液面不接 触的特点,可用于有毒、腐蚀性液体液位的控制,简单、方便、安全、具有较高的使用 价值。如何使这种手工操作走向自动化或半自动化,让护理人员监控病人打点滴的进程 时间得到充分利用,这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程,提高医护质量。 本文介绍了一种操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能的智能型液体点滴速 度监控系统。该系统可让医护人员在控制室监控不同受液者的输液状况,也可以直接到 输液室直接改变输液状态,了解病人的输液进程,及时通知处理将快完成的输液。 2 总体方案设计 本次设计思想主要是想借助单片机,对医疗点滴输液加以半自动化的控制。首先通过 液位传感器检测信号,然后将检测到的信号送给单片机进行处理,通过数码管和报警装 置,将床位信息显示在监控室,然后由护理人员对具体情况进行处理。 2.1 方案论证 设计中采用了两个方案,具体的方案见方案一和方案二。 方案一:如图2.1所示系统上电工作后,用户首先通过键盘设定温度的初值,单片机 系统将用户设置的"警戒值"保存地址空间中。安装于被监测对象上的超声液位传感器, 将实时监测数据经A/D转换,送入单片机连接I/O口。单片机进入主程序后,开始以查询 的方式检测转换的数据,并将相应的数值通过数码管显示输出。当检测的液位小于设置 的初值时,单片机将控制报警系统响起,以提醒医护人员。 图2.1 液位监测报警系统方案一框图 方案二:如图2.2所示系统结构框图,本方案仍以微型单片机为控制核心,由检测模 块、信息处理模块、LED信息显示模块、控制输入模块和报警模块五大部分组成。整个系 统工作前,先将传感器装于点滴瓶"警戒"液位水平处。单片机启动,开始监测工作。当 液位低于警戒液位时,传感器将输出一低电平,送入P1.0口(一张床位对应一个口,本 设计只取一张床位模拟),然后由单片机内部的程序,对信息进行处理,将病床号显示 到LED上,同时报警启动,提醒医护人员。当由控制输入后,表示医护人员已经去对事件 进行处理。系统将复位,等待其他的床位监测信息。 图2.2液位监测报警系统方案二框图 2.2方案选择 方案一与方案二有很多相似之处,两个设计都运用到了单片机,用到了传感器,运用 了LED显示管,而且在功能方面都很相似。但综合分析:超声波传感器较红外传感器要贵 得多,而且方案一还需要A/D转换,成本就更高。而且应用对象为点滴瓶,采用方案一, 安装不方便,而且超声波传感器在这种应用下存在盲区,且对不同的大小的点滴瓶都要 重新设定参数。对于方案二而言,成本低,最重要的是安装上方便,医护人员可根据点 滴瓶的大小,在安装时进行调整。因此,从设计和经济的角度讲,我们组采用了方案二 。 3单元模块设计 本课程设计主要由监测模块、信息处理模块(单片机模块)、LED信息显示模块、控 制输入模块和报警模块五大部分组成。其中最核心部分的部分是信息处理模块和检测模 块。 3.1 监测模块 本模块采用的是红外对射型余液液位传感器。发光二极管和光敏二极管分别安装 于"警戒"液位(由医护人员根据实际情况设定)两侧,处于对射状态。在高位警戒液 位时,LM339的反向输入端即3端口输入高电平,此时5端口输出高电平,即送入单片机 的P1.0口。当低于警戒液位时,光敏二极管导通,3端则输入低电平,5端随之也取反 ,然后送入单片机处理,已发出报警。其原理图如图3.1: 图3.1红外对射型液位传感器原理图 3.2单片机模块 3.2.1 AT89C52概述 AT89C52是美国ATMEL 公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM )和256 bytes 的随机取数据存储器(RAM ),器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性
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