智能输液监护系统的设计与实现

需要 报 警 的时 候 ．背 光 闪烁 的 同 时通 过 语 音 单 元 发 出 人
声语 音提 示 ， “ 液 过 快 ， 调 整 ” ， 使用 者更 为人 性 化 如 输 请 等 对
２ ６ 无 线 单 元 ． 无 线 单元 为低 功 耗 模 块 化设 计 ， 适 应 不 同 的 组 网需 求 ． 可
大 、 压 可得 到稳 定 的电压 信号 来 表征液 滴 通过 状态 根 据多 个 稳 液滴 之 间 的时 间差就 可 以计算 出平 均每 分 钟 的液滴 个数日 。
因 为 所 选 用 的 红 外 发 射
Baidu Nhomakorabea
本 系统 为 传 感 器 ＋ 控 端 的 模 式 ，是 典 型 的 物 联 网 概 念 监
主 要 负 责 传输 输 液 过 程 中的 数 据 无 线单 元在 无 数 据 更 新 的 情 况 下 处 于休 眠状 态 ． 有数 据 更 新 则 通 过 微 处 理 器 单 元 唤 醒 ． 确 认 数 据 发 送 完成 后 继 续 进 入 休 眠 状 态 。 过 无 线 的方 式 ， 通 可 避 免 系 统 安 装 中 布线 的麻 烦 ， 很强 的实 用 性 ． 有 ．
．
不 稳 定 。 在 微处 理 器 单 元 中通 过 一 定 算 法 加 以滤 除 ， 证 数 需 保
据 的准 确 性 。
２． ３ 按 键
在信息采集终端 Ｕ ２中 放 置 无 线 通 信 模 块 ．模 块 中 设 置
唯 一 的 Ｉ 号 与 床位 对 应 。 常情 况下 ， ２每分 钟 向计 算 机 更 Ｄ 正 Ｕ
据 ， 免 ２个 节 点 隔 开房 间过 多 穿 透 性 不 足 导 致 通 信不 稳 定 避
管 方 向性 较 强 ， 信 息 采 集 终 在
端 Ｕ ２结 构 上 设 计 了 一 对 采
集通 道 来 固定 红 外 发 射 、 收 接 对 管 ，使 发 射 接 收 方 向 一致 ，
１ ・ ’
液过程动态显示。
如 图 ５所 示 ， 晶显 示 左 上 角 数 液
系统 初 始 化
字表 示下 限 速值 ， 上 角 数 字 表 示 上 右
限 速 值 ， 间数 字 表示 输 液 过 程 中 的 中
芝
平 均 滴 速 值 。 右 下 角 电池 符 号 显 示 时， 表示 电池 电量 低 。下 方 “ 一 “ ” Ｖ ” Ｖ＋ 和竖 条 表 示 药 液 容 量 或音 量 值 。
若 没 有 人 为 设 置 ．系 统 则 取 第 １ ｎ平 均 滴 速 为 基 准 ． ｍｉ 浮
动 ５ ％ 作 为 上／ 限速 值 。 Ｏ 下 此
图 ４ 按 键 设计
时 ， 通 过 “ ＋ 来 设 置 药 液 可 Ｖ ”
・
医疗 卫 生 装备 ・ ０ ２年 ８月第 ３ ２１ ３卷 第 ８期 Ｃ ｉｅｅＭｅ ｉ ｌ ｑ ｉ ｎ ｕ ａ・ ０ ３ ・ ｏ ． ｇ ｓ ． ０１ ｈｎ ｓ ｄ ａ Ｅ ｕｐ ｃ ｍｅ ｔ ｏ ｒ ｌＶ １ ３ Ｎ ８ Ａｕ ｕ ｔ２ ２ Ｊ ｎ ．
Ｕ ２由微 处 理 器 单 元 、 滴 检 测 单 元 、 键 、 晶显 示 单 液 按 液
元 、 音 单 元 和无 线 单 元 组 成 。实 现 了 液 滴滴 速 的采 集 、 均 语 平
滴速计算 、 音提示 、 液容 量设置 、 液上／ 限速值设 置 、 语 输 输 下 音 量 调节 、 集 数据 发 送 等 功 能 。 ２采 用 低 功 耗设 计 、 池供 采 Ｕ 电 电 ． 重 复 充 电使 用 ， 次充 电可 使 用 ３ 左 右 。 可 一 周 采集 终 端 Ｕ ２
当 出现 需 要 报 警 的 情 况 时 。 晶 液
— 容—ｌ 囱１ 设限 量 —一 置速 等ｉ 上ｎ ］、 （ 第 下Ｉ ａ ｒ ）
兰／ 多／
夏 磊
图 ２ 采集终端 Ｕ ２工 作流 程
背光 打 开 并 不 停 闪 烁 提 醒用 户 。 ２ ５ 语 音 单 元 ．
图 ５ 液 晶显示设计
使 用 者 可 通 过 按 键 设 置报 警 的 上／ 限 数 值 、药 液 容 量 、 下
声 音 音 量 。按 键 设 计 界 面 如 图 ４所 示 在 输 液 开 始 的 第 １ｒｎ ｉ ａ
新 一 次 当 前 数 据 ； 有 异 常情 况发 生 ， 常 数据 立 即更 新 至 计 若 异
Ｔ ｅ ｉ Ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｏｔ 研 究 论 著 ｈｓ ｓ＆ ｅ ｅ ｒｈ Ｒ ｐ ｒ Ｉ
送 给计 算 机 客 户 端 实 时 显 示 。 当输 液 终 止 或 有 异 常 发 生 的 时
容 量 ， １０ ２０ ５ ０ｍ 有 ０ 、 ５ 、 ０ Ｌ等 ３挡 ； “ 一 可切 换 为 加 药 量 设 按 Ｖ ” 定 ， 每 按 一 次 “ ” 表 加 １ Ｌ， 置 好 后 Ｕ 再 Ｖ＋ 代 ０ｍ 设 ２会 把 药 液 容 量 值发 送 给计 算 机 端 。 ｌｍ ｎ后 ．为 了 防 止 设 定 好 的 限速 值 被 修 改 ． 下 限 速 ” ｉ “ 、
工 作 流 程 图 如 图 ２所 示 。
开 机
周 围 环 境设 定 报警 音 量 。
２４ 液 晶 显 示 单 元 ．
液 晶 显 示 采 用 段 码 式 Ｌ Ｄ。为 了 降低 功 耗 ， Ｃ 在设 置 完 成 ５ Ｓ 或 者 输 液 进 行 １ｍｉ 后 ｎ后 ， 光关 闭 ， 均 滴 速 数 值 随 输 背 平
“ 限速 ” 键 被 锁 定 ， “ ” Ｖ ” 为 音 量 调 节 键 ， 上 按 而 Ｖ＋ “ 一 变 可根 据
候 ， 端 通 过 语 音 和 屏幕 闪 烁 的方 式 告 知 患 者 。同 时 ， 户 端 终 客
也 以不 同 的 颜 色 和声 音 提 醒 护 士 处 理 。 ２１ 信 息 采 集 终 端 Ｕ ． ２
可 保证 信 号 采 集 的稳 定 性 。 另 外 ， 际 输 液 中 ， 非 氏 管 可 实 莫
能倾 斜 、 动 或 者 产生 水 珠 挂 晃
图 ３ 信 息 采集 原 理
壁 ， 而 导 致 获得 的 电 压信 号 从
中 继 器 因 为需 要 随 时 处 于 工 作状 态 ， 发 大 量 数 据 ， 用 外 部 转 采 适配器供电。
算 机 客 户 端 。 设 置 有 重 发 机 制 ， 止 意 外 的 数 据 丢失 。 线 并 防 无 系 统 架 构 图 如 图 ６所 示
２８ 监 护 客 户 端 设计 ．
内 ， 通 过 “ 限 速 ” “ 限 可 下 、上 速 ” 人 为设 置上 ／ 限 速 值 来 下
客 户 端 负 责接 收无 线 接 收 器 的 数 据 ， 示 至 监 控 窗 口 ． 显 并 根 据 当 前 数 据估 算 输 液 结 束 时 间 。 当有 异 常 发 生 时 候 ， 以不 同
２７ 无 线 系统 设 计 ＿
２２ ．
液滴 检 测 单元
利用 红外 发射 、 收对 管作 为液滴 检测 器 件 ， 理 如 图 ３所 接 原 示。 当有 液 滴通 过对 管时 ， 使得 光敏 极 管接 收 到 的红外 光信 号
减弱 ，流过 光敏 三极 管 的电流 减小 。在 光 敏 三极 管后 端通 过 放
的 颜 色 做 出 提示 。正 常 为绿 色 （ 图 ７所 示 ） 过 快 为 黄 色 ， 如 ， 过 慢为蓝色 ， 止为红色。 近输液完成时 ， 瓶体开始闪烁 ， 终 接 液 提 前 提 醒 护 士 处 理 。 若 长 时 间没 收 到 某 个 未 完成 输 液 设 备 的数 据 时 ， 显 示 灰 色 ， 醒 无线 信 号 异 常 。护 士 只需 根 据 提 醒做 将 提
应 用 【。
综 合 考 虑 ， 们 采 用 免 申报 ４ ０ ＭＨ 我 ７ ｚ频 段 ． 己 组 建 时 自 分 复 用 组 网 协 议 。最 高 传 输 速 率 为 １ ０ Ｋ ｉ ｓ ５ ｂｔ ，传 输 距 离 为 ／ ５ ０ ｉ ， 于 频 移 键 控 （ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｉ ｋ ｙｎ ， Ｓ 调 制 方 式 ， ０ 基 ｎ ｆ ｑ ｅ ｃ ｈｆ ｅ ｉ Ｆ Ｋ） ｒ ｔ ｇ 有 高抗 干 扰 能 力 。有 良好 的 穿透 性 ， 比较适 合 需 要 广 覆 盖 、 高 可靠 和高 实 时 响 应 的 应 用 场 景ｌ ５ ｌ 。 根据 医 院住 院 部 的 空 间 格 局 ，我 们 设 置 了接 收 器 和 中 继 器 ， 收 器 通 过 Ｕ Ｂ连 接 计 算 机 ， 继 器 转 发 采 集 终 端 的 数 接 Ｓ 中