智能液体点滴监控系统的研究与设计
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图4液面检测电路
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图5通信模块电路
ULN2003A
2主站设计方案
2.1预期效果 主站接收从站发来的信号 并对其进行记录。当检测到报警 信号时,主站发出报警信号,并 显示异常类型。护士对于一些异 常情况可以在主站进行调控,如 滴速调整。各从站的数据元素都 存人数据库中,方便今后的检索 及查询,数据单元包括护士姓 名、药名及用量、输液滴速变化 情况、病人信息、日期等151。 2.2设计方案 主站的设计包括从站信号 收发模块及PC机软件设计。利 用CAN收发芯片PCA82C250接 收从站信号后输入AT89C52。单 片机将接收到的信号送入PC机 并进行判断。若为异常情况信
merits.such鹳lower price。reliable and
Key words:liquid dropping
monitorin;infrared detect;CAN communications
静脉输液是临床中一种普遍使用的治疗手段,长期 以来一直靠人工控制。在传统输液中…,易发生一些异 常情况,如管路堵塞、滴速异常及输液完毕无提示等。如 果这些异常情况不能及时被发现,就会给病人造成伤 害,严重的还会造成医疗事故。 该智能液体点滴监控系统,可以对多床位进行远程 监控,并能针对不同的输液速度设定滴速。该系统分为 各床位输液监控装置(从站)及监控中心(主站)两部 分。监控中心显示各床位的输液情况。出现异常情况时, 各床位的监控仪进行声光报警,并向主站发送报警信 号,同时关闭输液装置或进行自动调整,等待护士前来 处理。
区吁 匾母
陌氨覆卜
1从站设计方案
1.1预期效果 上电后,滴速记忆器自动记忆滴速,进入工作状态。 利用矩阵键盘设定滴速,然后控制步进电机转动实现滴 速调整,同时对滴速进行检测和LCD显示。 可对异常情况报警并做出相应处理:(1)当管路堵塞 时,发出报警信号,自动关闭输液器,等待护士前来处 理;(2)当滴速异常时,发出报警信号,自动调整滴速或 等待护士处理;(3)输液结束时,自动关闭输液器并报警。
Meng Jiao
University of Mining and Technology,Xuzhou
221008,China)
Abstract:Considering the defects of the medical is designed.This system protocol in
u8es
Micochip.24LCl6B 6K 2.5V
信。由主站向各终端逐个发出命令,收集监测信息。各从 站对主机发出的命令进行响应。若发现数据目标地址与 自身地址相符则响应,否则丢弃。主机巡回检测完所有 中断后,检查是否有新的端口入网。若有,则为其分配地 址,进行下一轮巡回检查。 主站与从站之间的通信格式如图8。 主从标志用于判断是主站发送的信息还是从站发
图7主站软件流程图
及异常情况的提醒。具体流 程如图7所示。
3系统通信
系统采用总线型网络和 时分多路复用协议(TDMA), 将主机与检测终端之间点对 多点的通信转化为点对点的 通信,从而有效地解决了同 频段数据冲突问题f6J。 每个工作的从站都由主 站分配唯一的地址,主站与 从站采用应答模式进行通
f21于汇泉,吕丽雪.普通输液报警及控制系统的设计和研 制【J】.医疗设备信息,2004(9):10-11,17. 【31
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线物理层的通信。具体电路如图5。 1.4软件设计 在实际通信过程中,各从站需 要从主站得到分配的地址。才能保 证通信的正常进行。在从站进入工
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作状态后,通过键盘设定滴速,使用 红外对管检测滴速并显示。当出现 异常时,向主站发出报警信号,并进
12C【“1 Serial EEPROM
Datasheet[EB/OL].http://www.mieroehip.corn/downloads/on/
DeviceDoc/en01 1855.pdf,2001.
【4】全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编fM】.北京:北京 理工大学出版社,2003. 【51尹明,谢云.一种新型无线输液监护系统的设计【J1,计算 机与数字工程,2007(8):176—178. f6】肖玮,涂亚庆,王杰,等.液体点滴的无线智能监测系统 设计与实现【J】.电子测量技术,2008(1):133—136,255. 【71羚阳.用凌阳SPCE061A实现的液体点滴速度监控装置【J】. 电子世界,2003(11):37—40
图2滴速检测电路
由红外对管产生的不规则脉冲经过LM339比较器进 行比较,将其转换为方波信号;然后利用单稳态电路,通过
行相应处理。具体流程图6所示。
设定合适的电阻电容参数,消除双脉冲干扰。去噪后的信
号接到单片机INT0,通过中断服务程序对点滴进行计数。 1.3.2步进电机驱动电路 本系统中,通过步进电机带动滑轮来控制储液瓶的 高度实现滴速控制。步进电机的驱动电路如图3所示。 电路中采用了ULN2003芯片,它是7路达林顿驱动器阵 列组成的集电极开路(oc)输出反向器,最大驱动电流可 以达到500mA,足以满足步进电机的驱动要求。
集成电路应用
Application of Integrated Circuits
智能液体点滴监控系统的研究与设计
王梦蛟 (中国矿业大学资源学院,江苏徐州221008) 摘要:针对目前医疗过程中存在的问题,研制了智能液体点滴监测系统。系统采用红外对射对 储液高度及点滴速度进行监测。通过构建合理的通信协议,实现了主站与从站之闻的可靠通信。试验
欢迎网上投稿WWW.chinaaet.com
《电子技术应用》2009年第1期
万方数据
集成电路应用
图2所示。
Application of Integrated Circuits
影响,并且采用硬件方案对误差进行消除。具体电路如
能力、可靠性、实时性、灵活性及易用性方面有明显优势, 并且传输距离远,成本低廉H。系统采用PCA82C250作为 CAN总线的收发器,以实现CAN总
50
图1原理框图
1.3主要模块设计方案 1.3.1滴速检测
滴速检测采用光电传感器,主要由红外发射与红外
接收对管组成。当有液滴滴下时,在输出波形上会出现 脉冲。通过对脉冲计数,可以测出滴速。在实际测量过程 中,外界光源以及输液管管壁上的水珠等都会对计数造 成干扰。检测装置外罩上黑色橡皮套,以减少外界光源
证明,系统价格低廉、可靠性高。 关键词:液体点滴监控;红外检测;CAN通信
中图分类号:TN702 文献标识码:B
Research and design of intelligent liquid dropping monitoring
WANG (College
of Resources,China
system
输液管路中应留一部分药液,从而给护士留出时间前来
处理,也使得在需要继续输液时,前后输液兼容。报警提
示一段时间后,需要中断向主站传送的报警信号,以不
妨碍其他病床输液监控及报警。但从站本身依旧处于报
警状态,直到手工解除或报警情况消失【21。 1.2原理框图 监控系统原理框图如图1所示。
I红外滴速检测卜
A,r89C52
ADI——四方联合实验室的成立旨在为双方提供一个便捷、高效的技术与经验交流平台,以促进双方合作不断
向纵深发展。联合实验室的成立不仅便于双方就目前合作中出现的问题进行交流和商讨,为合作的顺利展开提供 有效的保证,并为四方及时了解并采用ADI的最新技术和应用提供了一个高效的途径。 北京四方继保公司研发中心副主任屠黎明表示:“联合实验室的成立无疑为双方进一步合作的开展建立了理 想的平台和沟通渠道,进而促进我们与ADI公司战略合作的深入开展。我们相信通过这个平台,四方不仅能够及时 获得ADl的技术支持和服务,更将‘足不出户’地实时了解ADI以及业界最新的技术和应用,为促进新技术在四方 的采用提供了理想的信息渠道。” ADI公司北中华区销售总监赖长青发言指出:“ADI公司一贯致力于为客户提供业界领先的数据转换和信号处 理技术,以帮助四方加快项目的设计进程以及产品的上市周期。联合实验室的成立将为我们和四方建立长期战略 伙伴关系提供有效支持和保证,并将在战略层面促进ADI公司在相关领域市场的拓展。” 北京四方继保自动化股份是为电力系统及相关行业(例如石化、铁路、煤炭、冶金等)服务的高新技术企业,堪 称电力系统自动化及继电保护装置行业的领头军。ADI公司通过与四方公司的深层次合作,将为ADI公司在相关 行业市场的战略实施和拓展提供有效的支持。 欲获知更多信息请访问:http://www.analog.com/china。 欲获知更多信息请访问:http://www.“一auto.com。 (ADI公司供稿)
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sofar。an intelligent monitoring system of liquid of the left
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infrared
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图3步进电机控制电路
1.3.3滴速记忆模块 滴速记忆装置选用MICROCHIP公司生产的24LCl6 作为存储芯片。它是具有I℃接口的EEPROM,分为8个 页面,每页256 B,完全满足存储空间及性能的要求【31。芯 片的时钟脉冲端(SCL)接P1.2,通过内部定时器输出频率 为lkHz的时钟信号,数据传输端(SDA)接P1.3。 1.3.4余液检测电路 余液检测电路采用红外对射管实现。将红外对射管 分别放在警戒液位两侧。当液面下降至警戒液位以下 时,其输出电平发生跳变。将输出电平接至P1.0引脚, 单片机检测到跳变电平时,发出报警信号。由于液面的 变化只使输出信号跳变一次,故可以不考虑噪声干扰。 其设计电路如图4所示。当余液液面降至警戒液位之下 时。P1.O上出现电平跳变。 1.3.5通信模块 该设计中采用CAN通信方式。CAN—bus总线在通信
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designed
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the reliability of communication between
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向主机申请
显示.并与主机通信
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图6从站软件流程图
《电子技术应用》2009年第1期
万方数据
集成电路应用
主要包括从站信号的记录以
Application of Integrated Circuits
号,则发出报警。PC机软件
送的信息,为1时表示主站,为0时表示从站。命令号 用于区分检测还是设定,为1时表示检测,为0时表示 设定;报警标志用于从站传送报警信号,默认值为 00100,表示未报警,0001~001l表示三种异常情况,前两 位保留。方便今后扩展。 该系统综合运用了单片机监控技术、通信技术等。 经试验证明,最大误差检测只有2%,很好地满足了实 际应用要求。且其具有功耗低、体积小、价格低廉、可靠 性高等优点。能够有效地减轻医务工作者的工作量,提 高医院信息化程度I 71。 参考文献 [1]王紫婷,王瑞峰,严天峰.智能液体点滴速度监控仪【J】. 自动化与仪器仪表,2004(5):48—50.
图8通信格式
(收稿日期:2008—07—06)
ADI公司与四方继保公司 联合实验室落户北京
中国,北京——日前,Analog Devices,Inc.(纽约证券交易所代码:ADl),全球领先的高性能信号处理解决方案
供应商与北京四方继保自动化有限公司联合宣布,由双方共同成立的ADI一四方联合实验室正式挂牌落户北京。
图4液面检测电路
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图5通信模块电路
ULN2003A
2主站设计方案
2.1预期效果 主站接收从站发来的信号 并对其进行记录。当检测到报警 信号时,主站发出报警信号,并 显示异常类型。护士对于一些异 常情况可以在主站进行调控,如 滴速调整。各从站的数据元素都 存人数据库中,方便今后的检索 及查询,数据单元包括护士姓 名、药名及用量、输液滴速变化 情况、病人信息、日期等151。 2.2设计方案 主站的设计包括从站信号 收发模块及PC机软件设计。利 用CAN收发芯片PCA82C250接 收从站信号后输入AT89C52。单 片机将接收到的信号送入PC机 并进行判断。若为异常情况信
merits.such鹳lower price。reliable and
Key words:liquid dropping
monitorin;infrared detect;CAN communications
静脉输液是临床中一种普遍使用的治疗手段,长期 以来一直靠人工控制。在传统输液中…,易发生一些异 常情况,如管路堵塞、滴速异常及输液完毕无提示等。如 果这些异常情况不能及时被发现,就会给病人造成伤 害,严重的还会造成医疗事故。 该智能液体点滴监控系统,可以对多床位进行远程 监控,并能针对不同的输液速度设定滴速。该系统分为 各床位输液监控装置(从站)及监控中心(主站)两部 分。监控中心显示各床位的输液情况。出现异常情况时, 各床位的监控仪进行声光报警,并向主站发送报警信 号,同时关闭输液装置或进行自动调整,等待护士前来 处理。
区吁 匾母
陌氨覆卜
1从站设计方案
1.1预期效果 上电后,滴速记忆器自动记忆滴速,进入工作状态。 利用矩阵键盘设定滴速,然后控制步进电机转动实现滴 速调整,同时对滴速进行检测和LCD显示。 可对异常情况报警并做出相应处理:(1)当管路堵塞 时,发出报警信号,自动关闭输液器,等待护士前来处 理;(2)当滴速异常时,发出报警信号,自动调整滴速或 等待护士处理;(3)输液结束时,自动关闭输液器并报警。
Meng Jiao
University of Mining and Technology,Xuzhou
221008,China)
Abstract:Considering the defects of the medical is designed.This system protocol in
u8es
Micochip.24LCl6B 6K 2.5V
信。由主站向各终端逐个发出命令,收集监测信息。各从 站对主机发出的命令进行响应。若发现数据目标地址与 自身地址相符则响应,否则丢弃。主机巡回检测完所有 中断后,检查是否有新的端口入网。若有,则为其分配地 址,进行下一轮巡回检查。 主站与从站之间的通信格式如图8。 主从标志用于判断是主站发送的信息还是从站发
图7主站软件流程图
及异常情况的提醒。具体流 程如图7所示。
3系统通信
系统采用总线型网络和 时分多路复用协议(TDMA), 将主机与检测终端之间点对 多点的通信转化为点对点的 通信,从而有效地解决了同 频段数据冲突问题f6J。 每个工作的从站都由主 站分配唯一的地址,主站与 从站采用应答模式进行通
f21于汇泉,吕丽雪.普通输液报警及控制系统的设计和研 制【J】.医疗设备信息,2004(9):10-11,17. 【31
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线物理层的通信。具体电路如图5。 1.4软件设计 在实际通信过程中,各从站需 要从主站得到分配的地址。才能保 证通信的正常进行。在从站进入工
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作状态后,通过键盘设定滴速,使用 红外对管检测滴速并显示。当出现 异常时,向主站发出报警信号,并进
12C【“1 Serial EEPROM
Datasheet[EB/OL].http://www.mieroehip.corn/downloads/on/
DeviceDoc/en01 1855.pdf,2001.
【4】全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编fM】.北京:北京 理工大学出版社,2003. 【51尹明,谢云.一种新型无线输液监护系统的设计【J1,计算 机与数字工程,2007(8):176—178. f6】肖玮,涂亚庆,王杰,等.液体点滴的无线智能监测系统 设计与实现【J】.电子测量技术,2008(1):133—136,255. 【71羚阳.用凌阳SPCE061A实现的液体点滴速度监控装置【J】. 电子世界,2003(11):37—40
图2滴速检测电路
由红外对管产生的不规则脉冲经过LM339比较器进 行比较,将其转换为方波信号;然后利用单稳态电路,通过
行相应处理。具体流程图6所示。
设定合适的电阻电容参数,消除双脉冲干扰。去噪后的信
号接到单片机INT0,通过中断服务程序对点滴进行计数。 1.3.2步进电机驱动电路 本系统中,通过步进电机带动滑轮来控制储液瓶的 高度实现滴速控制。步进电机的驱动电路如图3所示。 电路中采用了ULN2003芯片,它是7路达林顿驱动器阵 列组成的集电极开路(oc)输出反向器,最大驱动电流可 以达到500mA,足以满足步进电机的驱动要求。
集成电路应用
Application of Integrated Circuits
智能液体点滴监控系统的研究与设计
王梦蛟 (中国矿业大学资源学院,江苏徐州221008) 摘要:针对目前医疗过程中存在的问题,研制了智能液体点滴监测系统。系统采用红外对射对 储液高度及点滴速度进行监测。通过构建合理的通信协议,实现了主站与从站之闻的可靠通信。试验
欢迎网上投稿WWW.chinaaet.com
《电子技术应用》2009年第1期
万方数据
集成电路应用
图2所示。
Application of Integrated Circuits
影响,并且采用硬件方案对误差进行消除。具体电路如
能力、可靠性、实时性、灵活性及易用性方面有明显优势, 并且传输距离远,成本低廉H。系统采用PCA82C250作为 CAN总线的收发器,以实现CAN总
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图1原理框图
1.3主要模块设计方案 1.3.1滴速检测
滴速检测采用光电传感器,主要由红外发射与红外
接收对管组成。当有液滴滴下时,在输出波形上会出现 脉冲。通过对脉冲计数,可以测出滴速。在实际测量过程 中,外界光源以及输液管管壁上的水珠等都会对计数造 成干扰。检测装置外罩上黑色橡皮套,以减少外界光源
证明,系统价格低廉、可靠性高。 关键词:液体点滴监控;红外检测;CAN通信
中图分类号:TN702 文献标识码:B
Research and design of intelligent liquid dropping monitoring
WANG (College
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输液管路中应留一部分药液,从而给护士留出时间前来
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示一段时间后,需要中断向主站传送的报警信号,以不
妨碍其他病床输液监控及报警。但从站本身依旧处于报
警状态,直到手工解除或报警情况消失【21。 1.2原理框图 监控系统原理框图如图1所示。
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A,r89C52
ADI——四方联合实验室的成立旨在为双方提供一个便捷、高效的技术与经验交流平台,以促进双方合作不断
向纵深发展。联合实验室的成立不仅便于双方就目前合作中出现的问题进行交流和商讨,为合作的顺利展开提供 有效的保证,并为四方及时了解并采用ADI的最新技术和应用提供了一个高效的途径。 北京四方继保公司研发中心副主任屠黎明表示:“联合实验室的成立无疑为双方进一步合作的开展建立了理 想的平台和沟通渠道,进而促进我们与ADI公司战略合作的深入开展。我们相信通过这个平台,四方不仅能够及时 获得ADl的技术支持和服务,更将‘足不出户’地实时了解ADI以及业界最新的技术和应用,为促进新技术在四方 的采用提供了理想的信息渠道。” ADI公司北中华区销售总监赖长青发言指出:“ADI公司一贯致力于为客户提供业界领先的数据转换和信号处 理技术,以帮助四方加快项目的设计进程以及产品的上市周期。联合实验室的成立将为我们和四方建立长期战略 伙伴关系提供有效支持和保证,并将在战略层面促进ADI公司在相关领域市场的拓展。” 北京四方继保自动化股份是为电力系统及相关行业(例如石化、铁路、煤炭、冶金等)服务的高新技术企业,堪 称电力系统自动化及继电保护装置行业的领头军。ADI公司通过与四方公司的深层次合作,将为ADI公司在相关 行业市场的战略实施和拓展提供有效的支持。 欲获知更多信息请访问:http://www.analog.com/china。 欲获知更多信息请访问:http://www.“一auto.com。 (ADI公司供稿)
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sofar。an intelligent monitoring system of liquid of the left
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liquid and the dropping speed.And
图3步进电机控制电路
1.3.3滴速记忆模块 滴速记忆装置选用MICROCHIP公司生产的24LCl6 作为存储芯片。它是具有I℃接口的EEPROM,分为8个 页面,每页256 B,完全满足存储空间及性能的要求【31。芯 片的时钟脉冲端(SCL)接P1.2,通过内部定时器输出频率 为lkHz的时钟信号,数据传输端(SDA)接P1.3。 1.3.4余液检测电路 余液检测电路采用红外对射管实现。将红外对射管 分别放在警戒液位两侧。当液面下降至警戒液位以下 时,其输出电平发生跳变。将输出电平接至P1.0引脚, 单片机检测到跳变电平时,发出报警信号。由于液面的 变化只使输出信号跳变一次,故可以不考虑噪声干扰。 其设计电路如图4所示。当余液液面降至警戒液位之下 时。P1.O上出现电平跳变。 1.3.5通信模块 该设计中采用CAN通信方式。CAN—bus总线在通信
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80 on.
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图6从站软件流程图
《电子技术应用》2009年第1期
万方数据
集成电路应用
主要包括从站信号的记录以
Application of Integrated Circuits
号,则发出报警。PC机软件
送的信息,为1时表示主站,为0时表示从站。命令号 用于区分检测还是设定,为1时表示检测,为0时表示 设定;报警标志用于从站传送报警信号,默认值为 00100,表示未报警,0001~001l表示三种异常情况,前两 位保留。方便今后扩展。 该系统综合运用了单片机监控技术、通信技术等。 经试验证明,最大误差检测只有2%,很好地满足了实 际应用要求。且其具有功耗低、体积小、价格低廉、可靠 性高等优点。能够有效地减轻医务工作者的工作量,提 高医院信息化程度I 71。 参考文献 [1]王紫婷,王瑞峰,严天峰.智能液体点滴速度监控仪【J】. 自动化与仪器仪表,2004(5):48—50.
图8通信格式
(收稿日期:2008—07—06)
ADI公司与四方继保公司 联合实验室落户北京
中国,北京——日前,Analog Devices,Inc.(纽约证券交易所代码:ADl),全球领先的高性能信号处理解决方案
供应商与北京四方继保自动化有限公司联合宣布,由双方共同成立的ADI一四方联合实验室正式挂牌落户北京。