【正文】 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 2 1．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)并制作一套用于醫(yī)院的病床呼叫和輸液監(jiān)控系統(tǒng)，它由護(hù)士站主機(jī)、病床監(jiān)控器等組成，而病床監(jiān)控器同時(shí)具有呼 叫和輸液監(jiān)控功能。 護(hù) 士 站 主 機(jī)病 床 監(jiān) 控器 1? ?病 床 監(jiān) 控器 2病 床 監(jiān) 控器 N 點(diǎn) 滴 移 動(dòng) 支 架儲(chǔ) 液 瓶漏 斗滴 速 夾受 液 瓶h1h2病 床 輸 液監(jiān) 控 器 基本要求 （ 1）病床監(jiān)控器具有站號(hào)任意輸入設(shè)定和顯示功能。 （ 2）當(dāng)按下監(jiān)控器上的呼叫按扭時(shí)，主機(jī)能顯示最先接收到的呼叫病床號(hào)，并發(fā)出聲光報(bào)警提示。 （ 3）主機(jī)能手動(dòng)清除當(dāng)前顯示的病床號(hào)及報(bào)警信號(hào)。 （ 4）主機(jī)能接收并存儲(chǔ)不少于 10 個(gè)呼叫的病床號(hào)，在手動(dòng)清除當(dāng)前顯示后，能依先后順序顯示下一個(gè)病床號(hào)并發(fā)出聲、光提示。 （ 5）自制直流電源，各從站病床監(jiān)控器直流電 源由護(hù)士站主機(jī)供電。 （ 6）在滴斗處檢測(cè)點(diǎn)滴速度，并在病床監(jiān)控器上實(shí)時(shí)顯示點(diǎn)滴速度（滴 /分），測(cè)量誤差小于177。 2%滴。 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 3 （ 7）輸液結(jié)束 (滴速為零 )時(shí)，從站和主站應(yīng)在 3 秒內(nèi)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 （ 8）主站和從站間應(yīng)盡量減少連接線數(shù)量，有線通信傳輸距離不小于 30 米。 （ 9）主站能巡回顯示各從站的編號(hào)及當(dāng)前點(diǎn)滴速度，巡回時(shí)間 310 秒可由主站任意設(shè)定。 設(shè)計(jì)方案 主機(jī)、從機(jī)和模擬機(jī)均采用 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，接口電路模塊分別為：主機(jī)按鍵接口電路模塊、從機(jī)按鍵接口電路模塊、主機(jī)液晶顯示電路模塊 、從機(jī)、模擬機(jī)數(shù)碼管顯示電路模塊、滴液檢測(cè)電路模塊、主機(jī)和從機(jī)串行通信電路模塊及無(wú)線模塊等。 顯示模塊 方案一：用 12864 液晶顯示，此模塊電路簡(jiǎn)單，占用單片機(jī)端口少，顯示內(nèi)容豐富。 方案二：用 74HC573 鎖存器和 8 個(gè)共陽(yáng)數(shù)碼管，此模塊占用單片機(jī)端口少，但是電路復(fù)雜顯示內(nèi)容單一。 方案三：用 8550PNP 三極管和 2 個(gè) 4 位一體的共陽(yáng)數(shù)碼管。此模塊占用單片機(jī)端口多，但是電路簡(jiǎn)單。 由于本設(shè)計(jì)主機(jī)模塊顯示的內(nèi)容較豐富所以采用方案一，從機(jī)模塊和模擬模塊顯示的內(nèi)容單一所以選擇數(shù)碼管顯示，由于方案三電路簡(jiǎn)單 ，所以選用方案三。 傳感器模塊 方案 一 ： 紅外探測(cè)法，即利用紅外線 遇到透明液體 反射性質(zhì)的特點(diǎn)，紅外探測(cè)器探測(cè)距離有限，一般最大不應(yīng)超過(guò) 3cm。紅外接收管容易受到可見(jiàn)光的影響，從而改變其阻值，容易造成系統(tǒng)的誤判。 方案 二 ： 光敏傳感器檢測(cè)法，即用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。 利用這一原理，當(dāng)水滴通過(guò)光敏電阻后會(huì)讓電阻前的光發(fā)生散射從而改變光線強(qiáng)度使光敏電阻阻值發(fā)生該改變，從而起到檢測(cè)水滴的功能 方案 三 ： 用 RPR220 型光電對(duì)管。 RPR220 是一種一體化反射 型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電三極管。 RPR220 采用 DIP4 封裝，其具有如下特點(diǎn)：塑料透鏡可以提高靈敏度。浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 4 內(nèi)置可見(jiàn)光過(guò)濾器能減小離散光的影響。 鑒于系統(tǒng)要求體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，綜合選擇，決定使用方案 二。 串口通信 方案一：用 MAX232 只需要單一 +5V 電源供電 ， 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、 V ， 功耗低，典型供電電流5mA ， 內(nèi)部集成 2 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 ， 內(nèi)部集成兩個(gè) RS232C 接收器 ， 但是距離較短。 方案二：用光電耦合器， 在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?2pF 以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高 。而且傳送的距離較長(zhǎng)。 鑒于系統(tǒng)要求距離不小于 30 米所以用光電耦合器。 報(bào)警模塊 產(chǎn)用無(wú)緣蜂鳴器和發(fā)光二極管，此設(shè)計(jì)體積小，機(jī)構(gòu)緊湊，無(wú)緣蜂鳴器雜音較少，發(fā)光二極管亮度較高。 無(wú)線模塊 無(wú)線模塊采用珠海元井公司的 VWCCXX00A 型號(hào)的無(wú)線發(fā)射模塊，每個(gè)模塊包含一對(duì)收發(fā)線路，分別與 MAX232 的 TX 與 RX 端相連，由于無(wú)線發(fā)射模塊本身的限制，本次設(shè)計(jì)采用了 9600bit/s 的波特率。 2． 硬件設(shè)計(jì) 聲光報(bào)警系統(tǒng) 聲光報(bào)警系統(tǒng)有蜂鳴器、 8550PNP 三極管、電阻、發(fā)光二極管組成，當(dāng) 按下監(jiān)控器上的呼叫按扭時(shí) ， 口給它低電平時(shí)蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警， 給它高低電平是發(fā)光二極管開(kāi)始閃爍。 聲光報(bào)警模塊電路如圖 所示。 1KR9(R?)Res2Q9(Q?)2N3906+5*1GNDD1(D?)LED01KR16(R?)Res2+5 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 5 圖 電路 主機(jī) 模塊 電路 主機(jī)模塊由 12864 液晶、單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤模塊、聲光報(bào)警系統(tǒng)組成。采用 STC89C52 單片機(jī)為控制核心， 12864B 液晶循環(huán)顯示 各從 機(jī) 的編號(hào)及當(dāng)前點(diǎn)滴速度 ， 具有站號(hào)任意輸入設(shè)定和顯示功能。 能接收并存儲(chǔ)不少于 10 個(gè)呼叫的病床號(hào) ，當(dāng)從機(jī)呼叫主機(jī)時(shí)抱緊并顯示呼叫病床號(hào)。 主機(jī)模塊電路 如圖 所示。 圖 電路 從機(jī) 模塊 電路 從機(jī)模塊由 8550PNP 三極管、四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管 、單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤模1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2012864GND GND10KR30Res Tap+5+5 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U2P89C51RD2BN/011234567816151413121110910KR19Res Pack4+5+5+512Y2XTAL30pFC1Cap Semi30FC2Cap SemiXTAL1 XTAL2GND10KR15Res2S1SWPB10μfC3Cap Pol2GND+5RST+5S2SWPBS4SWPBS3SWPBS5SWPBGND 1KR9Res2Q92N3906+5*1GNDD1LED01KR16Res2+5 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 6 塊、聲光報(bào)警系統(tǒng)組成。 采用 STC89C52 單片機(jī)為控制核心， 1 數(shù)碼管 顯示 病床號(hào)和 點(diǎn)滴速度 。當(dāng)呼叫 主機(jī)時(shí)開(kāi)始報(bào)警。 從機(jī) 模塊 電路 如圖 所示。 圖 電路 串口通信 當(dāng)采用有線電路進(jìn)行串口多機(jī)通信時(shí)，由于題目要求傳輸距離大于 30 米，且Q2(Q?)2N3906Q3(Q?)2N3906Q4(Q?)2N3906Q5(Q?)2N3906Q6(Q?)2N3906Q1(Q?)2N3906Q8(Q?)2N3906Q7(Q?)2N3906+51H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 1KR1(R?)Res21KR2(R?)Res21KR3(R?)Res21KR4(R?)Res21KR5(R?)Res21KR6(R?)Res21KR7(R?)Res21KR8(R?)Res2*Component_1*Component_11H 2H 3H4H5H 6H 7H8HA AB BC CD DE EF FGGDP DP150R10(R?)Res2150R12(R?)Res2150R14(R?)Res2150R17(R?)Res2150R11(R?)Res2150R13(R?)Res2150R15(R?)Res2150R18(R?)Res2ABCDEFGDP 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U2P89C51RD2BN/011234567816151413121110910KR19Res Pack4+5+5+512Y2XTAL30pFC1Cap Semi30FC2Cap SemiXTAL1 XTAL2GND10KR15Res2S1SWPB10μfC3Cap Pol2GND+5RST+5S2SWPBS4SWPBS3SWPBS5SWPBGND 1KR9Res2Q92N3906+5*1GNDD1LED01KR16Res2+5 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 7 為多機(jī)通信因此不能采用 MAX232，本設(shè)計(jì) 用光電耦合器作為串口通信器件，實(shí)踐證明傳輸距離完全滿足 30 米的要求。光電耦合選用 6N137 高速轉(zhuǎn)換芯片，具體電路如圖 所示。 圖 光電傳感器 點(diǎn)滴速度用 光電傳感器來(lái)檢測(cè)，由于光敏電阻的阻值隨著光照強(qiáng)度會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，利用這一原理，當(dāng)水滴通過(guò)光敏電阻后會(huì)讓電阻前的光發(fā)生散射從而改變光線強(qiáng)度使光敏電阻阻值發(fā)生該改變，從而起到檢測(cè)水滴的功能，光電傳感器的電路如圖 所示。 1234 5678*6n137200R21Res2200R20Res2+5+5TX RXGND 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 8 圖 電路 系統(tǒng)軟件 主機(jī)程序流程 從機(jī)程序流程 2311411ALM324ADD1D Schottky2KR30Res21KR31Res2D2LED05KR32Res Adj2560R33Res2GND+5 開(kāi)始 發(fā)送從機(jī)地址 接收從機(jī)信息，并判斷是否為報(bào)警信號(hào) 保存信息并巡回顯示 報(bào)警，顯示從機(jī)床號(hào) Y N 開(kāi)始 浙江紡織服裝學(xué)院畢業(yè)論文 9 4．調(diào)試 硬件的調(diào)試 （ 1） 主 機(jī)模塊顯示病床號(hào)和點(diǎn)滴速度， 利用鍵盤能 任意輸入設(shè)定和顯示功 。能接收并存儲(chǔ) 10 個(gè)呼叫的病床號(hào) 。 （ 2） 從機(jī)模塊顯示病床號(hào)和點(diǎn)滴速度， 利用鍵盤呼叫主機(jī)病報(bào)警。 （ 3）光電傳感器模塊，檢測(cè)點(diǎn)滴速度并將信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)控制主機(jī)和從機(jī)顯示點(diǎn)滴速度。 （ 4）測(cè)試結(jié)果 表