【正文】 從站與主站的通信中斷，其原因可能是該 從站未開啟。 中斷入口 N Y N Y 中斷返回 圖 44通信模塊流程圖 Communication module flow chart 小結(jié) 本章首先介紹了基于 AT89C52輸液遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)的總的軟件程序流程圖及各模塊分布。 本設(shè)計(jì)計(jì)中主從機(jī)之間采用總線進(jìn)行通信。通信雙方除遵循相同的數(shù) 據(jù)傳輸幀格式外，為確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，雙方還要具有相同的數(shù)據(jù)傳輸率： 每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，其倒數(shù)即為波特率 Rate)。 （ 2）數(shù)據(jù)傳輸起始位跟著要發(fā)送或接收的一串位序列，即表示一個(gè)字符代碼。串行通信的傳輸速度要比并行通信慢的多，但是串行通信可以簡化通信線路。其他情況下，也就是兩液滴滴下的時(shí)間間隔小于 4秒時(shí)為正常工作，單片機(jī)的 端輸出為低電平，在蜂鳴器的兩端均為低電平，沒有電勢差，蜂鳴器截止。在前面我們知道當(dāng)有液滴時(shí)，是通過程序?qū)τ?INTO 所傳過來的信號邊緣進(jìn) 行檢測計(jì)數(shù)的，在程序中我們是利用對 R4 加 1 來實(shí)現(xiàn)對液滴計(jì)數(shù)。 ③定時(shí)中斷 O 設(shè)置。主模塊核心，管理其他 3個(gè)子模塊，這 4 個(gè)模塊均為實(shí)模塊。 RS485/RS232 接口電路的主要作用是實(shí)現(xiàn) RS485 電平和 RS232 電路之間的轉(zhuǎn)換，其電路圖如圖 311 所示 圖 311 RS485/RS232轉(zhuǎn)換電路 The RS485/RS232 conversion circuit 小結(jié) 本章主要是介紹基于 AT89C52 輸液遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中通過 RS485 把下位機(jī)的檢測系統(tǒng)與上位機(jī) (PC 機(jī) )連接起來，實(shí)現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)交換，可以從根本上提高檢 測系統(tǒng)的執(zhí)行效率。單片機(jī)和 PC通信是通過單片機(jī)的串口和 PC 機(jī)串口之間的硬件連接實(shí)現(xiàn)的 [9]。在本設(shè)計(jì)中由于系統(tǒng)所選用的單片機(jī)是 AT89C52，它的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為 +5V，采集所用的紅外發(fā)光二極管和接受三極管以及通訊所用的 CAN總線適配器等電路它們的工作電壓都是 +5V，因此在本設(shè)計(jì)中采用單電源方案，單電源方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、工作可靠。 （ 2）平板型結(jié)構(gòu)： LCD 內(nèi)由兩片平行玻璃組成的夾層盒，面積可大可小，且適合于大批量生產(chǎn)，安裝時(shí)占用體積小，減小了設(shè)備的體積。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨 有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。這里我們采用 555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。如果此時(shí)滴斗中沒有液滴滴下，光線衰減就比較小，照射到光電二極管電流比較強(qiáng)；如果此時(shí)滴斗有液體滴下，由于液滴擋了一下光線，藥液對光線具有吸收和散射作用，這樣光電二極管接收到比較弱的光信號。另外， AT89C52可降至 0HZ 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。而在 PC 上位機(jī)中可以通過設(shè)計(jì)的監(jiān)控軟件對各從站的輸液情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響繼續(xù)傳輸，有效避免了總線沖突。 2C 串行總線方式只要兩條線即可實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，但一般單片機(jī)都沒有其接口，用軟件模擬的話非常復(fù)雜，增加了開發(fā)周期。 RS485 在以 1Mbit/s 高速率傳輸時(shí)最大 傳輸距離不超過 lOOm，而以最低速率傳輸時(shí)傳輸距離理論上也只有 1219m 左右 (無中繼 )，即便加上中繼最多也只能增加八個(gè)，最大傳輸距離在理論上也只有 9． 6km 左右，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中顯然是達(dá)不到這個(gè)數(shù)值的，如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是 5～ lOkm，這使系統(tǒng)復(fù)雜程度及成本都大大提高，還為系統(tǒng)的后期維護(hù)增大了難度。 常用的有線方式可分為有并行通信和串 行通信。 主從機(jī)通信方案 方案一：采用無線方式。直流電機(jī)上電后就開始轉(zhuǎn)動(dòng)，掉電后由于慣性還會轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度才能停下來，難以實(shí)現(xiàn)精確控制 ,極易造成不必要傷害。經(jīng)驗(yàn)證此方案實(shí)現(xiàn)起來比較困難，一方面是由于高度與滴速之間屬于非線性關(guān)系，難以精確調(diào)節(jié)滴速 。比如輸液瓶容量為 25Oml，滴系數(shù)為 15 滴 /ml，點(diǎn)滴計(jì)數(shù)值為 n，這樣通過一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)公式就可算出余液的多少。 剩余液體檢測方案 方案一 :采用紅外對管實(shí)現(xiàn)，跟點(diǎn)滴檢測模塊一樣。如果采用大功率發(fā)光管可見小影響，但是這樣功率損耗會很大。但模擬方式難以把精度做的很高，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求中的動(dòng)態(tài)顯示滴速及遠(yuǎn)程通信的功能。為了使系統(tǒng)正常運(yùn)行，就必須合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，首先要說明輸液監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件功能分配，即確定哪些功能由軟件完成，哪些功能由硬件完成，其次要說明各部分的工作原理，以及工作中各部分之間的關(guān)系等問題。當(dāng)輸液結(jié)束或出現(xiàn)異常情況時(shí)，各床位 (從站 )的監(jiān)控儀進(jìn)行聲光報(bào)警，并向主站發(fā)送報(bào)警信號，等待護(hù)士前來處理。所以如果有液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置，必將深受醫(yī)務(wù)人員和病人的歡迎。按照原國家經(jīng)貿(mào)委指定的《醫(yī)療器械行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃》，到 2020 年我國醫(yī)療器械總產(chǎn)值將達(dá)到 1000 億元，在世界醫(yī)療器械市場上的份額將占到 5％；到 2050 年這一份額將達(dá)到 25％，成為世界一流的醫(yī)療器械制造強(qiáng)國。國內(nèi)對輸液裝置的研制起步較晚，大都在九十年代中期開始研究，市場上也有一些國產(chǎn)輸液裝置，如北京科力豐高科技發(fā)展有限責(zé)任公司的 ZNB 系列產(chǎn)品。為此患者家屬需要陪同病人并且不斷地觀察輸液情況這樣容易導(dǎo)致交叉感染，患者也得不到良好的休息，影響治療質(zhì)量和患者康復(fù)。靜脈輸液不僅是一種重要的給藥途徑，而且還是給患者補(bǔ)充體液、營養(yǎng)的重要方法。因此提高輸液系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化以及降低輸液過程中的隱患勢在必行 [1]。使用者可以通過 PC 設(shè)置輸液速度，系統(tǒng)將自動(dòng)對輸液 速度進(jìn)行控制。此外系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了多機(jī)通信， 即一個(gè)主站控制多個(gè)從站和主從機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。 當(dāng)前國內(nèi)外各大醫(yī)院對輸液裝置進(jìn)行了廣泛的研究，生產(chǎn)出許多新型輸液監(jiān)控裝置，但由于價(jià)格過于昂貴， 未能較好的普及。在輸液過程中，輸液速度是一個(gè)很重要的參數(shù)，一般要根據(jù)患者年齡、病情和藥物種類等因素來分別確定。同時(shí)，護(hù)士也需要不停地巡視病房，增加工作負(fù)荷，有時(shí)甚至還會產(chǎn)生醫(yī)療糾紛。不過總體來說其功能也只是側(cè)重于精確輸液控制，種類較少，性能也需改進(jìn)，加上不菲的價(jià)格，所以也只能是和進(jìn)口輸液泵爭一點(diǎn)市場份額，未能在各醫(yī)院大面積的推廣普及。 目前國內(nèi)尚未完全解決輸液時(shí)的自動(dòng)監(jiān)控問題。目前的輸液監(jiān)控報(bào)警器笨重、體積大、價(jià)格太高，增加醫(yī)院和病人的費(fèi)用。整個(gè)裝置簡單實(shí)用，可應(yīng)用于門診輸液系統(tǒng)中。 通過調(diào)研和討論，分布式輸液監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)適合以下條件：多臺監(jiān)控儀由 PC 進(jìn)行統(tǒng)一管理； PC 和輸液監(jiān)控儀在同一樓層使用，綜合考慮布線等因素，可靠距離應(yīng)當(dāng)在百米以上；輸液監(jiān)控儀對輸液速度進(jìn)行監(jiān)視，如果不在設(shè)定范圍內(nèi)就在監(jiān)控儀和 PC 上同時(shí)進(jìn) 行報(bào)警；系統(tǒng)管理軟件應(yīng)該能夠?qū)Ω鬏斠罕O(jiān)控儀進(jìn)行監(jiān)控；系統(tǒng)應(yīng)該操作簡單，易于使用；系統(tǒng)成本應(yīng)該控制在合理的價(jià)格之內(nèi)。 方案二：此方案采用 AT89C52 單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，可用軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法和控制。 方案三 :采用紅外檢測技術(shù)，在莫氏滴管處對輸液速度進(jìn)行測量。讓紅外發(fā)射和光電接收管分別放在滴管兩側(cè)，根據(jù)接收信號強(qiáng)弱不同，當(dāng)液面處于警戒線以上時(shí)液體對光線有反射和吸收作用，接收的信號較弱 。設(shè)定余量 20ml 為輸液快完，此時(shí)可以通知單片機(jī)輸出報(bào)警信號。另一方面，經(jīng)試驗(yàn)得出輸液瓶在一米高的時(shí)候，滴速大致為 100 滴 /min，而一般輸液速度不會大于 100 滴 /min，高度只能在一米以下調(diào)節(jié)，而病床的高度一般都高于一米，輸液瓶的高度低于床位才能實(shí)現(xiàn)所要求的滴速 。 方案二 :采用步進(jìn)電機(jī)。 常用的無線方式有紅外、藍(lán)牙、 Zigbee、無線收發(fā)模塊等。并行通信一般在實(shí)際當(dāng)中用得較少，其特點(diǎn)是傳輸速度快，但是占用單片機(jī) I/D 口較多，需要的傳輸線也很多，不適合遠(yuǎn)距離通信，因此棄用而采用串行通信方式。而且 RS． 485 還有一些與生俱來的缺點(diǎn)，如數(shù)據(jù)傳輸率低、抗干擾能力較弱、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試?yán)щy、通信失敗率高等。 2C 數(shù)據(jù)傳送率可高達(dá)每秒十萬位，高速方式時(shí)在每秒四十萬位以上，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。在節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤對系統(tǒng)的影響方面，由于 CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，因而對節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤 CAN 總線型系統(tǒng)基本無影響。為簡化起見電源擴(kuò)展未畫，整體系統(tǒng)框圖如圖 21 所示?？臻e模式下， CPU 停止工作， CANH RXD CANL TXD AT89C52 驅(qū)動(dòng)電 路 步進(jìn)電機(jī) 聲光報(bào)警 鍵盤及顯示電路 EEPROM 檢測電路 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 允許 RAM、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。將光敏二極管輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，把檢 測的信號進(jìn)行整形后送入單片機(jī)處理，就可以計(jì)算出液滴的速度 [7]。由于正常輸液速度為40100 滴 /分，以最快速度計(jì)算，每分 100 滴，則每一滴液滴通過的最短時(shí)間大約為 秒，取 R6=100K， C=luF 可由公式（ ）得暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間為 : tw=RCln3= 104 秒 () twTmin 可以有效避免兩個(gè)液滴間的干擾。前者造價(jià)低后者壽命長。 (1)檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。 （ 3）被動(dòng)顯示：液晶本身不發(fā) 光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示。此外由于設(shè)計(jì)到對步進(jìn)電機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路由 UN2020N 驅(qū)動(dòng)，需要 +5V電壓。 RS485 半雙工異步通信總線是一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。而下位機(jī)和 PC 機(jī)的連接，直接體現(xiàn)在 DNC(Direct Numerical Control or Distributed Numerical Control)用一個(gè)上位機(jī) (PC 機(jī) )對多臺下位機(jī)進(jìn)行控制，完成單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。首先介紹了系統(tǒng)硬 件的總體框圖。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 主模塊 主模塊是核心，它主要是管理各子模塊，以及對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以及串口部分的初始 化。這就要把定時(shí) /計(jì)數(shù)器 O設(shè)置在定時(shí)的功能。因此，只要在 4S內(nèi)有液滴滴下 R4 中的值就一定會改變，在正常的輸液情況下在 4S 的時(shí)間內(nèi) R4的值是一定會改變的。 中斷入口 N Y N Y 圖 43報(bào)警模塊流程圖 The alarm module flow chart 通信程序模塊程序設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)輸液的遠(yuǎn)程監(jiān)控，上下位機(jī)之間必須有通信模塊。串行通信有同步通信和異步通信兩種方式。數(shù)據(jù)位傳輸規(guī)定最低位在前，最高位在后。波特率是衡量數(shù)據(jù)傳輸 速率的指標(biāo)?？偩€節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三大部分：節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收。具體介紹每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路和程序流程圖。 圖 52 監(jiān)控及報(bào)警界面 Monitoring and alarm interface 在圖中點(diǎn)擊綠燈、紅燈或灰燈，再點(diǎn)擊 均可進(jìn)入相應(yīng)的從站，以便定點(diǎn)檢測輸液的詳細(xì)信息，并設(shè)置相應(yīng)的通信參數(shù)。在 Windows 的系統(tǒng)函數(shù)中，均包含了支持通信的中斷的功能。它是高級語言編寫的串行通信程序和 PC 串口之間的橋梁。 ①查詢方式 查詢方式是指在程序的每個(gè)關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢當(dāng)前事件和出錯(cuò)信息。使用這種方法可以減少事件產(chǎn)生的次數(shù)，只處理應(yīng)用程序關(guān)心的數(shù)據(jù)。設(shè)置控件的幾個(gè)屬性，然后添加控件的事件響應(yīng)代碼，就可以使串口按照要求進(jìn)行工作。數(shù)據(jù)進(jìn)入串口的操作均由系統(tǒng)后臺完成。 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 觀察發(fā)