【正文】 ②事件驅(qū)動方式 事件驅(qū)動方式是指在事件發(fā)生時系統(tǒng)發(fā)送通知，激活應(yīng) 用程序處理事件。 MSComm 控件提供了兩種處理通信的方式 :事件驅(qū)動方式和查詢方式。 MSComm 控件的大部分屬性都是可讀可寫的。 Microsoft Comunieation(MSConun)是 Microsoft 公司開發(fā)的專門用于串行通信的控件。 在使用 Visua1C++進(jìn)行串口應(yīng)用開發(fā)時有兩種方 法：一種是使用微軟的 MSCollun 控件；另一種就是使用 WinAPI。應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信，必須在使用前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求 (打開串口 )，通信完之后必須釋放資源 (關(guān)閉串口 )。其輸液實(shí)際速度為 60滴 /分鐘，與實(shí)際預(yù)設(shè)值相同。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 監(jiān)控 /報警界面設(shè)計 監(jiān)控及報警界面如圖 52所示，其中 1至 100表示從站系統(tǒng)的編號，綠燈表示輸液情況正常，紅燈表示輸液過程中出現(xiàn)了異常或輸液結(jié)束，其中異常主要指輸液速度超出正常范圍 ,灰色的燈表示該從站與主站的通信中斷，其原因可能是該 從站未開啟。 歡迎界面設(shè)計 輸液監(jiān)控管理軟件是在 Windows 環(huán)境下的一個可視化窗口程序，是一套操 作簡便、具有實(shí)用價值的輸液監(jiān)控管理軟件。 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。初始化后，打開串行口中斷等待串行口中斷產(chǎn)生。 本設(shè)計計中主從機(jī)之間采用總線進(jìn)行通信。在串行口通信的硬件設(shè)計完后，通信雙方必須約定通信協(xié)議。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)。奇偶位的邏 輯狀態(tài)取決于奇偶校驗的類型。 （ 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，即表示一個字符代碼。每一幀從起始位開始、后跟 數(shù)據(jù)位（位長度可選）、奇偶位（奇偶檢驗可選），停止 位。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。 對于通信模塊的程序設(shè)計，大致分為分為兩大部分。其他情況下，也就是兩液滴滴下的時間間隔小于 4秒時為正常工作，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。其程序流程在本設(shè)計中出出現(xiàn)以下情況下時進(jìn)行報警 : ①當(dāng)輸液成功完成時，這時最后 一滴液體以后沒有液滴滴下時這時相當(dāng)于兩滴液體的間隔為無窮大，即遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 4S的定時，這時 R4 的值就不會變化，也就報警 。在前面我們知道當(dāng)有液滴時，是通過程序?qū)τ?INTO 所傳過來的信號邊緣進(jìn) 行檢測計數(shù)的，在程序中我們是利用對 R4 加 1 來實(shí)現(xiàn)對液滴計數(shù)。在這個模塊中它只是涉及到一個寄存器 R4(它主要是用于計數(shù) )和一個外部中斷 O所以程序比較簡單。 ③定時中斷 O 設(shè)置。串行口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收都是通過中斷方式完成的，因此還需要設(shè)置串行口的 中斷方式。主模塊核心，管理其他 3個子模塊，這 4 個模塊均為實(shí)模塊。本系統(tǒng)的下位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計的重點(diǎn)在于 :① INTO 中斷處理程序，主要是用于對紅外光電傳感器轉(zhuǎn)過來的液滴信號進(jìn)行計數(shù) 。 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。 圖 310輸液監(jiān)控 CAN總線通信系統(tǒng) monitoring CAN bus munication system 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 上位機(jī) (PC 機(jī) )的 RS232 串行口通過 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 RS485 總線，各下位機(jī)通過 MAX485 芯片連接到總線上。在設(shè)計中通過 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。點(diǎn)對點(diǎn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一臺單片機(jī)對于一臺 PC，根據(jù)單片機(jī)接口的通信協(xié)議，在 PC上編寫通信軟件即可實(shí)現(xiàn)通信。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]。當(dāng)單片機(jī)通過對液滴計數(shù)計算出剩余液體體積達(dá)到預(yù)設(shè)值或傳感器檢測不到有液滴下落時，從站單片機(jī)控制蜂鳴器和報警燈工作，在發(fā)出聲光報警的同時向 PC 主站發(fā)出報警信息，在 PC 機(jī)上的主操作頁面上，用紅色代表報警。在本設(shè)計中由于系統(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。 （ 5）沒有電磁輻射：在其現(xiàn)實(shí)期間不會產(chǎn)生電磁輻射，對環(huán)境無污染，有利于人體健康。 （ 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)，安裝時占用體積小，減小了設(shè)備的體積。 (3)準(zhǔn)確輸出按鍵值 (或鍵號 )，以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求 [8]。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨 有一定時間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識別。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。液滴檢測電路得到的波形為 A圖，由于 555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)，所以經(jīng)過反相器后輸出 B波形圖，信號 B的下降沿觸發(fā)單穩(wěn)電路使其進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) (DIS 波形圖 )，同時使輸出 變?yōu)楦唠娖?。這里我們采用 555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度，需要使用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對輸出波形進(jìn)行整形。如果此時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。 圖 32 從站系統(tǒng)電路圖 From the station system circuit diagram 從站系統(tǒng)各單元設(shè)計 由于從站系統(tǒng)子模塊較多，因此在上圖并沒有給出十分詳細(xì)的各單元模塊電路，下面將對各單元模塊電路分別進(jìn)行介紹 [6]。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。 AT89C52 單片機(jī)是 Ateml 公司出品的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。而在 PC 上位機(jī)中可以通過設(shè)計的監(jiān)控軟件對各從站的輸液情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 基于上述原因，最終選定上位機(jī)與下位機(jī)之間采取基于 CAN 總線的有線異步串行傳輸通信方式。當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止數(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。 CAN 總線在以 5Kbit/s 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，其傳輸距離在賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 10 理論上距離可達(dá) lOkm，而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中有效距離也達(dá)到 4． 5km，應(yīng)該能夠滿足現(xiàn)實(shí)生活中醫(yī)院的需求。 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。也就是說，在錯誤檢測機(jī)制方面， RS485 只規(guī)定了物理層，而沒有數(shù)據(jù)鏈路層，所以它 對錯誤是無法識別的，除非一些短路等物理錯誤。 RS485 在以 1Mbit/s 高速率傳輸時最大 傳輸距離不超過 lOOm，而以最低速率傳輸時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，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。 異步串行通信有多種總線形式可供選擇，如 RS23 RS48 CAN 總線等。 常用的有線方式可分為有并行通信和串 行通信。無線收發(fā)模塊 RF90 NRF2401a 價格雖然能夠接受，但是這種無線模塊并不是非常適合運(yùn)用在樓宇當(dāng)中，經(jīng)過測試，在空曠場地上 200m 范圍內(nèi)沒有問題，但是現(xiàn)代樓宇普遍采用鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，對電磁波衰減作用非常嚴(yán)重。 主從機(jī)通信方案 方案一：采用無線方式?？刂凭容^高。直流電機(jī)上電后就開始轉(zhuǎn)動，掉電后由于慣性還會轉(zhuǎn)動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。利用步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制機(jī)械裝置，使機(jī)械裝置來夾緊或放松莫氏管，以達(dá)到降低或提高滴速的目的。經(jīng)驗證此方案實(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 。液滴檢測后的信號送單片機(jī)經(jīng)處理后通過 RS485/RS232 總線上傳上位機(jī)。比如輸液瓶容量為 25Oml，滴系數(shù)為 15 滴 /ml，點(diǎn)滴計數(shù)值為 n，這樣通過一個簡單的數(shù)學(xué)公式就可算出余液的多少?，F(xiàn)在使用的一次性輸液器的滴系數(shù)一般為 20 滴 /ml、 15滴 /m 10 滴 /m 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。如果此時滴斗中有藥液落下時，由于藥液擋了一下光線，藥液對光線具有吸收和散射的作用，這樣就使光敏二極管接收到比較弱的光信號。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。 綜上考慮，采用方案二。但模擬方式難以把精度做的很高，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求中的動態(tài)顯示滴速及遠(yuǎn)程通信的功能。 其中本文著重討論輸液監(jiān)控儀的軟硬件設(shè)計、 PC 和輸液監(jiān)控儀之間的通信協(xié)議和 PC 輸液監(jiān)控管理軟件系統(tǒng)。為了使系統(tǒng)正常運(yùn)行，就必須合理設(shè)計系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)總體設(shè)計時，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。 本設(shè)計主要工作內(nèi)容 本文設(shè)計與實(shí)現(xiàn)一套基于 AT89C52 單片機(jī)的智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)輸液結(jié)束或出現(xiàn)異常情況時，各床位 (從站 )的監(jiān)控儀進(jìn)行聲光報警，并向主站發(fā)送報警信號，等待護(hù)士前來處理。該系統(tǒng)包括紅外光電發(fā)送接收裝置、AT89C52 單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、 LCD 顯示屏等。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?，F(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展，為醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)技術(shù)提供了創(chuàng)新條件和新的發(fā)展空間，然而醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展仍不能滿足醫(yī)院、病人、 家庭和人身健康各方面提出的要求。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。作為一種醫(yī)療器械，穩(wěn)定性、安全性、可靠性是基礎(chǔ)，作為一種只有普及到每一位輸液病人才有實(shí)際意義的產(chǎn)品，使用方便和足夠低的價格又是一種基本要求，所以，這種產(chǎn)品即便安全性、可靠性得到了充分保證，但如果沒有簡便的操作和足夠低的價格作支撐，想要順利推廣也是不可能的。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。早在幾年前，發(fā)達(dá)國家許多住院床位就已經(jīng) 配備了輸液泵。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)。通過調(diào)查得知，目前幾乎所有醫(yī)院因種種原因仍沒有采用輸液監(jiān)控系統(tǒng)，而是采用傳統(tǒng)的輸液方法，即將液體容器掛在一定高度，利用液體靜壓原理與大氣壓的作用使液體下滴，將大量滅菌藥液直接滴入靜脈內(nèi)，從而達(dá)到治療目的。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。下位機(jī)設(shè)計了具有 RS485 總線轉(zhuǎn)換接口、吊瓶體積選擇鍵盤、 LCD 數(shù)據(jù)顯示、液滴紅外檢測、步進(jìn)電機(jī)控制、聲光報警報警等功能的輸液終端監(jiān)控系統(tǒng)。因此提高輸液系統(tǒng)的智能化和自動化以及降低輸液過程中的隱患勢在必行 [1]。 本設(shè)計基本完成了預(yù)想功能，并指明了以后的研究方向和工作重點(diǎn)。使用者可以通過 PC 設(shè)置輸液速度，系統(tǒng)將自動對輸液 速度進(jìn)行控制。 I