【正文】 或集成電路構(gòu)成。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 圖 315 LCD 顯示電路 167。由該模塊構(gòu)成的 液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多， 18 且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 顯示模塊 本設計采用 12864 液晶顯示模塊作為顯示屏，帶中文字庫的 128X64是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。其電路圖如圖314 所示。 便攜式護士終端硬件設計 167。其電路圖如圖 313 所示。 現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流，鋰電池使用壽命相對較長，使用壽命可達到 6 年以上，磷酸亞 鐵鋰為正極的電池用 1CDOD 充放，有可以使用 1000 次的記錄；具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到 1530C 充放電的能力，便于高強度的啟動加速；自放電率低，無記憶效應；鋰電池高低溫適應性強，可以在 20℃ 60℃ 的環(huán)境下使用，經(jīng)過工藝上的處理，可以在 45℃ 環(huán)境下使用；綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。由于鋰金屬的化學特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。 圖 312 數(shù)碼管顯示電路 輸液管 阻斷前 輸液管 阻斷后 16 本設計采用 鋰電池作為系統(tǒng)的電源，鋰 電池 是一類由鋰金屬或鋰合金為 負極 材料、使用非水 電解質(zhì)溶液 的電池。采用 2 位共陰數(shù)碼管顯示病床號，使用 74HC138 芯片作為數(shù)碼管的驅(qū)動芯片。 圖 311 阻斷輸液原理 167。反之，當電機向相反的方向轉(zhuǎn)動時，使擋片向后運動，使得輸液管放開。 圖 310 阻斷裝置電路 15 自動阻斷的設計是在電機上加一個偏心輪，在輪上放置一個前端尖端的擋片。其電路圖如圖 310 所示。該芯片有兩個 TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過 750～ 800mA 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達 ～ ；同時它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關功率管的使用上安全可靠。 圖 38 無線傳輸電路 14 167。本模塊芯片采用無鉛封裝，工作溫度范圍為 40℃ ~+85℃ ，它還集成了一些可節(jié)省應用成本的特性，如喚醒定時器、溫度傳感器、發(fā)射和接收數(shù)據(jù) FIFO、上電復位電路、通用數(shù)字 I/O 口、高性能 ADC 和數(shù)字MODEM，數(shù)字 MODEM 可在數(shù)字域執(zhí)行解調(diào)、濾波和包處理功能，這些特性可大輸液管 光電開關 光電開關 輸液管 13 幅簡化系統(tǒng)設計師的 工作，以及允許使用低端的微控制器。極佳的接收靈敏度（ 121dBm）可保證大范圍、高連接的卓越性能。 12 圖 35 液位檢測原理 圖 36 液位檢測電路 167。 光電開關的紅外發(fā)射二極管與 330 歐姆限流電阻串聯(lián)接到 電源上，光電開關的紅外接收三極管的集電極與 15 千歐姆電阻串聯(lián)接到電源上，并由集電極作為檢測信號的輸出端，接到 Atmega16L 單片機的模擬信號比較器的 極端， + 極端接10 千歐姆的可調(diào)電阻 ，并在警戒液位時調(diào)整可調(diào)電阻值，因為正常輸液時紅外接收三極管接收到的光照強，而在警戒液位時，由于光線在液面處發(fā)生折射現(xiàn)象，所以紅外接收三極管接收到的光照變?nèi)?，如圖 35 所示，使模擬比較器的輸出正好由正變負，并設定模擬比較器下降沿觸發(fā)中斷。 液面檢測模塊 本設計采用槽式光電開關作為液位檢測的傳感器，槽型光電開關其實對射式光電開關的一種又被叫做 U 型光電開關，是一款紅外線感應光電產(chǎn)品，由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管 組合而成，而槽寬則就決定了感應接收型號的強弱與接收信號的距離，以光為媒體，由發(fā)光體與受光體間的紅外光進行接收與轉(zhuǎn)換，檢測物體的位置。其電路圖如圖 34 所示。通過將 8 位 RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 集成在一個芯片內(nèi)， ATmega16 成為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的解決方案。所有的寄存器都直接與算邏單元 (ALU)相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間 ， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達 1 MIPS/MHz， 從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 中央控制器模塊 本設計采用 Atmega16L單片機作為主控芯片。 167。輸液監(jiān)控器上還帶有手動報警按鈕，可用于呼叫護士。當液位到達警戒線觸發(fā)本地聲光報警，向便攜式護士終端發(fā)送無線數(shù)字報警信號，同時利用微型步進電機構(gòu)成的阻斷裝置來阻斷輸液，防止回血。 9 圖 31 輸液監(jiān)控器的系統(tǒng)框圖 圖 32 便攜式護士終端結(jié)構(gòu)框圖 輸液監(jiān)控器的設計主要采用檢測輸液管的液位來確定輸液是否結(jié)束及報警。第一鍵盤單元置于輸液監(jiān)控器機盒表面，其余的均安裝在輸液監(jiān)控器機盒里，輸液監(jiān)控器機盒的一側(cè)有一個卡槽卡住輸液管而把機盒也固定在輸液管上； 設計原理 該系統(tǒng)主要由輸液監(jiān)控器和便攜式護士終端構(gòu)成。為此 , 我們結(jié)合臨床實踐 ,研制了基于 AVR 單片機的便攜式無線輸液報警系統(tǒng)來代替人工監(jiān)護 ,即減輕醫(yī)務工作人員的工作強度及病人和醫(yī)務工作人員不斷觀察輸液是否完成而形成的壓力 ,同時能自動管理系統(tǒng)記錄輸液過程 ,實現(xiàn)醫(yī)院護理自動化和智能化。 輸液監(jiān)控器和接收終端設計 靜脈輸液治療是臨床醫(yī)療工作中常用的治療手段，但目前大多數(shù)醫(yī)院及醫(yī)療機構(gòu)都沒有實現(xiàn)輸液的自動監(jiān)控管理，從而在輸液過程中，當輸液完成需要換藥液時，需要醫(yī)務人員發(fā)現(xiàn)及時，否則就會出現(xiàn)空氣進入血管內(nèi)形成空氣栓塞 , 凝血堵塞針頭等情況 ,輕則延誤治療 ,重則會危及病人生命安全 , 發(fā)生醫(yī)療事故。但是這種工作方式，移動終端的穩(wěn)定性、電池的續(xù)航能力都影響著工作的質(zhì)量。這樣就省去了護士都去集中處理一個問題的工作重復和浪費。在工作的護士身上都放一個終端，在病房產(chǎn)生報警的時候，每個人的終端都會顯示報警信息。 移動式接收終端，顧名思義是在護士身上放一個終端。這就導致一個問題，在醫(yī)院工作特別的忙的時候，護士站的護士有可能都在病房里面工作，當報警產(chǎn)生的時候，護士需要從很遠的地方跑到護士站，然后對病人信息進行查詢，做出相應的工作。但是這種處理方式有個很大的弊端，當護士都在護士站工作或者是說護士 都在護士站附近時，這種方法很是便捷。這時護士會根據(jù)屏幕上顯示的信息去進行查詢，然后對報警進行相關處理。 7 固定式接收終端的工作形式比較統(tǒng)一，在護士站設立一個接收終端，將在病房中的報警信息傳輸?shù)浇邮战K端上。 167。還有就是電池的壽命是有限的，工作中如果電池電量不足會增加工作人員的工作量和病患發(fā)生危險的幾率。第四，由于設備是可移動的，一旦設備損壞可以及時更換，方便工作人員檢修和維護，同時不耽誤醫(yī)院的正常工作。第二， 由于設備是直接放置在輸液管上的，所以適應大多數(shù)的輸液點滴，不用醫(yī)院更換原有的設備。非固定式檢測的優(yōu)點有很多。 非固定式檢測，是目前使用率較高的方式。最后， 由于是固定式的裝置，設備的檢修和維護工作會很復雜，可能會影響到病房的正常使用，耽誤醫(yī)院的日常工作。首先，將設備固定在特定位置可能要改變原來病房內(nèi)的格局和信號線的走向，無形中增加了醫(yī)院的成本，所以只適合新建的病房。固定式檢測的好處是設備的使用壽命長、不易丟失，還可以將呼叫、報警、監(jiān)控等一些列功能都集成在一起，方便設備監(jiān)管和維護。 固定式檢測，顧名思義是將檢測裝置固定在某個特定位置，然后將輸液瓶放置在裝置中進行檢測。 輸液監(jiān)控器的工作方式 現(xiàn)在的大部分點滴報警產(chǎn)品都是分為兩個部分，分別是檢測點滴液面報警部分和護士站內(nèi)報警兩部分。相關的 433MHz無線模塊具有傳輸速度快、傳輸距離遠、功耗小、對室內(nèi)其他設備干擾較小等一系列優(yōu)點，所以已經(jīng)在室內(nèi)無線傳輸領域大量應用。 6 因此 ,GFSK 調(diào)制解調(diào)技術被廣泛地應用在 移動通信 、航空與航海通信等諸多領域中。 GFSK 高斯頻移鍵控調(diào)制是把輸入數(shù)據(jù)經(jīng)高斯低 通濾波器預調(diào)制濾波后，再進行 FSK 調(diào)制的數(shù)字 調(diào)制方式 。 433MHz 本身的傳輸距離較短。 433MHz 是我們國家的免申請段發(fā)射接收頻率，可直接使用，但由于不需要管理，這個頻段的信號干擾比較大。因此 很少用于室內(nèi)的無線傳輸。而 本身的傳輸距離很短，只有 100 米左右，所 以必須加功率加大的電路，這就增加了設備本身的耗電量。把 信號放大加強以后空曠場地的傳輸距離可以達到幾千米，傳輸數(shù)據(jù)十分穩(wěn)定、快速。 無線技術，是一種短距離無線傳輸 技術，供開源使用。本設計主要是特色是護士手持式終端，所以我們運用到了無線傳輸?shù)募夹g。 167。如果液面正好下降到與紅外光相交的地方時，這時候大部分的紅外光會被液面折射，紅外接收管接收到的紅外光會瞬間大量減少，同時產(chǎn)生很大 的電壓變化，這時就達到了報警的目的。所以就在輸液管的兩端成角度的放置紅外發(fā)射管和紅外接收管。 圖 21 傳統(tǒng)的紅外檢測方式 還有一種檢測方式是利用的光的折射。 目前市面上相關的大多數(shù)產(chǎn)品的檢測方法如圖 22 所示，在垂直輸液管的兩側(cè)分別放置紅外發(fā)射管和紅外接收管，紅外光在充滿液體的輸液管中的透過量要比空輸液管的小，這樣紅外接收端的電壓就會有變化，從而做到檢測液面變化的目的 。主要是因為瓶內(nèi)液體一般不是純凈物，密度不好確定，另外瓶內(nèi)液體是否混合均勻也是影響測量的一個重要因素，因此這種方法實際上并不可取。 液面檢測方式的選擇 檢測液面的方式方法多中多樣，而目前市面上的輸液報警器采用各種各異的原理與制作方法，主要的測試方法有利用壓力傳感器測量瓶內(nèi)液體的重力，進而將重力這一物理量轉(zhuǎn)化為瓶內(nèi)液體高度的物理量。 主要技術關鍵： ① 傳感器的選擇（采用紅外光電開關）； ② 檢測位置的選擇（檢測輸液管）； ③ 通信方式的選擇（無線數(shù)字通信）； ④ 阻斷裝置的設計（微型步進電機）； ⑤ 外觀及實用性的設計（體積小，功耗小，操作簡潔）。 本設計有以下幾個創(chuàng)新點： ① 利用紅外傳感器，裝在輸液管上，不與液體接觸，操作簡便可靠； ② 紅外傳感器位置與輸液管不垂直，這樣能利用液面的斷層來折射傳感器發(fā)射的光線，使檢測液位更靈敏、更準確； ③ 采用 GFSK 調(diào)制方式的無線數(shù)字通信來傳送報警信號，使得通信更可靠，通信距離更遠，無須另外布線，對醫(yī)療設備無干擾 ； ④ 采用阻斷裝置，提高安全系數(shù)，避免回血發(fā)生； ⑤ 適用于各種規(guī)格型號的輸液瓶（袋）及各種液體。輸液監(jiān)控器能手動設置病房號和床位號，方便一機多用。 該系統(tǒng)主要由輸液監(jiān)控器和便攜式護士終端構(gòu)成。接收方接收到相應信號后，通過單片機處理，開始語音報警、在液晶屏上顯示發(fā)送方的房間號、床號以及 發(fā)送時間，并且可存儲多組數(shù)據(jù)。 167。最后，本設計安裝簡單，操作簡潔，只需設定房間號和病床號，按運行鍵就可自動 工作，并能在輸液結(jié)束時自動阻斷輸液，避免回血發(fā)生。其次利用無線傳輸相關信息從而達到報警的作用。主要是因為瓶內(nèi)液體一般不是純凈物，密度不好確定，另外瓶內(nèi)液體是否混合均勻也是影響測量的一個重要因素，因此這種方法實際上并不可取。 目前市面上的輸液報警器采用各種各異的原理與制作方法，主要的測試方法有利用壓力傳感器測量瓶內(nèi)液體的重力，進而將重力這一物理量轉(zhuǎn)化為瓶內(nèi)液體高度的物理量。這種方式無形中增加了護士工作量，而且工作效率極低，如果耽誤太長時間，病患也許就會發(fā)生危險。由于病人的數(shù)量過多而且 各自的情況不一樣，所以護士和醫(yī)生的工作量特別的大。 立題依據(jù)和主要內(nèi)容 167。利用光的直線傳播與折射原理，用紅外探 頭照射液面并用相應的接收裝置接收信號，根據(jù)接收到的模擬信號來檢測液面并報警，不僅裝置和原理簡單，精度高，最重要的是成本低，且具有便攜式，方便護士的拆裝和藥物利用同時也不污染藥物，達到非接觸式測量，很好地解決了輸液報警的問題，既減少了醫(yī)護人員的時間和精力，又保證了患者的生命安全。這種方法，思路清晰簡單明了，但是操作困難。另外病人往往一次需要輸液多瓶，現(xiàn)有的做法是每輸完一瓶藥水，護士就需要更換新的輸液瓶，多次更換藥瓶，不僅 加大了護士的勞動強度，影響了護士的工作效率，而且病人需時常注意輸液進度，加重病人的心理負擔，不利于病人休養(yǎng)身體。我們經(jīng)常會遇到一些行動不便或無法自理的病人到醫(yī)院就