【正文】 P 2 .1 圖 7 鍵盤(pán)電路圖 鍵盤(pán)由一組按一定規(guī)則來(lái)排列的按鍵所組成的。 P3 端口也可以作為 AT89S52 的特殊功能來(lái)使用。當(dāng)我們對(duì) P3 口寫(xiě)入 “ 1”的時(shí)候，其內(nèi)部的上拉電阻就會(huì)把端口拉高，該端口就可以當(dāng)作輸入口來(lái)使用。當(dāng)在用 flash 編程和校驗(yàn)的時(shí)候， P2 端口會(huì)依據(jù)接收到的高 8 位地址字節(jié)和控制信號(hào)來(lái)工作。此時(shí)， P2 端口會(huì)使用很強(qiáng)內(nèi)部上拉來(lái)發(fā)送“ 1”。當(dāng)該端口被當(dāng)作輸入口來(lái)使用時(shí)，在外部被拉低的引腳在內(nèi)部電阻的作用下，將輸出 IIL 型電流。 P1引腳 第二功能 如 表 2 所示 ： 表 2 P1引腳的第二功能 T2 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部 的 計(jì)數(shù)輸入 端口 和時(shí)鐘的輸出 端口 T2EX 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的 重載 /捕捉觸發(fā) 的 信號(hào)與方向控制 MOSI 系統(tǒng)編程時(shí)用 MISO 系統(tǒng)編程時(shí)用 SCK 系統(tǒng)編程時(shí)用 P2 口： P2 端口是 雙向的具有內(nèi)部的上拉電阻的 8 位的 I/O 端口， P2 口上的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)四個(gè) TTL 型的邏輯電平。此 外，泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 會(huì)作為 計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 2的外部計(jì)數(shù) 的 輸入 端口 ， 會(huì)作為 計(jì)數(shù)器 /計(jì)時(shí)器2 觸發(fā)的 輸入 端口。當(dāng)我們對(duì) P1 口寫(xiě)入 “ 1” 的時(shí)候，其內(nèi)部的上拉電阻就會(huì) 拉高 端口 ，該端口就可以當(dāng)作 輸入口來(lái)使用了。我們知道在程序校驗(yàn)時(shí)，需要合適的外部上拉電阻。在這種情況下， P0 端口就具有內(nèi)部的上拉電阻了。當(dāng)我們對(duì) P0 口寫(xiě)入 “ 1”時(shí)，此引腳就用作高阻抗輸入來(lái)使用。 VCC:電源 GND:地 P0口： P0 端口是 8 位雙向的漏極開(kāi)路的 I/O 口。雙數(shù)據(jù)寄存器指針 靈活的 ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 中斷喚醒省電模式 2 個(gè)外部中斷源 全雙工 UART 串行中斷口線 256x8bit 內(nèi)部 RAM256x8bit 內(nèi)部 RAM 工作電壓 MCS51 指令系統(tǒng) 可以兼容 掉電保護(hù)方式下 ， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單 片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash,256 字節(jié) RAM,32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器 ,2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口 ,片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路 ,另外， AT89S52 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。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 單片機(jī)的選型 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。 如圖 3所示： 圖 3 主站框架圖 當(dāng)本文的輸液監(jiān)控系統(tǒng)處在工作狀態(tài)時(shí)， PTR8000 模塊收 到數(shù)據(jù)后，立即把它傳送給 PC 機(jī)，監(jiān)控管理的軟件在接收到了該輸液數(shù)據(jù)之后，就將它保存到了數(shù)據(jù)庫(kù)，然后經(jīng)過(guò)調(diào)用監(jiān)控的模塊，把各個(gè)輸液狀態(tài)顯示到用戶界面上，管理者就可清晰的知道各輸液情況，若輸液過(guò)程中發(fā)生異常，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警。主站包括 PC機(jī)和無(wú)線 PTR8000 模塊 兩部分，它可以看成是一個(gè)擴(kuò)展了的 PC 機(jī)。 因此，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用了方案三。紅外發(fā)射管的最大工作電流是由其平均電流決定的，而且它的調(diào)制信號(hào)占空比較小，瞬間電流會(huì)達(dá)到很大，大大提高了信號(hào)噪聲比，切實(shí)地增 強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力 [10]。 與光敏二極管相比 ， 光敏三極管則有很大光電流放大的作用 ， 但是較高靈敏度也存在弊端，其在系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)有可能導(dǎo)致滴速測(cè)量的不準(zhǔn)確 ， 采用了大功率的光敏三極管正好可以彌補(bǔ)這一遺憾 ， 不過(guò)他的功耗太大 ， 容易造成不必要的浪費(fèi)。但是在本次設(shè)計(jì)中不容易實(shí)現(xiàn) ，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果的誤差會(huì)較大。 液滴檢測(cè)方案選擇 方案一 :用壓力傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)量的方法。 價(jià)格低廉，開(kāi)發(fā)平臺(tái)較低，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期較短 。 nRF905 是一款工作在 433/868/915 MHz ISM 頻段的單片無(wú)線射頻收發(fā)芯片 。 考慮到護(hù)士站到病房的距離在大醫(yī)院來(lái)說(shuō)大約在 100 到 200 米左右，建議使用 PTR8000 無(wú)線模塊。以下表 1 為參數(shù)： 表 1 Y80132 的參數(shù) 機(jī)座號(hào) 凸緣號(hào) 極數(shù) 機(jī)座 軸伸 凸圓端蓋 AB AC AD HD L A A/2 B C H K D E F G M N P R S T 孔數(shù) Y80 FF165 2.4 125 62.5 100 50 80 10 19 40 6 15.5 165 130 200 0 12 3.5 4 165 175 150 175 290 無(wú)線模塊的選型 我們知道就有線通信而言，其擴(kuò)展的性能較差，布線相對(duì)比較麻煩，而且其成本也較高。 Y 系列電機(jī)具有效率高 、 振動(dòng)小、 噪聲低、 能耗少、 重量輕、 體積小 ，維護(hù)方便 ， 性能優(yōu)良 、 運(yùn)行可靠 等優(yōu)點(diǎn)。它的 功率等級(jí)、 中心高、 安裝尺寸 都 符合 IEC 國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。一般 最大靜力矩大的電 動(dòng) 機(jī)， 那么 負(fù)載力矩 就 大。但在選取 功率步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械 的負(fù)載 所需轉(zhuǎn)矩，電 動(dòng) 機(jī)的 矩頻特性 在一定程度 能滿足機(jī)械 的 負(fù)載并 且有 的余量 能 保證 它的運(yùn)行可靠。步進(jìn)電機(jī) 定位精度高、 慣量低、 控制簡(jiǎn)單、沒(méi)有累積誤差 等特點(diǎn)。 因此選擇方案三。本文以單片機(jī)為核心，控制了步 進(jìn)電機(jī)的工作，其控制信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，也就不需要數(shù)／模轉(zhuǎn)換了。價(jià)格適中，控制精度較高，適用于較為精確的測(cè)量中 ， 還可以有效提高輸液速度的控制精度。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 方案三 ： 步進(jìn)電機(jī)。 直流電機(jī)上電后 立馬轉(zhuǎn)動(dòng)，掉電后慣性較大，停機(jī)時(shí)還要轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后才可停下來(lái)。并且伺服電機(jī)的價(jià)格較高，很少使用。 其轉(zhuǎn)速要比電機(jī)在負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速高很多 。 電機(jī)方案的選擇 方案一 ： 伺服電機(jī)。數(shù)據(jù)傳送時(shí)受到的干擾也比較小 ,傳輸性能好。 方案二 :采用 AT89S52 單片機(jī)系統(tǒng) 來(lái)實(shí)現(xiàn)，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算和控制。 它包括：滴速控制模塊、鍵盤(pán)與顯示模塊、聲光報(bào)警模塊及 PTR8000 模塊、滴位 檢測(cè)模塊?？梢詫?shí)現(xiàn)功能為： （ 1）設(shè)置輸液時(shí)間和速度（ 2）他們的 PTR8000模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控輸液速度 和輸液時(shí)間（ 3）當(dāng)輸液臨近結(jié)束時(shí)或在輸液過(guò)程中的發(fā)生異常報(bào)警該系統(tǒng)由兩個(gè)主要部分組成：（ 1）主機(jī)（監(jiān)控中心）通過(guò) PC 和 PTR8000模塊對(duì)每個(gè)從站遠(yuǎn)程監(jiān)控和報(bào)警，收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)了解 病人的基本信息。所以結(jié)合智能控制技術(shù) ,根據(jù)具體要求給出數(shù) 學(xué)模型 ,再由數(shù)學(xué)模型給出數(shù)值算法 ,最后由數(shù)值算法編出程序，使系統(tǒng)能總體尋優(yōu) ,具有自學(xué)習(xí)、修復(fù)記憶、 補(bǔ)償、判斷、決策能力。 在輸液過(guò)程中會(huì)有很多外界隨機(jī)事件 ,如病人的誤動(dòng)作、液體氣泡等都會(huì)影響液滴的重量 ,導(dǎo)致誤測(cè) ,甚至引發(fā)誤報(bào)警。但射頻信號(hào)容易受到干擾 ,對(duì)接受設(shè)備的抗干擾要求高。通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)采用射頻技術(shù)，無(wú)需布線，不影響整個(gè)系統(tǒng)的醫(yī)院在安裝過(guò)程中的正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。射頻網(wǎng)絡(luò)中繼網(wǎng)絡(luò)管理和射頻機(jī)可用膨脹螺栓安裝在墻上的走廊或直接進(jìn)入走廊天花板上，就近接入交流 220V 電源。 第五種方案是醫(yī)用便攜式輸液監(jiān)控 ，利用射頻通信技術(shù)，通過(guò)射頻網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，射頻網(wǎng)絡(luò)中繼器，幾乎沒(méi)有系統(tǒng)的安裝，輸液監(jiān)控便攜式，護(hù)士可以直接搶購(gòu)的輸液管上。實(shí)用新型計(jì)數(shù)模塊以及 顯示，攝像頭， PC 主機(jī)， PC,使用現(xiàn)有的技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)，輸液的狀態(tài)可以是 數(shù)值 或圖像直觀的反應(yīng)，那么輸液的 狀態(tài) 就會(huì)被 遠(yuǎn)程監(jiān)控，整體結(jié)構(gòu) 非常簡(jiǎn)單，有效的 監(jiān)測(cè)。但該裝置怎么樣應(yīng)用于輸液報(bào)警 ,其夾持機(jī)構(gòu)和測(cè)量精度是一個(gè)大難題 ,故沒(méi)有得到推廣。利用 光電接收器 把 光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)成 電信號(hào) 而輸出。 第三種方案是 采用光的衍射方法來(lái)對(duì)微量物體進(jìn)行測(cè)量的裝置已經(jīng)獲得專利 ,其原理就是激光束 在 通過(guò)狹縫 時(shí)得到 衍射 ,而 光電接收器 收到衍射光 后 ,則 顯示信號(hào) 被輸出 。要遵循胡克定律，通過(guò)測(cè)量重力的輸液瓶和瓶液位 報(bào)警設(shè)備指針來(lái)間接測(cè)量水平的變化和變化中的報(bào)警電路開(kāi)啟時(shí)，在接觸的金屬觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 第二種方案是用 輸液瓶液位測(cè)量和報(bào)警裝置 [2]。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 總體方案的設(shè)計(jì)和工作原理 設(shè)計(jì)方案的選擇 第一種方案是使用 彈簧輸液報(bào)警器 ,該報(bào)警裝置是由一個(gè)可以控制的音樂(lè)集成塊 ,彈簧及兩塊電池組成 [1]。 過(guò) PTR8000 模塊 顯示 的床位數(shù)，測(cè)量速度以無(wú)線方式傳送到 PC機(jī)中 ，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的 。 算剩余的時(shí)間。 有效控制步進(jìn)電機(jī) ，來(lái) 自動(dòng)調(diào)整滴速 。 系統(tǒng)各個(gè)軟硬件的設(shè)計(jì)完成后，測(cè)試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有： 床位號(hào)并 設(shè)置病床輸液滴速和輸液總量 。由 PC機(jī)和 PTR8000 模塊構(gòu)成上位機(jī)，收集從站反饋來(lái)的實(shí)時(shí)信息，進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控與報(bào)警，與此同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)了解病人的基本信息。下位機(jī)以單片機(jī)為核心構(gòu)成輸液監(jiān)控設(shè)備，完成對(duì)某一具體輸液過(guò)程的監(jiān)控。以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)出一個(gè)監(jiān)測(cè)與控制液體點(diǎn)滴速度的裝置，能檢測(cè)點(diǎn)滴速度，控制點(diǎn)滴速度，并能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。總之 ,我國(guó)對(duì)智能輸液裝置的研制比較晚，點(diǎn)滴輸液自動(dòng)化得到普及 ,還需要很長(zhǎng)的路要走。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 除此之外，我國(guó)還有很多科研醫(yī)療的機(jī)構(gòu) ,不少企業(yè)開(kāi)發(fā)的輸液裝置都申報(bào)了專利。因?yàn)槲覈?guó)到現(xiàn)在還沒(méi)有醫(yī)療器械管理的有關(guān)法規(guī)，所以造成一些本應(yīng)淘汰、報(bào)廢的醫(yī)療器械至今還在使用，由于超期“服役”，有部分儀器早就不能準(zhǔn)確提供診斷依據(jù)了，但是有不少小診所甚至是醫(yī)院，出于經(jīng)濟(jì)利益的考慮仍然繼續(xù)使用。也就是說(shuō)，其中 80%以上是個(gè)體的診所和縣以下的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)。而且整體造價(jià)低，沒(méi)有使用成本，有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和推廣前景。作為一種醫(yī)療器械，安全性、可靠性是其基礎(chǔ)，作為一種普及到每一位輸液病人才能有實(shí)際意義的產(chǎn)品，使用方便并且價(jià)格低廉又是一種基本要求，所以，這種產(chǎn)品即使安全性、可靠性得到了充分保證，但是如果沒(méi)有簡(jiǎn)單方便的操作和較低的價(jià)格作為其支撐，想要順利推廣也是不可能的。不過(guò)總的來(lái)說(shuō)功能也只是側(cè)重于精確輸液控制，種類比較少，性能也需要改進(jìn)。但是價(jià)格比較昂貴，在兩萬(wàn)元人民幣左右。 國(guó)外對(duì)智能輸液裝置的研究比較早，如日本、美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家在上個(gè)世紀(jì)八十年代末就進(jìn)行了智能輸液裝置的研制。由此可見(jiàn)中國(guó)醫(yī)療器械市場(chǎng)在世界的潛力非比尋常。 課題的研究現(xiàn)狀 目前世界上最大的醫(yī)療器械市場(chǎng)是日本、美國(guó)、歐盟，但公認(rèn)的最有潛力的市場(chǎng)卻是中國(guó)。 該課題研 究將具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)提高我國(guó)醫(yī)療器械水平將會(huì)產(chǎn)生具大的影響。在人為控制下有時(shí)如果不小心將會(huì)給安全設(shè)施帶來(lái)很大的麻煩，而且人工控制滴速精度也很難掌握，傳統(tǒng)臨床輸液中有患者、陪護(hù)或醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)觀察監(jiān)視藥液余量的情況 ,牽扯到的精力大、效率低、還不利于病區(qū)的綜合管理的弊端。 醫(yī)療設(shè)施發(fā)展趨勢(shì)的走向是否向上在于單片機(jī)智能輸液系統(tǒng)的發(fā)展是否也在向前發(fā)展，畢竟，單片機(jī)的性價(jià)比非 常優(yōu)越，而以前的點(diǎn)滴滴速控制系統(tǒng)，使用的單片機(jī)價(jià)格比較貴，操作不容易實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)滴速控制精度也較低。在醫(yī)療監(jiān)護(hù)領(lǐng)域， 傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)手段己經(jīng)不能滿足當(dāng)今多元化、信息化、個(gè)性化的醫(yī)療監(jiān)護(hù)需求。 關(guān)鍵詞 :單片機(jī) ,無(wú)線傳輸模塊，紅外傳感器 Abstract II ABSTRACT The design is a set of smart infusion system designed for the the mesh during infusion series of medical malpractice. Through the sensor, the control chip, the application of the motor Comparative analysis and munication mode, to select the best solution for each part. The system prises a host puter and slave puter design software design in two parts, the upper machine is based on virtual instrument software to establish visual interface and programming for each part, can be well aware of the infusion patient information. The medical staff can be convenient transfusion for each patient were observed, in case of the drop speed too f