I摘要針對目前醫療過程中存在的問題，研制了此智能液體點滴液位控制電路。本電路由儲液液面檢測、電機驅動、報警顯示幾個模塊組成，這個電路能安全可靠地在某個從站輸液瓶內的藥液到達一定量時，自動向主站報警，在主站處顯示相應從站號，同時使電機正轉或反轉，以控制點滴流速。本文介紹了多種用于實現此功能的方案，最終選取了采用紅外發射接收對管實現儲液液面檢測，采用直流電機對滴速夾松緊的控制實現對液滴速度的控制，采用輻射型網絡，通過對液面達到警戒值的從站進行編碼，譯碼，顯示來實現報警顯示部分。此外對電路進行了相應的直流工作點分析，瞬態分析，以更清楚地了解此電路的各項指標。實現了一個由一個主站控制多個從站的有線液體點滴液位控制電路。關鍵詞智能；紅外發射接收對管；直流電機II目錄摘要.IAbstract.錯誤!未定義書簽。第1章緒論.11.1課題背景.11.2課題國內外研究現狀.21.3課題的發展趨勢.41.4本文主要內容及組織結構.4第2章液體點滴液位控制電路設計.62.1液體點滴液位控制電路工作原理.62.2液體點滴液位控制電路設計.62.2.1儲液液面檢測電路設計.62.2.1.1儲液液面檢測電路設計方案介紹.62.2.1.2儲液液面檢測電路詳細設計方案.72.2.1.3液面檢測電路.72.2.1.4整形電路.72.2.2點滴速度控制電路設計.82.2.2.1點滴速度控制電路設計方案介紹.82.2.2.2點滴速度控制電路詳細設計方案.92.2.3主站、從站通信電路設計.102.2.3.1主站、從站通信電路設計方案介紹.102.2.3.2主站、從站通信電路詳細設計方案.102.2.3.3編碼部分.112.2.3.4顯示部分.112.2.3.5CMOS電路和TTL電路的區別.132.3本章小結.14第3章液體點滴液位控制電路仿真與分析.153.1MULTISIM仿真環境.153.1.1MULTISIM的特點.17III3.1.2MULTISIM仿真實驗在實驗教學中的優勢.183.2液體點滴液位控制電路仿真.193.3電機驅動電路仿真.193.4報警顯示模塊仿真.203.5本章小結.21第4章液體點滴液位控制電路分析.224.1電路分析.224.1.1各種分析介紹.224.1.1.1直流工作點的分析.224.1.1.2瞬態分析.224.1.1.3交流分析.224.1.1.4掃描分析.234.2部分電路直流工作點分析.234.2.1儲液液面檢測模塊直流工作點分析.234.2.2報警顯示模塊直流工作點分析.244.3部分電路瞬態分析.244.3.1電機驅動電路瞬態分析.244.4部分電路直流掃描分析.254.4.1儲液液面檢測模塊直流掃描分析.254.5本章小結.26結論.2參考文獻.錯誤!未定義書簽。致謝.錯誤!未定義書簽。附錄1.錯誤!未定義書簽。附錄2.錯誤!未定義書簽。章及標題1第1章緒論1.1課題背景靜脈輸液是臨床中一種普遍使用的治療手段，通過大規模的調查得知，目前，幾乎所有的醫院都沒有采用輸液監控系統，而是采用非常傳統的靠人工控制的輸液方法。醫院對點滴輸液裝置的控制方法是：將液體容器掛在架子上由護士通過軟管夾對膠管口徑的壓緊或放松來控制滴速。科學技術的飛速進步，推動了臨床醫學的巨大發展和新型技術的廣泛應用，這就對醫院信息化、自動化的宏偉建設提出了新的要求。尤其是在醫療監護領域，提出了多元化、信息化、個性化的醫療監護新需求。現代科技的進步和發展，為醫學監護技術提供了創新的條件和新的發展空間，然而醫療監護技術和設備的發展仍然不能滿足醫院、病人、家庭和人身健康等各方面所提出的要求。靜脈輸液速度會直接對藥物作用的發揮造成影響，如果速度不當可能會導致不良反應，嚴重的甚至會危及生命安全。目前我國的大、中、小型醫院及下屬社區衛生院、診所等醫療機構進行輸液注射時，大都采用傳統的人工監護手動控制的方法，其輸液速度是護士通過調節輸液器上的手動滑輪來控制。用人工控制和監視的輸液速度和輸液量是一個不精確的值，有經驗的醫護人員可以根據藥劑的特性對滴速進行控制，而一般的病人卻無法做到，做的不好還會有一定的危險性。輸液過快，將可能會導致中毒，更嚴重時則會導致水腫和心力衰竭；而輸液過慢則有可能發生藥量不夠或者無謂地延長輸液時間，使治療受到影響并給患者和醫護人員的工作增加不必要的負擔，醫護人員必須不定時地進行巡視，浪費了人力資源，而且病人或家屬在輸液過程中必須注意觀察輸液量及剩余藥量，給病人和家屬精神上帶來了緊張和疲勞感。尤其是在對危重病人進行治療時，需要長時間的輸液，常常在夜間也不能間斷，這樣，護理人員就得不到休息，由于看護者的疲勞，很容易出現一些異常的情況，比如管路堵塞、滴速異常及輸液完畢無提示等，很可能不能及時發現，而造成醫療事故。輸液速度的快慢受藥物效果的性質、病人的年齡、機體耐受力、病情等章及標題2因素的影響，而且在輸液過程中輸液的速度也必須隨患者體位、肢體血液循環以及藥物的粘稠度等情況來變化。臨床上應根據藥物和患者情況的不同配以適當的輸液速度。糖尿病人、癌癥病人、心腦血管病人的治療都需要使藥物以恒定的速度灌注，通過調節輸入的速度和時間將藥物均勻持續地注入，以達到最佳藥用效果，也使藥物的副作用降到最低。而常規的臨床靜脈輸液，普遍采用高位懸掛方式，即依靠重力原理進行輸液，并且整個輸液過程中，護理人員是憑觀察和經驗對滴速進行手動調節，這種方法控速不精確，常因輸液速度過快致患者出現不適甚至輸液反應，或速度太慢而影響治療效果同時，對于需要輸血的病人，由于血液非常容易凝固，輸血時很容易阻塞輸液管。要保證血流速度大于某一值，才能讓血液順利輸出。而傳統的靠人工控制的靜脈輸液不能對各種數據進行自動和直觀的統計、查詢和分析，缺乏一個功能強大的人機交互界面，不能適應信息化，科技化的新要求。另外，不管是輸液還是輸血，普通輸液器對輸液完畢和輸液過程中偶然出現的故障，如氣泡、阻塞等都不能自動報警，也不能及時地切斷輸液通路，以避免血液倒流或其他嚴重后果。此外，在傳統的臨床靜脈輸液方式中，醫護人員必須到病床前去操作控制，增加了醫護人員臨床的次數，增加了醫護人員受感染的幾率。輸液泵雖然能夠按照要求精確控制給藥的速度和劑量，是解決輸液速度的一種有效的方法，但輸液泵的機器成本和耗材成本太高，只適用于急救和重癥的情況，難于普及推廣，因而不能滿足廣大醫護人員和患者的需要。基于上述原因需要用一種智能型輸液監控儀來控制藥液的輸送，并能進行異常報警。智能型輸液監控儀的應用有助于減輕護理人員工作強度，提高輸液的安全性、準確性和工作效率，提高護理水平。1.2課題國內外研究現狀靜脈輸液是一種最常用的臨床治療方法，是護理專業的一項常用給藥治療技術。它以給藥快、刺激性小、療效快等優勢，在搶救病人的生命過程中發揮著越來越積極的作用。國外對智能型輸液裝置的研制較早，如日本、美國和德國等國家在上個章及標題3世紀80年代末就進行了智能型輸液裝置的研制，現在市場上流行的大多是國外的產品，類型多種多樣，性能也比較好，如日本JMS株式會社的OT-601型輸液泵(控制精度為10%)和SP-500型注射泵，美國、德國、以色列等國家也有性能較好的產品。早在幾年前，發達國家的每個病床就都配備了輸液泵，而我國只是在一些大醫院才配備了一些輸液泵，且均為進口品牌，價格在兩萬元左右，比較昂貴，這使一些中小醫院望塵莫及。國內對輸液裝置的研制起步較晚，大都在90年代中期才開始研究，市場上也有一些國產的輸液裝置，如北京科力豐高科技發展有限責任公司的ZNB系列產品，深圳康福特公司也有輸液裝置產品。現在比較常見的是MJY-01型和MJY-01A型便攜式輸液監控器。MJY-01型的特點是超小體積，超低功耗，超輕，操作方便（一鍵操作），功能強大。它是卡裝在輸液管上的。在實時監控輸液過程中輸液管內藥液液位，當輸液完畢時電子夾緊裝置自動關閉液體，避免回血；輸液完畢后電子夾緊裝置自動定時，使滴壺內剩余液體下滴數滴流過輸液針頭，避免針頭凝血，護士可不必立即更換液體；它采用綠色環保聚合物鋰電池。在輸液量不大于500瓶（袋）液體的情況下每3個月充電一次。閑置情況下最長一年充電一次。MJY-02A型的特點是體積小，功耗低，安裝方便。它最主要的特點是每臺中繼器可管理最多250臺輸液監控器。中繼器與射頻網絡管理機之間可實現（可視）400米通信，中繼器與監控器之間可實現（可視）100米通信，能適應大醫院的需求，射頻網絡中繼器具體配備數量依照現場通訊條件確定。且大屏幕LED顯示器顯示各床位的輸液監控器的工作狀態，同時顯示6個輸液完畢的床位號和輸液完畢的時間，顯示數據能自動更新。目前國內尚未完全解決輸液時的自動監控問題，在已有的有關專利中，其原理均為光電、機電、紅外、重力等類型，在靈敏度、準確率、藥液適用范圍、操作方法以及生產成本、外觀尺寸、重量等方面存在諸多問題，所以至今無一能成功推向市場。輸液自動監控儀應具有網絡化、自動化管理功能，并且可以進行通信、報警和遠程控制。章及標題41.3課題的發展趨勢隨著科學技術的不斷發展創新，數字化、信息化技術對各行各業的滲透，舊崗位結構的變化以及新興崗位的出現，醫院的管理系統趨向于電子化、網絡化、智能化，如何利用計算機與現代控制技術相結合來提高醫療器械的自動化已成為目前主要的應用方向之一。我國是世界上人口最多的國家，同時也是擁有醫院最多的國家，具有龐大的消費群體，近幾年來，由于政府的大力支持，我國醫療器械行業發展十分迅速。醫療器械行業是壁壘較高的行業，并且屬于國家重點鼓勵發展的行業。按照原國家經濟貿易委員會制定的醫療器械行業“十五”發展規劃，到2010年，我國醫療器械總產值將會達到1000億元，在世界醫療器械市場上的份額將會占到5；到2050年這一份額將達到25，從而成為世界一流的醫療器械制造強國。這種智能型輸液裝置的市場還不夠成熟，應用還不夠廣泛，在技術上還存在著許多有待解決的問題。在實際運用中需要考慮到設備的成本，環境中的干擾如可見光干擾、液體中的氣泡干擾,抖動干擾,主、從機同時通信發生死機等一系列的問題。按照目前的情況來看，我國需要一種智能型輸液速度監控系統，采用光電檢測技術和單片機技術，能夠實現對輸液滴速的控制和液位低于設定值時的報警，達到多床位、遠距離、集中分時顯示各床位輸