1、南 昌 工 程 學 院 2007 級畢業（設計）論文開題報告機械與電氣工程 學院 電氣工程及其自動化 專業題 目 醫院輸液監控系統的設計（軟件部分） 學 生 姓 名 程 彥 明 班 級 07電氣工程及其自動化（2）班 學 號 2007100447 指 導 教 師 陳 顯 彪 日 期 2010 年 12 月 20 日南 昌 工 程 學 院 教 務 處 訂 制 題目：醫院輸液監控系統的設計（軟件部分）一、選題的依據及課題的意義選題的依據：靜脈輸液治療是臨床醫療工作中常用的治療手段,但目前大多數醫院及醫療機構都沒有實現輸液的自動監控管理,臨床輸液中采取的應對措施一般是由患者、陪侍或醫務人員隨時觀察監

2、視藥液余量情況,加重了護理人員的勞動負擔,也不利于病區的綜合管理。而基于AT89C51單片機的醫院輸液監控系統能夠實現對輸液的監控，實現醫院護理自動化和智能化。因此我選的畢業設計題目是醫院輸液監控系統的設計。課題意義：該醫院輸液監控系統裝置不僅僅是一個簡單的控制問題，還涉及到醫學、光學、電學、單片機控制、通信和 P C機程序設計等諸多問題。該裝置將多門學科有機地結合起來，并成功的應用到實際的問題中。該裝置有針對性強、使用方便、操作簡單、成本低廉、價格合理、利于推廣等優點，可以利用醫醫院已有的報警裝置，不需要醫院重新布線，從而合理利用了已有資源；該裝置調節速度快、功能齊全、性能指標優良，最大相對

3、誤差僅有 2 。主站實現全中文菜單界面友好、使用靈活，并且能夠保存病人的輸液信息 ，作為醫療檔案，為解決各種醫療糾紛提供證據.輸液監控系統是基于 A T 8 9 C 5 1單片機的醫院輸液報警監控系統來代替人工監護，既減輕醫務工作人員的工作強度及病人和醫務工作人員不斷觀察輸液是否完成而形成的壓力，同時管理系統記錄輸液過程，能夠作為醫療檔案，實現醫院護理自動化和智能化。運行情況表明該輸液監控系統針對性強、使用方便、操作簡單、成本低廉、價格合理、利于推廣，且具有很高的實用價值。 二、研究概況及發展趨勢綜述研究概況：靜脈輸液治療是臨床醫療工作中常用的治療手段,但目前大多數醫院及醫療機構都沒有實現輸液

4、的自動監控管理,在輸液過程中，當輸液完成需要換藥液時，需要醫務人員發現及時，否則就會出現空氣進入血管內形成空氣栓塞、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，發生醫療事故。平時臨床輸液中采取的應對措施一般是由患者、陪侍或醫務人員隨時觀察監視藥液余量情況。目前,國內己有同類產品出現,如智能監控裝置有靜脈輸液測速器和浮墊自動關閉式輸液器,但因其功能也是側重于精確輸液控制,加上依然不菲的價格,所以也只能是和進口輸液泵爭一點市場份額,而未能在各級醫院大面積的普及推廣。由于精確輸液只對少數特殊病人和特殊藥品才具有實際意義,而且規范操作下,輸液阻塞、氣泡混入是可以避免的,因此,在輸液過程中

5、,輸液完成報警問題就成為了人們最為關注的問題,以至輸液完成報警器的研制成了近幾年來的一個熱門課題,根據近期對國家知識產權局專利信息的查詢,目前已有67種輸液完成報警器專利技術,但由于各專利技術或多或少都存在著這樣或那樣的缺陷,諸如安全性、可靠性、成本及操作方便程度等問題,致使真正轉化為產品的專利并不多。發展趨勢：本設計是基于AT89C51單片機的智能輸液監控系統。該系統綜合運用單片機控制技術、光電檢測技術、通信技術、步進電機控制等技術，實現輸液治療中輸液的智能監控，能夠對輸液過程進行現場實時監控，包括對輸液液滴的采集、輸液速度的控制、輸液接近結束時的液位檢測，并通過總線的方式把輸液過程中的信息

6、及時上傳給護士值班室的PC當中，對輸液進行實時監控。該系統要解決目前采用的輸液泵成本高的問題，可以滿足輸液速度自動控制的基本要求。此系統具有許多的優點，如：操作簡單、安裝方便、成本低、可以用按鍵準確控制速度和抗干擾能力強等。在實際應用中既可下位機單獨工作，又可通過總線實現下位機、上位機聯機工作滿足了目前臨床醫學的需求。整個裝置簡單實用，可應用于門診輸液系統中。其主要功能有：（1）設定點滴速度；（2）自動控制液體速度，并實時顯示：（3）當輸液結束時或出現輸液異常時自動報警；（4）分布式主從站設計，通過總線實現輸液遠程監控。三、研究內容及實驗方案研究內容：采用單片機檢測并控制輸液器的輸液速度，并實

7、現計算機集中監控：1、單片機系統能夠設定輸液器的速度，并通過光電開關傳感器檢測輸液器的輸液速度；2、測量參數可由LCD動態顯示，在輸液速度超過上下限時予以報警；3、輸液器的輸液情況可以通過無線通信方式傳送給監控計算機，監控計算機能檢測并設定輸液器的輸液速度；4、單片機系統掉電時測量參數能自動保存；5、采用電池作為單片機系統供電電源，要求系統功耗低、體積小、重量輕、安全可靠，適應醫院實際應用要求。實驗方案：該智能輸液監控系統的軟件部分主要完成滴速檢測、液位檢測、報警等功能。滴速檢測程序采用周期法來測量滴速，液位檢測和報警程序的軟件部分實現原理與滴速檢測相同。總體方案的框圖如下：顯示鍵盤 單片機判

8、斷警戒線報警紅外測速控速 圖1 總體模塊方框圖醫院輸液系統的軟件部分由主程序、液滴檢測程序、顯示程序、報警程序等。 主程序：初始化并顯示當前的水滴速度，并開兩個外部中斷，兩個內部中斷。由于本系統的重點相對其他的智能化系統來說硬件會比較重要一點，系統的穩定度受客觀的影響比較大，所以主程序也相對比較的簡單。外部中斷0：是用來監視鍵盤的，一但有人按了鍵盤輸入某個水滴速度時，單片機就會與單前的速度相比教，速度比它小單片機就控制步進電動機往上拉，速度比它大時單片機就會控制電動機往下調。在調整的同時單片機又會定時的進行不斷反饋，以便更好的控制。并把當前的水滴速度顯示在數碼管上。外部中斷1：是用來監視水位的

9、。一但水沒有堵在紅外傳感器之間單片機就會檢測到，并且發出警報信號。顯示程序：LED顯示器要顯示檢測速度和設定速度，速度值都以BCD碼的形式保存，其中檢測速度從低到高存在30H,31H,32H, 設定速度存在33H,34H,35H單元，把這些數字顯示在相應位上。數據的位數是從右向左排的，這里安排1至3位顯示實際檢測值，5至7位顯示設定值。向LED傳輸數據時，這里采取連續讀數數據的方式，即這里按照時序送入首地址，其后這里連續送入數據，數據的地址自動加1。液滴檢測程序具體流程圖如圖2所示： 初始化判別P2.7=1？即是否有滴液 啟動定時器定時5ms 再檢測P2.7=1?即檢測第二滴停止定時器畔 利用

10、中斷次數得到時間計算出液滴的速度 圖 2 程序流程圖四、目標、主要特色及工作進度設計目標：以AT89C51單片機為核心所組成的軟件控制系統，能夠實現實現輸液治療中輸液的智能監控，能夠對輸液過程進行現場實時監控，包括對輸液液滴的采集、輸液速度的控制、輸液接近結束時的液位檢測，并通過總線的方式把輸液過程中的信息及時上傳給護士值班室的PC當中，對輸液進行實時監控。連接好硬件電路，編寫調試出控制程序，并用編程器寫入到單片機中。主要特色：本設計以AT89C51芯片為主控部件，無須外部擴展，就可構成單片機最小系統。整個系統安全可靠，功耗小，成本低。 （1）能滿足社區醫療甚至一般醫院對輸液進度的檢測，并實時

11、顯示進度和輸液瓶中剩余藥量。（2）當輸液異?；蜉斠航Y束時，進行報警。（3）利用醫院現有網絡系統，將病人輸液進度信息送到護士站，醫護人員在護士站就可同時對多個病人的輸液進度進行監控。病人甚至可以在家里實用，具有遠程報警方式，直接把報警信號發送到護士站，提醒醫護人員進行處理；對同病房病人不產生聲音干擾，系統更具人性化。（4）能實時存儲和記錄系統運行時的現場數據，以備查詢，當輸液過程中出現故障而使輸液停止或電源關閉時，系統也會自動記錄最近一次實用的數據。當故障排除后，仍能在原數據基礎上繼續運行。工作進度:第一周 解讀畢業設計題目，并查找相關文獻 。第二周 初步確定方案，并進行可行性分析。第三周 根據

12、設計要求確定系統中輸入/輸出信號的種類、數量和特點。第四周 進行系統軟件平臺的選擇。第五周 進行系統軟件的語言選擇。第六周 進行測速模塊設計。第七周 進行系統I/O接口程序設計。第八周 進行系統顯示模塊軟件設計。第九周 進行系統計數模塊軟件設計。第十周 進行報警程序設計第十一周 進行系統仿真與軟件調試。第十二周 經調試后，進行總結并優化程序。第十三周 整理資料，形成畢業設計全部文件，準備答辯。第十四周 畢業答辯。五、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）1、李建忠，單片機原理及應用，西安電子科技大學出版社，2002年2、李群芳等，單片微型計算機與接口技術，電子工業出版社，2002年3、陳光東等，單片微型計算機原理與接口技術，華中科技大學出版社，1999年4、張洪潤，單片機應用技術教程，清華大學出版社，1997年.5、李軍，51系列單片機高級實例開發指南，北京航空航天大學出版社，2004年.6、肖金球，單片機原理與接口技