CN105116792A - 输液器无线监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种输液器无线监控系统。所述输液器无线监控系统包括主机控制模块和终端控制模块，所述主机控制模块包括分别与主机单片机连接的第一电源模块、上位机控制软件、第一人机接口模块、机械传动模块、第一无线通信模块；所述终端控制模块包括分别与终端单片机连接的第二电源模块、红外检测模块、第二人机接口模块、第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块通过相互之间的无线信号传输以控制所述主机控制模块和所述终端控制模块的工作。本发明提供的所述输液器无线监控系统控制精度好、操作方便、结构简单、成本低且卫生安全。

Description

输液器无线监控系统
技术领域
本发明涉及一种临床医疗使用的监控系统，尤其涉及一种输液器无线监控系统。
背景技术
医院中静脉输液最普遍的是人工控制滴速。医务人员凭借自己的工作经验，手动调速，劳动强度大，流量控制不精确，而患者自己或患者家属需要留意输液是否完成，并提醒医护人员更换药液或拔针。虽然部分医院已配备了专业的输液设备，但是这类设备使用成本高、体积大，且普及率低。
现有技术中，近年来出现的一些监控式输液器普遍存在着控制精度差，功能单一，操作繁琐，结构复杂，不够卫生安全等技术问题。
发明内容
为了解决现有技术监控式输液器普遍存在的控制精度差、功能单一、操作繁琐、结构复杂以及不够卫生安全等技术问题，本发明提供一种控制精度好、操作方便、结构简单、成本低且卫生安全的输液器无线监控系统。
一种输液器无线监控系统，包括主机控制模块和终端控制模块，所述主机控制模块包括分别与主机单片机连接的第一电源模块、上位机控制软件、第一人机接口模块、机械传动模块、第一无线通信模块；所述终端控制模块包括分别与终端单片机连接的第二电源模块、红外检测模块、第二人机接口模块、第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块通过相互之间的无线信号传输以控制所述主机控制模块和所述终端控制模块的工作。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述上位机控制软件与所述主机单片机采用串口通信方式（UART）进行信息交换。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述主机单片机和所述第一无线通信模块采用SPI通信方式进行信息传输，所述终端单片机和所述第二无线通信模块采用SPI通信方式进行信息传输。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述主机单片机与所述第一电源模块、所述第一人机接口模块、所述机械传动模块皆采用I/O通信进行通信控制，所述终端单片机与所述第二电源模块、所述红外检测模块、所述第二人机接口模块也采用I/O通信进行通信控制。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述红外检测模块选择红外直射式槽型光电传感模块。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述第一人机接口模块和所述第二人机接口模块皆包括相互电连接的显示模块、按键模块和报警模块。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述显示模块可以在数码管、液晶屏和荧光管中的任意一种，所述报警模块选用的是蜂鸣器。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述主机单片机和所述终端单片机皆采用STC89C52单片机。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均采用nRF24L01无线通信芯片。
在本发明提供的输液器无线监控系统的一种较佳实施例中，所述机械传动模块包括步进电机与盘状蠕动泵。
与现有技术相比，本发明提供的所述输液器无线监控系统优点在于：
一、本发明提供的所述输液器无线监控系统的所述主机单片机和所述终端单片机皆采用STC89C52单片机。单片机作为控制器相较于可编程控制器（PLC）具有便于携带和安装的优点，且其价格低、体积小、功耗低，且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等数种功能。且本发明所采用的STC89C52单片机，具有32个双向I/O口、256字节内部RAM、3个16位TIMER、可编程UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、8K可反复擦写、FlashROM、6个中断源和2个读写中断口线的功能特性，可以方便的实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高，同时同样具有体积小，成本低，运用灵活，易于成品化，性价比高，抗干扰能力强，使用温度范围宽，工作稳定等优点。
二、本发明提供的所述输液器无线监控系统通过采用的nRF24L01通信芯片是一款半双工收发芯片，由挪威NORDIC公司研制，其内部集成频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,是一种新型单片射频收发器件，可以实现1对6的无线通信。在实际操作中可采用nRF24L01集成模块，只需单片机6个I/O口，就可以很容易编程实现无线通信的功能，非常实用。
三、本发明提供的所述输液器无线监控系统的所述报警模块选用的是蜂鸣器，具有安装方便、操作简单、成本低廉的特点，所述按键模块和所述显示模块也均采用较为常用的电子元件，成本低。
四、本发明提供的所述输液器无线监控系统的所述红外检测模块为红外直射式槽型光电传感模块，具有较好的稳定性，测量简便。
五、本发明提供的所述输液器无线监控系统的机械传动模块选择步进电机与盘状蠕动泵组合的方案，控制精确，便于安装。
六、本发明提供的所述输液器无线监控系统根据输入的运行参数，精确控制输液速度，可使输液器输液时液流脉动小，线性度好，对药液无污染，卫生安全，可自动对输液器中的液体进行检测，若输入完成，则实现自动停止并报警，整个系统结构简单，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明提供的输液器无线监控系统的结构示意图；
图2是图1所示输液器无线监控系统的主机控制模块的工作流程图；
图3是图1所示输液器无线监控系统的终端控制模块的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明提供的输液器无线监控系统的结构示意图。
输液器无线监控系统1包括相互配合的主机控制模块11和终端控制模块13。
主机控制模块11包括分别与主机单片机111电连接的第一电源模块112、上位机控制软件113、第一人机接口模块114、机械传动模块115、第一无线通信模块116。上位机控制软件113与主机单片机111采用串口通信方式（UART）进行信息交换。主机单片机111和第一无线通信模块116采用SPI通信方式进行信息传输。主机单片机111与第一电源模块112、第一人机接口模块114、机械传动模块115皆采用I/O通信进行通信控制。第一人机接口模块114包括相互电连接的显示模块、按键模块和报警模块。显示模块可以在数码管、液晶屏和荧光管中的任意一种，报警模块选用的是蜂鸣器。机械传动模块115包括步进电机与盘状蠕动泵。主机控制模块11涉及的电路主要有显示模块电路、无线通信模块电路、机械传动模块电路、按键模块电路等。由于主机单片机111的I/O口管脚无法直接驱动步进电机，还需在主机单片机111和步进电机之间加上步进电机驱动电路。
终端控制模块13包括分别与终端单片机131连接的第二电源模块132、红外检测模块133、第二人机接口模块134、第二无线通信模块135。终端单片机131和第二无线通信模块135采用SPI通信方式进行信息传输。终端单片机131与第二电源模块132、红外检测模块133、第二人机接口模块134也采用I/O通信进行通信控制。具体实施例中，红外检测模块133选择红外直射式槽型光电传感模块，该模块包括槽式光电传感器，该传感器是标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，在同一光轴上，当被检测物体经过U型槽，阻断光轴，光电开关就产生开关信号，适合检测高速变化的信号，可分辨透明与半透明物体。第二人机接口模块134皆包括相互电连接的显示模块、按键模块和报警模块。显示模块可以在数码管、液晶屏和荧光管中的任意一种，报警模块选用的是蜂鸣器。终端控制模块13涉及的电路无线通信模块电路和红外检测模块电路。
第一无线通信模块116和第二无线通信模块135通过相互之间的无线信号传输以控制主机控制模块11和终端控制模块13的工作，从而实现输液器的无线监控。第一无线通信模块116和第二无线通信模块135均采用nRF24L01无线通信芯片，该芯片将电源电路、去耦电路、晶振电路、天线电路等集成，便于编程使用。主机单片机111和终端单片机131皆采用STC89C52单片机。
请参阅图2，图2是图1所示输液器无线监控系统的主机控制模块的工作流程图。具体实施过程中，主机控制模块11的工作流程可以分为以下几个阶段：
(1)初始化和复位；
(2)配置参数。按所需输液速度在按键模块输入每分钟滴数值，病床号，并通过显示模块显示，按键开始运行；
(3)接收终端控制模块13的滴液信号。主机单片机111运行时，不断通过第一无线通信模块116接收终端控制模块13的第二无线通信模块135发来的液滴检测信号，当一定时间内没有收到信号，说明输液完成或出现问题，则主机单片机111切断脉冲信号，停止运行；
(4)机械传动模块115停止输液并启动报警模块发出警报；
(5)输液完成，关机或复位开始新的输液任务。
请参阅图3，图3是图1所示输液器无线监控系统的终端控制模块的工作流程图。终端控制模块13的工作流程可以分为以下几个阶段：
(1)初始化和复位；
(2)检测液滴。通过红外检测模块133检测液滴是否滴下。若滴下，则第二无线通信模块135发射液滴状态信号；
(3)发送滴液状态信号，(2)、(3)步循环直至输液结束。
与现有技术相比，本发明提供的输液器无线监控系统1优点在于：
一、本发明提供的输液器无线监控系统1的主机单片机111和终端单片机131皆采用STC89C52单片机。单片机作为控制器相较于可编程控制器（PLC）具有便于携带和安装的优点，且其价格低、体积小、功耗低，且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等数种功能。且本发明所采用的STC89C52单片机，具有32个双向I/O口、256字节内部RAM、3个16位TIMER、可编程UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、8K可反复擦写、FlashROM、6个中断源和2个读写中断口线的功能特性，可以方便的实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高，同时同样具有体积小，成本低，运用灵活，易于成品化，性价比高，抗干扰能力强，使用温度范围宽，工作稳定等优点。
二、本发明提供的输液器无线监控系统1通过采用的nRF24L01通信芯片是一款半双工收发芯片，由挪威NORDIC公司研制，其内部集成频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,是一种新型单片射频收发器件，可以实现一对六的无线通信。在实际操作中可采用nRF24L01集成模块，只需单片机六个I/O口，就可以很容易编程实现无线通信的功能，非常实用。
三、本发明提供的输液器无线监控系统1的报警模块选用的是蜂鸣器，具有安装方便、操作简单、成本低廉的特点，按键模块和显示模块也均采用较为常用的电子元件，成本低。
四、本发明提供的输液器无线监控系统1的红外检测模块133选择红外直射式槽型光电传感模块，具有较好的稳定性，测量简便。
五、本发明提供的输液器无线监控系统1的机械传动模块115选择步进电机与盘状蠕动泵组合的方案，控制精确，便于安装。
六、本发明提供的输液器无线监控系统1根据输入的运行参数，精确控制输液速度，可使输液器输液时液流脉动小，线性度好，对药液无污染，安全卫生，可自动对输液器中的液体进行检测，若输入完成，则自动停止并报警，整个系统结构简单，使用方便。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种输液器无线监控系统，其特征在于，包括主机控制模块和终端控制模块，所述主机控制模块包括分别与主机单片机连接的第一电源模块、上位机控制软件、第一人机接口模块、机械传动模块、第一无线通信模块；所述终端控制模块包括分别与终端单片机连接的第二电源模块、红外检测模块、第二人机接口模块、第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块通过相互之间的无线信号传输以控制所述主机控制模块和所述终端控制模块的工作。
2.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述上位机控制软件与所述主机单片机采用串口通信方式（UART）进行信息交换。
3.根据权利要求2所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述主机单片机和所述第一无线通信模块采用SPI通信方式进行信息传输，所述终端单片机和所述第二无线通信模块采用SPI通信方式进行信息传输。
4.根据权利要求3所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述主机单片机与所述第一电源模块、所述第一人机接口模块、所述机械传动模块皆采用I/O通信进行通信控制，所述终端单片机与所述第二电源模块、所述红外检测模块、所述第二人机接口模块也采用I/O通信进行通信控制。
5.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述红外检测模块选择红外直射式槽型光电传感模块。
6.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述第一人机接口模块和所述第二人机接口模块皆包括相互电连接的显示模块、按键模块和报警模块。
7.根据权利要求6所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述显示模块可以在数码管、液晶屏和荧光管中的任意一种，所述报警模块选用的是蜂鸣器。
8.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述主机单片机和所述终端单片机皆采用STC89C52单片机。
9.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均采用nRF24L01无线通信芯片。
10.根据权利要求1所述的输液器无线监控系统，其特征在于，所述机械传动模块包括步进电机与盘状蠕动泵。
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