CN107397994A - 一种输液电子监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗设备领域,特别涉及一种输液电子监控系统。本发明包括多个输液监控装置,多个输液监控装置的输入端均通过CAN总线连接PC主站的输出端,多个输液监控装置的输出端均连接无线发射装置的输入端,所述无线发射装置的输出端与无线接收装置的输入端之间无线通信连接,所述无线接收装置的输出端分别与监控平台和手机终端连接。输液监控装置包括控制模块、输液信号采集模块、脉冲整形模块、A/D转换模块、剩余液位监测模块、参数设置模块、图像采集模块、报警显示模块、电机驱动模块、步进电机、存储模块、供电模块。本发明传输信号速度快,能够准确的检测输液速度,而且护士可通过监控平台查看输液画面,防止出现误报警而影响工作效率。

Description

一种输液电子监控系统
技术领域
[0001]本发明涉及医疗设备领域,特别涉及一种输液电子监控系统。
背景技术
[0002] 静脉输液是医疗机构常见的方法之一,目前市场上存在着多种输液监控设备,但 是均存在着诸多缺陷。传统的输液速度控制是通过输液管上的流量调节器人工调节实现 的,滴速控制不精确,误差较大,容易使患者在输液过程中产生不适感。
发明内容
[0003] 本发明为了克服上述现有技术的不足,提供了一种输液电子监控系统。
[0004] 要解决以上所述的技术问题,本发明采取的技术方案为:
[0005] 一种输液电子监控系统包括多个输液监控装置,多个所述输液监控装置的输入端 均通过CAN总线连接PC主站的输出端,多个所述输液监控装置的输出端均连接无线发射装 置的输入端,所述无线发射装置的输出端与无线接收装置的输入端之间无线通信连接,所 述无线接收装置的输出端分别与监控平台和手机终端连接。
[0006] 优选的,所述输液监控装置包括控制模块、输液信号采集模块、脉冲整形模块、A/D 转换模块、剩余液位监测模块、参数设置模块、图像采集模块、报警显示模块、电机驱动模 块、步进电机、存储模块、供电模块,其中,
[0007] 所述输液信号采集模块的输出端与脉冲整形模块的输入端相连,输液信号采集模 块用于采集输液信号的速度信息,并将所述输液信号的速度信息发送至脉冲整形模块的输 入端;
[0008] 所述脉冲整形模块用于对所述输液信号的速度信息进行脉冲整形处理,并将脉冲 整形处理后的输液信号的速度信息发送至A/D转换模块的输入端;
[0009] 所述A/D转换模块用于对脉冲整形处理后的输液信号的速度信息进行模数转换处 理,并将模数转换处理后的信号发送至控制模块的输入端;
[0010] 所述控制模块用于对A/D转换模块发送来的信号进行解析,控制模块将解析后的 速度信息分别发送至报警显示模块、监控平台;所述报警显示模块、监控平台均用来显示输 液速度;同时,控制模块根据内部设定的输液速度,通过步进电机对输液的滴速进行调整;
[0011] 所述控制模块的输入端分别与剩余液位监测模块、参数设置模块、图像采集模块、 供电模块的输出端相连,所述图像采集模块的输入端连接摄像头;控制模块的输出端分别 连接报警显示模块、电机驱动模块的输入端,所述电机驱动模块的输出端连接步进电机的 输入端,所述控制模块与存储模块之间双向通信连接。
[0012] 优选的,所述控制模块还与复位电路之间电连接。
[0013] 优选的,所述复位电路包括第一芯片和第二芯片,所述第一芯片的型号为SP708S 芯片,第二芯片的型号为SN74HC125N芯片;所述SP708S芯片的引脚1通过开关连接SP708S芯 片的引脚3、引脚4以及第一电阻R1的一端并接地,所述第一电阻R1的另一端分别连接 SP708S芯片的引脚7、SN74HC125N芯片的引脚1、SN74HC125N芯片的引脚4,SN74HC125N芯片 的引脚2、引脚5、引脚7均接地,SN74HC125N芯片的引脚3、引脚6分别通过第二电阻R2、第三 电阻R3连接电源。
[0014] 优选的,所述脉冲整形模块包括第一非门,所述第一非门的输入端连接输液信号 采集模块的输出端,第一非门的输出端连接第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另一端 分别连接第一电容C1的一端以及第二非门的输入端,所述第二非门的输出端连接74HC74芯 片的引脚3,所述74HC74芯片的引脚2分别连接第五电阻R5的一端以及三极管集电极,所述 第五电阻R5的另一端连接电源,所述三极管的基极与第一发光二极管之间无线通信连接, 三极管与第一发光二极管分别分布于输液管的两侧,所述三极管的发射极接地,74HC74芯 片的引脚5连接A/D转换模块的输入端。
[0015] 优选的,所述供电模块包括电源转换芯片,所述电源转换芯片的型号为LM1117芯 片,所述LM1117芯片的输入端分别连接第二电容C2的一端、第二二极管D2的负极、以及电 源,所述第二二极管D2的正极依次通过开关、电源连接第二电容C2的另一端并接地,第二电 容C2的另一端分别连接第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第六电阻R6的一端,所述第 六电阻R6的另一端连接第三发光二极管D3的负极,所述第三发光二极管D3的正极分别连接 第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、LM1117芯片的输出端以及3.3V电源。
[0016]进一步的,所述无线发射装置包括信号发射芯片,所述信号发射芯片的型号为 nrf24L01;所述无线接收装置包括信号接收芯片,所述信号接收芯片的型号为nrf24L01。 [0017] 进一步的,所述控制模块包括控制芯片,所述控制芯片的型号为STM32系列芯片。 [0018]进一步的,所述电机驱动模块包括电机驱动芯片,所述电机驱动芯片的型号为 L293D;所述步进电机采用15BY20型永磁步进电机。
[0019] 进一步的,所述报警显示模块包括LED显示屏和蜂鸣器。
[0020]本发明的有益效果为:
[0021] (1)、本发明包括多个输液监控装置,多个所述输液监控装置的输入端均通过CAN 总线连接PC主站的输出端,多个所述输液监控装置的输出端均连接无线发射装置的输入 端,所述无线发射装置的输出端与无线接收装置的输入端之间无线通信连接,输液监控装 置包括控制模块、输液信号采集模块、脉冲整形模块、A/D转换模块、剩余液位监测模块、参 数设置模块、图像采集模块、报警显示模块、电机驱动模块、步进电机、存储模块、供电模块, 本发明传输信号速度快,能够准确的检测输液速度,而且护士可通过监控平台查看输液画 面,防止出现误报警而影响工作效率。
[0022] (2)、所述供电模块能够为系统提供稳定的电源,通过一个LED灯来指示电源的状 态,提示是否有电源输入。本发明无线成本少,耗能低,安全可靠,性能优越,本发明的成本 低廉,结构简单。
附图说明
[0023]下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0024]图1为本发明的组成连接框图;
[0025]图2为本发明的输液监控装置的组成连接框图;
[0026]图3为本发明的复位电路的电路原理图; L〇〇27」图4为本发明的脉冲整形模块的电路原理图;
[0028]图5为本发明的供电模块的电路原理图。
[0029]图中的附图标记含义如下:
[0030] i 一控制模块 2 一输液信号采集模块 3—脉冲整形模块
[0031] 4—A/D转换模块 5—剩余液位监测模块 6—参数设置模块
[0032] 7—图像采集模块 8—报警显示模块 9 一电机驱动模块
[0033] 10—步进电机 u 一存储模块 12—供电模块
具体实施方式
[0034]下面对照附图,对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分 之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明:
[0035]如图1所示,一种输液电子监控系统包括多个输液监控装置,多个所述输液监控装 置的输入端均通过CAN总线连接PC主站的输出端,多个所述输液监控装置的输出端均连接 无线发射装置的输入端,所述无线发射装置的输出端与无线接收装置的输入端之间无线通 信连接,所述无线接收装置的输出端分别与监控平台和手机终端连接。
[0036]主站内的护士可通过所述PC主站调整输液监控装置的参数,传输方式为CAN总线, 传输信号速度快,反应灵敏。
[0037]所述无线发射装置包括信号发射芯片,所述信号发射芯片的型号为nrf24L01;所 述无线接收装置包括信号接收芯片,所述信号接收芯片的型号为nrf24L01,不仅无线传输 成本少,而且耗能低,安全可靠,性能优越。
[0038]例如,所述PC主站为PC上位机或电脑。
[0039]图2为输液监控装置的组成连接框图,所述输液监控装置包括控制模块1、输液信 号采集模块2、脉冲整形模块3、A/D转换模块4、剩余液位监测模块5、参数设置模块6、图像采 集模块7、报警显示模块8、电机驱动模块9、步进电机10、存储模块11、供电模块12,所述输液 信号采集模块2的输出端与脉冲整形模块3的输入端相连,输液信号采集模块2用于采集输 液信号的速度信息,并将所述输液信号的速度信息发送至脉冲整形模块3的输入端;所述脉 冲整形模块3用于对所述输液信号的速度信息进行脉冲整形处理,并将脉冲整形处理后的 输液信号的速度信息发送至A/D转换模块4的输入端;所述A/D转换模块4用于对脉冲整形处 理后的输液信号的速度信息进行模数转换处理,并将模数转换处理后的信号发送至控制模 块1的输入端;所述控制模块1用于对A/D转换模块4发送来的信号进行解析,控制模块1将解 析后的速度信息分别发送至报警显示模块8、监控平台;所述报警显示模块8、监控平台均用 来显示输液速度;同时,控制模块1根据内部设定的输液速度,通过步进电机1〇对输液的滴 速进行调整;所述控制模块1的输入端分别与剩余液位监测模块5、参数设置模块6、图像米 集模块7、供电模块12的输出端相连,所述图像采集模块7的输入端连接摄像头;控制模块1 的输出端分别连接报警显示模块8、电机驱动模块9的输入端,所述电机驱动模块9的输出端 连接步进电机1〇的输入端,所述控制模块1与存储模块11之间双向通信连接。
[0040] 参数设置模块6用于设置控制模块1内部合适的输液速度。
[0041] 摄像头用于实时采集输液管的状态的图像,并将采集的图像信息发送至图像采集 模块7,所述图像采集模块7将图像信息通过控制模块1发送至监控平台。
[0042]剩余液位监测模块5用于检测某一设定高度的输液管内是否有液体流过,如果没 有,发送信号至控制模块1,控制模块1发送信息分别至监控平台以及报警显示模块8,提醒 护士及时更换输液瓶。
[0043]例如,所述存储模块11为FLASH存储器。
[0044]如图3所示,所述控制模块1还与复位电路之间电连接,复位电路包括第一芯片和 第二芯片,所述第一芯片的型号为SP708S芯片,第二芯片的型号为SN74HC125N芯片;所述 SP70SS芯片的引脚1通过开关连接SP708S芯片的引脚3、引脚4以及第一电阻R1的一端并接 地,所述第一电阻R1的另一端分别连接SP708S芯片的引脚7、SN74HC125N芯片的引脚1、 SN74HC125N芯片的引脚4,SN74HC125N芯片的引脚2、引脚5、引脚7均接地,SN74HC125N芯片 的引脚3、引脚6分别通过第二电阻R2、第三电阻R3连接电源。
[0045]如图4所示,所述脉冲整形模块3包括第一非门,所述第一非门的输入端连接输液 信号采集模块2的输出端,第一非门的输出端连接第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另 一端分别连接第一电容C1的一端以及第二非门的输入端,所述第二非门的输出端连接 74HC74芯片的引脚3,所述74HC74芯片的引脚2分别连接第五电阻R5的一端以及三极管集电 极,所述第五电阻R5的另一端连接电源,所述三极管的基极与第一发光二极管之间无线通 信连接,三极管与第一发光二极管分别分布于输液管的两侧,所述三极管的发射极接地, 74HC74芯片的引脚5连接A/D转换模块4的输入端。
[0046]如图5所示,所述供电模块12包括电源转换芯片,所述电源转换芯片的型号为 LM1117芯片,所述LM1117芯片的输入端分别连接第二电容C2的一端、第二二极管D2的负极、 以及电源,所述第二二极管D2的正极依次通过开关、电源连接第二电容C2的另一端并接地, 第二电容C2的另一端分别连接第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第六电阻R6的一端, 所述第六电阻R6的另一端连接第三发光二极管D3的负极,所述第三发光二极管D3的正极分 别连接第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、LM1117芯片的输出端以及3.3V电源。 [0047] LM1117芯片将5V直流电压转换为3.3V电源,通过3个电容进行电源稳压滤波,为本 发明提供了稳定的电源,第三发光二极管D3用于指示电源状态,当供电模块12有电源输入 时,第三发光二极管D3点亮,否则,第三发光二极管D3熄灭。
[0048] 所述控制模块1包括控制芯片,所述控制芯片的型号为STM32系列芯片;所述电机 驱动模块9包括电机驱动芯片,所述电机驱动芯片的型号为L293D;所述步进电机10采用 15BY20型永磁步进电机;所述报警显示模块8包括LED显示屏和蜂鸣器。
[0049] 本输液电子监控系统的工作方式如下:供电模块12有电源输入时,所述输液信号 采集模块2实时采集输液信号的速度信息,并将所述输液信号的速度信息发送至脉冲整形 模块3的输入端;所述脉冲整形模块3对所述输液信号的速度信息进行脉冲整形处理,并将 脉冲整形处理后的输液信号的速度信息发送至A/D转换模块4的输入端;A/D转换模块4对脉 冲整形处理后的输液信号的速度信息进行模数转换处理,并将模数转换处理后的信号发送 至控制模块1的输入端;控制模块1对A/D转换模块4发送来的信号进行解析,控制模块1将解 析后的速度信息分别发送至报警显示模块8、监控平台;所述报警显示模块8、监控平台均用 来显示输液速度;如果输液速度偏离了控制模块1内部设定的输液速度,则控制模块1控制 电机驱动模块9工作,驱动步进电机10对输液的滴速进行调整;剩余液位监测模块5检测某 一设定高度的输液管内是否有液体流过,如果没有,发送信号至控制模块1,控制模块1发送 信息分别至监控平台以及报警显示模块8,提醒护士及时更换输液瓶。
[0050] 在整个工作过程中,摄像头实时采集输液管的状态的图像,并将采集的图像信息 发送至图像采集模块7,所述图像采集模块7将图像信息通过控制模块1发送至监控平台。
[0051] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本 发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种输液电子监控系统,其特征在于:包括多个输液监控装置,多个所述输液监控装 置的输入端均通过CAN总线连接PC主站的输出端,多个所述输液监控装置的输出端均连接 无线发射装置的输入端,所述无线发射装置的输出端与无线接收装置的输入端之间无线通 信连接,所述无线接收装置的输出端分别与监控平台和手机终端连接。
2. 如权利要求1所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述输液监控装置包括控 制模块⑴、输液信号采集模块⑵、脉冲整形模块⑶、A/D转换模块⑷、剩余液位监测模块 (5)、参数设置模块(6)、图像采集模块(7)、报警显示模块(8)、电机驱动模块(9)、步进电机 (10)、存储模块(11)、供电模块(12),其中, 所述输液信号采集模块(2)的输出端与脉冲整形模块⑶的输入端相连,输液信号采集 模块(2)用于采集输液信号的速度信息,并将所述输液信号的速度信息发送至脉冲整形模 块⑶的输入端; 所述脉冲整形模块(3)用于对所述输液信号的速度信息进行脉冲整形处理,并将脉冲 整形处理后的输液信号的速度信息发送至A/D转换模块⑷的输入端; 所述A/D转换模块(4)用于对脉冲整形处理后的输液信号的速度信息进行模数转换处 理,并将模数转换处理后的信号发送至控制模块(1)的输入端; 所述控制模块(1)用于对A/D转换模块⑷发送来的信号进行解析,控制模块⑴将解析 后的速度信息分别发送至报警显示模块(8)、监控平台;所述报警显示模块(8)、监控平台均 用来显示输液速度;同时,控制模块(1)根据内部设定的输液速度,通过步进电机(10)对输 液的滴速进行调整; 所述控制模块(1)的输入端分别与剩余液位监测模块(5)、参数设置模块(6)、图像采集 模块(7)、供电模块(12)的输出端相连,所述图像采集模块⑺的输入端连接摄像头;控制模 块(1)的输出端分别连接报警显示模块(8)、电机驱动模块⑼的输入端,所述电机驱动模块 ⑼的输出端连接步进电机(10)的输入端,所述控制模块(1)与存储模块(U)之间双向通信 连接。
3. 如权利要求2所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述控制模块(1)还与复 位电路之间电连接。
4. 如权利要求3所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述复位电路包括第一芯 片和第二芯片,所述第一芯片的型号为SP708S芯片,第二芯片的型号为SN74HC125N芯片;所 述SP7〇8S芯片的引脚1通过开关连接SP708S芯片的引脚3、引脚4以及第一电阻R1的一端并 接地,所述第一电阻R1的另一端分别连接SP708S芯片的引脚7、SN74HC125N芯片的引脚1、 SN74HC125N芯片的引脚4,SN74HC125N芯片的引脚2、引脚5、引脚7均接地,SN74HC125N芯片 的引脚3、引脚6分别通过第二电阻R2、第三电阻R3连接电源。
5.如权利要求4所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述脉冲整形模块(3)包 括第一非门,所述第一非门的输入端连接输液信号采集模块(2)的输出端,第一非门的输出 端连接第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另一端分别连接第一电容C1的一端以及第二 非门的输入端,所述第二非门的输出端连接74HC74芯片的引脚3,所述74HC74芯片的引脚2 分别连接第五电阻R5的一端以及三极管集电极,所述第五电阻R5的另一端连接电源,所述 三极管的基极与第一发光二极管之间无线通信连接,三极管与第一发光二极管分别分布于 输液管的两侧,所述三极管的发射极接地,74HC74芯片的引脚5连接A/D转换模块(4)的输入 端。
6.如权利要求5所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述供电模块(〇包括电 源转换芯片,所述电源转换芯片的型号为LM1117芯片,所述LM1117芯片的输入端分别连接 第二电容C2的一端、第二二极管D2的负极、以及电源,所述第二二极管D2的正极依次通过开 关、电源连接第二电容C2的另一端并接地,第二电容C2的另一端分别连接第三电容C3的一 端、第四电容C4的一端、第六电阻R6的一端,所述第六电阻R6的另一端连接第三发光二极管 D3的负极,所述第三发光二极管D3的正极分别连接第三电容C3的另一端、第四电容C4的另 —端、LM1117芯片的输出端以及3.3V电源。
7. 如权利要求1〜6任意一项所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述无线发 射装置包括信号发射芯片,所述信号发射芯片的型号为nrf24L01;所述无线接收装置包括 信号接收芯片,所述信号接收芯片的型号为nrf24L01。
8. 如权利要求7所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述控制模块(1)包括控 制芯片,所述控制芯片的型号为STM32系列芯片。
9. 如权利要求8所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述电机驱动模块(9)包 括电机驱动芯片,所述电机驱动芯片的型号为L29:3D;所述步进电机(10)采用15BY20型永磁 步进电机。
10. 如权利要求9所述的一种输液电子监控系统,其特征在于:所述报警显示模块(8)包 括LED显示屏和蜂鸣器。
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