CN113952546A - 输液滴速的获取方法、调控方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种输液滴速的获取方法、调控方法、装置、设备及存储介质。该获取方法包括：获得光电数字信号的数字信号序列；对数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；基于数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个信号峰之间的时间差；根据时间差计算出液滴峰频率原始值；在液滴峰频率原始值与信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；根据液滴峰频率修正值计算得到输液滴速。本申请的输液滴速的获取方法，能够得到输液滴速，节省了人工成本，且计算结果准确度高，得到的计算结果能够为医务人员提供参考。
Description
技术领域
本申请涉及医用设备技术领域，具体涉及一种输液滴速的获取方法、获取装置、调控方法、调控装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
静脉输液是不经过吸收过程直接从静脉将药物输入人体循环系统，经过血液循环直达机体各器官和组织的给药方法。静脉输液中滴速事关患者疗效及用药安全。维持滴速恒定，使得在相对时间内药物输注浓度和输液量保持稳定，有助于维持心脏负荷。如果输液滴注过慢或者过快，可能会引起不良反应、达不到预期疗效，甚至危害病人生命监控。输液器的莫非氏滴壶一般由护士人工目测观察估计滴速，然后根据估计滴速通过人工干预去控制下端的滑轮或机械装置实现下端液管的流速和卡紧，从而达到控制滴速的效果。然而，通过人工观测估计静脉输液莫非氏滴壶的滴速，需要耗费大量人工成本，且人工对滴速的估计结果并不精确。
发明内容
本申请的目的是提供一种输液滴速的获取方法、获取装置、调控方法、调控装置、电子设备及计算机可读存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种输液滴速的获取方法，包括：
对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
在本申请的一些实施例中，在所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换之前，所述方法还包括：
对所述数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理，获得处理后的数字信号序列；
所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，替换为对所述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换；
所述基于所述数字信号序列查找信号峰，替换为基于所述处理后的数字信号序列查找信号峰。
在本申请的一些实施例中，所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，包括：
给所述数字信号序列加入汉明窗；
对加入所述汉明窗之后的数字信号序列进行快速傅立叶变换。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种输液滴速的获取装置，包括：
采样模块，用于对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
变换模块，用于对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
查找模块，用于基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
第一计算模块，用于根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
第二计算模块，用于在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
第三计算模块，用于根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
在本申请的一些实施例中，所述装置还包括增强处理模块，所述增强处理模块用于在所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换之前，对所述数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理，获得处理后的数字信号序列；
所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，替换为对所述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换；
所述基于所述数字信号序列查找信号峰，替换为基于所述处理后的数字信号序列查找信号峰。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种输液滴速的获取设备，包括：
光电传感装置，设置于莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
处理器，与所述光电传感装置相连接；
所述处理器用于执行上述任一项的输液滴速的获取方法。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种输液滴速的调控装置，包括：
光电传感装置，设置于输液管的莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
步进电机装置，与输液管的调节阀相连接，用于在自身运行时带动所述调节阀以调节所述调节阀的开度；
处理器，分别与所述光电传感装置以及所述步进电机装置相连接；
所述处理器用于实现：
至少实施一次上述任一项的输液滴速的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的；
根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系；
根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种输液滴速的调控方法，通过上述的输液滴速的调控装置实现；所述调控方法包括：
所述处理器至少实施一次上述的输液滴速的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的；
所述处理器根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系；
所述处理器根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种输液装置，包括输液管以及上述任一项的输液滴速的调控装置。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现上述任一项的输液滴速的获取方法，和/或上述任一项的输液滴速的调控方法。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现上述任一项的输液滴速的获取方法，和/或上述任一项的输液滴速的调控方法。
本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例的一个方面提供的输液滴速的获取方法，基于设置于莫非氏滴管上的光电传感装置所获得的光电数字信号，进行快速傅立叶变换以及卡尔曼自适应估计处理等操作，计算得到输液滴速，节省了人工成本，且计算结果准确度高，得到的计算结果能够为医务人员提供参考。
本申请实施例的另一个方面提供的输液滴速的调控方法，基于莫非氏滴管的光电数字信号，进行快速傅立叶变换以及卡尔曼自适应估计处理等操作，计算得到输液滴速，根据输液滴速获得对应的步进电机装置位移步数，通过驱动步进电机装置实现该位移步数，从而实现了对输液滴速的精确调控，节省了人工成本，且调控精确度高，能够很好地满足实际应用的需要。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，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他的附图。
图1示出了本申请的一个实施例的输液滴速的获取方法流程图；
图2示出了本申请的另一实施例的输液滴速的获取方法流程图；
图3(a)示出了本申请一个实施例中数字信号序列处理前的序列图；
图3(b)示出了图3(a)所示的数字信号序列的处理后的序列图；
图4(a)示出了本申请一个实施例中液滴峰值的序列图；
图4(b)示出了对图4(a)所示液滴峰值的序列进行增强处理后的序列图；
图5(a)示出了本申请一个实施例中的数字信号序列图；
图5(b)示出了对图5(a)所示数字信号序列加入汉明窗之后的示意图；
图6示出了本申请一个实施例中得到的基频的示意图；
图7示出了本申请的一个实施例的输液滴速的获取装置结构框图；
图8示出了本申请的一个实施例的输液滴速的获取设备结构框图；
图9示出了本申请的一个实施例的输液滴速的调控装置结构框图；
图10示出了本申请的一个实施例的电子设备结构框图；
图11示出了本申请的一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，本申请的一个实施例提供了一种输液滴速的获取方法，包括以下步骤：
S10、对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的。
光电数字信号即将被测量的变化转换为光量的变化，通过光电传感装置将光量变化转换成模拟电信号，再通过模数转换电路将模拟电信号转换成的数字电信号。
光电传感装置例如可以为光电传感器或者其他光电传感器装置。具体地，通过光电传感器获取莫非氏滴壶(murphy's dropper，也可以称为墨菲氏滴管，或者也可以称为滴壶或滴斗)的光信号并将该光信号转换为模拟电信号，通过模数转换电路将该模拟电信号进行ADC模数转换得到数字信号，将该数字信号传入处理器进行处理。光电传感器可以设置在莫非氏滴壶上，能够获取莫非氏滴壶的光信号。莫非氏滴壶内液滴滴落时会导致莫非氏滴壶内的光信号产生扰动。
所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；该数字信号序列为光电信号记录电压的高精度分辨率数字信号序列。
例如，原本采样频率为faHz，位数为n比特，预期获得位数n+k比特，即增加k位，对信号序列每4k个离散采样点计一段求总和，然后对所求该总和右移k位，下一段依此类推，这些右移之后的序列，即可得到采样频率为fb＝fa/4kHz，位数为n+k比特的新信号序列。
S20、对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频。
S30、基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差。
S40、根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值。
S50、在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值。
S60、根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
如图2所示，本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的获取方法，包括以下步骤：
S001、获取光电数字信号。
通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得光电数字信号。
S002、对该光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列。
S003、对该数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理等处理，获得处理后的数字信号序列。
具体地，对新的信号序列设定一窗长为L的滑动窗(即取一段长度为L个离散点，逐点依次向后)，计算该窗内信号序列的总和SUM，然后计算出该窗算术平均值SUM/L。然后将每一个新序列值s'减去每一次的窗算术平均值SUM'/L，按照公式(1)得到去除直流成分的交流信号序列。如图3(a)所示为数字信号序列处理前的序列图，如图3(b)所示为图3(a)所示的数字信号序列的处理后的序列图。
x'＝s'-SUM'/L 公式(1)
按照公式(2)对交流信号序列m点滑动平均，降低液滴峰临近的毛刺。
x＝(xi+1+xi+2...+xi+m)/m 公式(2)
在上述信号序列基础上设立一窗长为N的观察窗，找出窗内极大值Xmax，所有序列除以该极大值x/Xmax。如图4(a)所示为实现液滴峰值增强之前的序列图，如图4(b)所示为实现液滴峰值增强之后的序列图。
通过步骤S003的去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理等处理，能够使液滴峰值得到增强。
S004、对上述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换(FFT)，获得信号基频。
具体地，给上述处理后的数字信号序列加入汉明窗，并计算该加入汉明窗之后的数字信号序列的快速傅立叶变换，然后计算出基频fdrip。图5(a)为数字信号序列图，图5(b)为对图5(a)所示数字信号序列加入汉明窗之后的示意图。FFT之后得到的基频如图6所示。基频fdrip单位可以为Hz。
S005、基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差。
基于上述处理后的数字信号序列查找信号峰，将查找到的每一信号峰标记为疑似液滴，将相邻两次信号峰之间的时间差标记为疑似液滴时间间隔。
后一次信号峰与前一次信号峰之序列时间差即可确定为疑似液滴时间间隔。
S006、根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值。
根据前述疑似液滴时间间隔计算出液滴峰频率。
例如，基于处理后的数字信号序列，设立一窗长为7观察窗，窗内的信号序列(zi-3,zi-2,zi-1,zi,zi+1,zi+2,zi+3)，如果满足zi>zi-3和zi>zi+3，则此三点近似为三角形，则视为信号峰，暂存该信号峰的序列次序i。下一个信号峰序列次序j，前后两个信号峰的次序之差Δd＝j-i，得到疑似液滴电信号的发生频率fc＝fb/Δd Hz。该发生频率fc即液滴峰频率原始值。窗长可以根据实际需要进行设定，可以设定为除了7以外的其他数值。
S007、在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值。
将上述的液滴峰频率与前述信号基频进行比较，若二者差值小于预设阈值，则将上述的液滴峰频率传入卡尔曼自适应估计算式中，通过卡尔曼自适应估计算式计算出估计的频率。
如果两者相近即可将每一次换算的频率传入卡尔曼自适应估计算式中。卡尔曼自适应估计算式输出估计的频率。此估计的频率按一分钟计就是精准的滴速。
例如，比较信号基频fdrip和上述的液滴峰频率fc，若满足p×fdrip＜fc＜q×fdrip,(p∈(0,1),q∈(1，2))，则判定液滴峰频率与信号基频相近，将液滴峰频率fc传入卡尔曼自适应估计算式。
将上述的液滴峰频率fc代入卡尔曼自适应估计算式中计算卡尔曼自适应估计值zk，具体地：
计算k时刻的残差
计算残差的协方差
Sk＝HkPk|k-1Hk T+Rk 公式(4)；
计算最优卡尔曼增益
Kk＝Pk|k-1Hk TSk -1 公式(5)；
获取k时刻的状态估计值
获取k时刻更新的协方差估计值
Pk|k＝(I-KkHk)Pk|k-1 公式(7)，
由算式迭代得到估计值
其中，在上述各公式中，zk代表卡尔曼自适应估计值，
代表k时刻的测量残差，Hk代表k时刻的状态观测矩阵，
代表由k-1时刻推及k时刻的预测值，Sk代表测量残差的协方差矩阵，Pk|k-1代表后验估计误差的协方差矩阵，
代表Hk的转置矩阵，Rk代表观测噪声的协方差矩阵，Kk代表卡尔曼增益，
代表Sk的逆矩阵，
代表k时刻的估计值，Pk|k代表k时刻的估计误差的协方差矩阵，I代表单位矩阵。
S008、根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
例如，若液滴滴速的单位为滴/分钟，则根据估计值
计算得到液滴滴速
滴/分钟。
本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的获取方法，具体实施步骤如下：
步骤1：对ADC模数转换后的信号进行过采样。例如原本采样频率为faHz，位数为n比特，预期获得位数n+k比特，即增加k位，对信号序列每4k个离散采样点计一段求总和，然后对所求该总和右移k位，下一段依此类推，这些右移之后的序列，即可得到采样频率为fb＝fa/4kHz，位数为n+k比特的新信号序列。进入步骤2。
步骤2：对新的信号序列设定一窗长为L的滑动窗(即取一段长度为L个离散点，逐点依次向后)，计算该窗内信号序列的总和SUM，然后计算出该窗算术平均值SUM/L。然后将每一个新序列值s'减去每一次的窗算术平均值SUM'/L，按照公式(1)得到去除直流成分的交流信号序列，进入步骤3。如图3所示为信号序列处理前后。
x'＝s'-SUM'/L 公式(1)
步骤3：按照公式(2)对交流信号序列m点滑动平均，降低液滴峰临近的毛刺。进入步骤4。
x＝(xi+1+xi+2...+xi+m)/m 公式(2)
xi+1+xi+2...+xi+m代表前后相邻的取样点值之和，m代表取样点的个数，例如m＝6即代表6个取样点。
步骤4：在上述信号序列基础上设立一窗长为N观察窗，找出窗内极大值Xmax，所有序列除以该极大值x/Xmax。进入步骤5。如图4所示，实现液滴峰值增强的效果。
步骤5：对步骤4所得序列加汉明窗并计算该序列的FFT快速傅立叶变换并求出基频fdripHz。进入步骤6。信号序列加窗和计算FFT基频如图5，图6所示。
步骤6：。对步骤4所得序列判断信号峰，设立一窗长为7观察窗，若窗内的信号序列(zi-3,zi-2,zi-1,zi,zi+1,zi+2,zi+3)，如果满足zi>zi-3和zi>zi+3此三点近似三角形，则视为信号峰，暂存该信号峰的序列次序i。下一个信号峰序列次序j，前后两个信号峰的次序之差Δd＝j-i，得到疑似液滴电信号的发生频率fc＝fb/Δd Hz。进入步骤7。
(zi-3,zi-2,zi-1,zi,zi+1,zi+2,zi+3)代表选取的7个取样点。
步骤7：根据步骤5计算求得的基频fdrip和步骤6计算求得的液滴峰频率fc，若满足p×fdrip＜fc＜q×fdrip,(p∈(0,1),q∈(1，2))液滴峰频率与基频相近，将液滴峰频率fc传入卡尔曼自适应估计算式。进入步骤8。其中p代表下限系数，例如可以为0.75。q代表上限系数，例如可以为1.25。
步骤8：将步骤7液滴峰频率fc代入卡尔曼自适应估计算式zk：
Sk＝HkPk|k-1Hk T+Rk 公式4
Kk＝Pk|k-1Hk TSk -1 公式5
Pk|k＝(I-KkHk)Pk|k-1 公式7
由算式迭代得到估计输出
由此输出换算出液滴滴速
滴/分钟。本申请的另一个实施例还提供了一种输液滴速的调控方法，包括上述实施例的输液滴速的获取方法，以及
步骤9：根据前述步骤实时监测到的液滴滴速v滴/分钟，以及想要达成的预期滴速u滴/分钟，可以得出是增加滴速还是减缓滴速，从而判断出电机去带动机械传动装置推挤过程中，电机的转向是想顺时针转动还是逆时针转动。进入步骤10。
步骤10：由大量重复实验观测的步进电机位移与滴速表格，从表格中找出预期滴速对应的电机位移步数，驱动电机实施对应的位移步数。
本申请实施例提供的输液滴速的获取方法，基于设置于莫非氏滴管上的光电传感装置所获得的光电数字信号，进行快速傅立叶变换以及卡尔曼自适应估计处理等操作，计算得到输液滴速，节省了人工成本，且计算结果准确度高，得到的计算结果能够为医务人员提供参考，能够很好地满足实际应用的需要。
如图7所示，本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的获取装置，包括：
采样模块，用于对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
变换模块，用于对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
查找模块，用于基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
第一计算模块，用于根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
第二计算模块，用于在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
第三计算模块，用于根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的获取装置，包括：
采样模块，用于对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
增强处理模块，用于对所述数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理，获得处理后的数字信号序列；
变换模块，用于对所述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
查找模块，用于基于所述处理后的数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
第一计算模块，用于根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
第二计算模块，用于在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
第三计算模块，用于根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
如图8所示，本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的获取设备，包括：
光电传感装置，设置于莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
处理器，与所述光电传感装置相连接；
所述处理器用于执行上述任一实施例的输液滴速的获取方法。
如图9所示，本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的调控装置，包括：
光电传感装置，设置于输液管的莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
步进电机装置，与输液管的调节阀相连接，用于在自身运行时带动所述调节阀以调节所述调节阀的开度；
处理器，分别与所述光电传感装置以及所述步进电机装置相连接；
所述处理器用于实现：
至少实施一次上述任一实施例的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的；
根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系；
根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
例如，若步进电机装置正转时带动调节阀压缩输液管的管道，则此时步进电机装置的位移步数与调节阀的开度成反比，即正转的位移步数越多，调节阀的开度越小，滴速相应越小；则当步进电机装置反转时，能够带动调节阀松开输液管的管道，且反转的位移步数越多，调节阀的开度越大，滴速相应越大。
本申请的另一个实施例提供了一种输液滴速的调控方法，包括以下步骤：
S1、至少实施一次上述实施例中输液滴速的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的。
S2、根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系。
步进电机装置可以包括与输液管的调节阀相连接的步进电机，步进电机的运转能够带动调节阀移动。调节阀设置在输液管的管道上，能够挤压或松开输液管的管道，挤压输液管的管道时管道截面面积减小，滴液速度降低，松开输液管的管道时管道截面面积相应增大，滴液速度提高，通过调控步进电机装置的步进电机位移步数即可实现对滴液速度的调控。步进电机的正反转能够带动调节阀向正反方向移动。
具体地，可以通过多次实验，记录每次实验的输液总量、步进电机装置推挤下端液管的位移步数以及滴速的数据，得到多次实验的输液总量、位移步数与滴速的对应数据表格。
处理器依据上述所有的对应数据表格，计算出位移步数与滴速之间的对应关系。
S3、根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
处理器根据该对应关系，根据输液计划中的预设输液滴速，查找到对应于该预设输液滴速的对应位移步数，处理器驱动电机完成对应的位移步数，从而达到精确控制滴速的效果。
本申请实施例提供的输液滴速的调控方法，基于莫非氏滴管的光电数字信号，进行快速傅立叶变换以及卡尔曼自适应估计处理等操作，计算得到输液滴速，根据输液滴速获得对应的步进电机装置位移步数，通过驱动步进电机装置实现该位移步数，从而实现了对输液滴速的精确调控，节省了人工成本，且调控精确度高，能够很好地满足实际应用的需要。
本申请的另一个实施例提供了一种输液装置，包括输液管以及上述任一实施例的输液滴速的调控装置。输液管包括管道、莫非氏滴管和调节阀等部件。输液管的调节阀与调控装置的步进电机装置相连接，步进电机装置能够在自身运行时带动所述调节阀以调节所述调节阀的开度。
本申请的另一个实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现上述任一实施例的输液滴速的获取方法，和/或上述任一实施例的输液滴速的调控方法。参考图10所示，电子设备10可以包括：处理器100，存储器101，总线102和通信接口103，所述处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接；所述存储器101中存储有可在所述处理器100上运行的计算机程序，所述处理器100运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的方法。
其中，存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还可以包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器100在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述方法可以应用于处理器100中，或者由处理器100实现。
处理器100可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器，可以包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101，处理器100读取存储器101中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现上述任一实施例的输液滴速的获取方法，和/或上述任一实施例的输液滴速的调控方法。参考图11，其示出的计算机可读存储介质为光盘20，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的方法。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是：
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用，模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外，不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种输液滴速的获取方法，其特征在于，包括：
对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
2.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，在所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换之前，所述方法还包括：
对所述数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理，获得处理后的数字信号序列；
所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，替换为对所述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换；
所述基于所述数字信号序列查找信号峰，替换为基于所述处理后的数字信号序列查找信号峰。
3.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，包括：
给所述数字信号序列加入汉明窗；
对加入所述汉明窗之后的数字信号序列进行快速傅立叶变换。
4.一种输液滴速的获取装置，其特征在于，包括：
采样模块，用于对光电数字信号进行过采样处理，获得数字信号序列；所述光电数字信号是通过设置于莫非氏滴管上的光电传感装置获得的；
变换模块，用于对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，获得信号基频；
查找模块，用于基于所述数字信号序列查找信号峰，计算每相邻两个所述信号峰之间的时间差；
第一计算模块，用于根据所述时间差计算出液滴峰频率原始值；
第二计算模块，用于在所述液滴峰频率原始值与所述信号基频的差值小于预设阈值的情况下，对所述液滴峰频率原始值进行卡尔曼自适应估计处理，得到液滴峰频率修正值；
第三计算模块，用于根据所述液滴峰频率修正值计算得到所述输液滴速。
5.根据权利要求4所述的获取装置，其特征在于，所述装置还包括增强处理模块，所述增强处理模块用于在所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换之前，对所述数字信号序列实施去直流成分处理、平滑处理和特征峰值增强处理，获得处理后的数字信号序列；
所述对所述数字信号序列进行快速傅立叶变换，替换为对所述处理后的数字信号序列进行快速傅立叶变换；
所述基于所述数字信号序列查找信号峰，替换为基于所述处理后的数字信号序列查找信号峰。
6.一种输液滴速的获取设备，其特征在于，包括：
光电传感装置，设置于莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
处理器，与所述光电传感装置相连接；
所述处理器用于执行如权利要求1-3任一项所述的获取方法。
7.一种输液滴速的调控装置，其特征在于，包括：
光电传感装置，设置于输液管的莫非氏滴管上，用于获取光电数字信号；
步进电机装置，与输液管的调节阀相连接，用于在自身运行时带动所述调节阀以调节所述调节阀的开度；
处理器，分别与所述光电传感装置以及所述步进电机装置相连接；
所述处理器用于实现：
至少实施一次如权利要求1-3任一项所述的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的；
根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系；
根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
8.一种输液滴速的调控方法，其特征在于，通过权利要求7所述的调控装置实现；所述调控方法包括：
所述处理器至少实施一次如权利要求1-3任一项所述的获取方法，得到至少一个输液滴速，记录至少一个位移步数；所述至少一个输液滴速与所述至少一个位移步数是一一对应的；
所述处理器根据所述至少一个输液滴速以及所述至少一个位移步数，获取步进电机装置推挤输液管的位移步数与滴速之间的对应关系；
所述处理器根据所述对应关系查找到与所述预设输液滴速相对应的对应位移步数，驱动所述步进电机装置完成所述对应位移步数。
9.一种输液装置，其特征在于，包括输液管以及权利要求7所述的输液滴速的调控装置。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-3中任一所述的输液滴速的获取方法，和/或如权利要求8所述的输液滴速的调控方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以实现如权利要求1-3中任一所述的输液滴速的获取方法，和/或如权利要求8所述的输液滴速的调控方法。
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