CN202289072U - 一种输液报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种输液报警器，包括外壳、挂钩、报警电路，其特征是，所述的报警电路中设置有无线网络模块以及条形码扫描模块；所述的无线网络模块为Zigbee模块；所述的采用报警电路采用MCU芯片作主控器；还具有无线接收接收器；所述的报警电路中测重力电路中设置仿真A/D转换模块；所述的电源管理模块中具有稳压电路。

Description

一种输液报警器

技术领域

本实用新型涉及一种输液报警器。 

背景技术

目前，市面上的输液报警器大致分为三类：机械式、电子式、按铃式。这三类均为单机版，只在病房内发出报警。 

机械式：这种报警器根据物理学原理构制而成。由于药液产生一定的压强，此时相关的触点开关接通或分离，当工作指示灯亮时，为正常输液；当药液减少到一定程度时，压强减小弹簧片弹起，相关触点接通或分离，致使报警指示灯亮，扬声器报警。这种报警的缺点是测试药液压强的探头要伸入药液中，对药液有一定的污染。 

电子式：例如，中国专利01208756.4(电子输液报警器)提出一种夹于瓶颈外部的电子输液报警器，该报警器由夹于瓶颈的固定夹和置于夹腔内的控制电路组成，当检测到药液下降到约30ml左右的设定高度时发出报警信号。正常情况下医护人员在50m内可以清晰的听到报警声。但是，因为现在使用的输液瓶规格不一，甚至普遍使用输液袋，这使得夹于输液瓶外部的报警器受到很大局限，这是其一；其二，报警范围只能在50米以内；其三，夹式结构的报警器在更换输液瓶时不灵便。 

按铃式：在病房的墙壁上安装的一种报警器，与护士值班室的喇叭导线连接。当输液即将结束时由陪护人员按设置在警报器上的按钮，电路接通，病房及护士值班室中安装的喇叭同时发出报警声。缺点是需要有陪护人员的监护，不能自动报警；护士亦不能准确了解输液情况，若出现意外情况很容易耽误时 间。 

发明内容

本实用新型的目的是提出一种网络式的输液报警器，原理是采用称重量的方式计算剩余药液的容量，包括外壳、挂钩、报警电路。其特征是，所述的报警电路中设置有Zigbee无线网络模块以及条形码扫描模块与控制器连接。 

该实用新型由Mcu主控器、电源管理模块、按键接口模块、声光报警模块、Zigbee无线网络模块、重力检测模块和条形码扫描模块七部分组成。 

Mcu主控器分别与电源管理接口、按键接口模块、声光报警模块、无线联网模块、重力检测模块、条形码扫描模块连接。其内部包含A/D转换单元、I/O接口、中央控制单元及逻辑控制单元，中央控制及逻辑控制单元连接外部输出电路。 

电源管理模块为报警器的各部分提供所需电源，它主要由低电压检测电路、电源启动电路、电压转换电路、驱动电路、控制逻辑电路、RAM保护电路以及稳压电路六部分构成。电源启动电路负责电源的启动和重启，产生电源启动信号；低电压检测电路是对内部电源进行监测，产生低电压事件信号；电压转换电路在逻辑控制电路的控制下对外部电源进行转换，提供电压给驱动电路。驱动电路分别向系统芯片中的快闪存储器、微控制器提供电源电压。逻辑电路是电源管理模块的大脑，和Mcu、电源启动电路、低电压检测电路相互关联，对电压转换电路进行控制，达到确定电源管理模块工作状态的目的，实现对电源的动态管理。驱动电路是对电压转换电路提供的电压进行调整，加大驱动能力，它是由一个采用源极跟随接法的NMOS和一个旁路电容构成，接入一个很小的电流就能获得很大的输出电流。逻辑控制电路是电源管理模块的控制部分，由重写电路、状态控制电路、模拟控制电路、低电压逻辑电路、重启控制电路五部 分组成，重启控制电路接收电源启动信号和由低电压逻辑控制电路产生控制信号给重写电路，由重写电路完成系统启动时各个状态控制位的初值设定。按键接口模块负责报警器的开/关机操作，由自锁电路和延迟电路构成。开机后靠自锁电路保持开机，关机时为避免误操作，长按2秒才关机。 

声光报警模块负责在药液的容量达到某一规定值时发出声音和灯光闪烁报警，包括红外发射电路、红外接收放大电路、驱动电路和声光报警电路，其中红外发射模块经红外接收放大模块接驱动模块，驱动模块接声光报警模块，其特征在于：红外发射模块电路包括传感器、脉冲发射器、电阻和红外线发射管，其中脉冲发射器的输入端接传感器、输出端经电阻接红外线发射管，红外线发射管的输出端接地。 

Zigbee网络模块建立报警器与医院输液管理系统的网络连接。数据接收端使用相同的无线收发模块，并利用RS232异步串口与PC机通信。其功能相当于一个接入点，接收采集数据并上传给医院输液管理系统。本实用新型中的ZigBee模块采用CC2500ZigBee模块，CC2500是一款低成本、低功耗、高性能的无线收发芯片。其工作频段为2.4GHz的ISM频段；具有良好的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力；在休眠模式时仅0.9mA的流耗，外部中断或RTC能唤醒系统；在待机模式时少于0.6mA的流耗，外部中断能唤醒系统，硬件支持CS-MA/CA功能，电压为(1.8～3.6)V；在传输模式下，当输出功率为-12dBm时，电流消耗为12mA。CC2500的接收器敏感度为-101dBm(在10kbps时)，最大输出功率为0dBm，数据速率可在(1.2～500)kbps之间变化；带有2个强大的支持几组协议的USART，以及1个MAC计时器、1个常规的16位计时器和2个8位计时器。系统工作原理：当传感器测试到输液瓶或输液袋的瞬间容量时，由无线传输模块把信息发送至输液管理系统，由输液管理系统对这些数据进行计算处理，模 拟出输液状态的动画。根据预先设定的有关规则，将这些数据转换为适当的报警动作指标，相应地发出报警。医护人员根据监控系统提示进行操作。 

重力检测模块由应力传感器、仿真A/D转换电路构成。应力传感器能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。仿真A/D转换电路把这些信号通过A/D转换后变成数字信号，上传至Mcu主控器。 

条形码扫描模块负责扫描输液瓶或输液袋上的ID号，据此得到相应的报警重量从而开启监控工作。条形码扫描模块由扫描镜、红外聚光镜、红外探测器、信号处理电路、发光二极管阵列、发光二极管聚光镜、透镜以及显示屏构成。当红外行扫仪工作时，行扫仪对准输液瓶或输液袋上的ID号，其扫描镜在两个止挡间作周期性的摆动进行扫描。扫描镜的一面将被测景物的可见光透射过去，使操作人员能够观察到视场内目标的可见光图像；扫描镜的另一面则把目标的红外辐射反射到红外聚光镜上，经过汇聚到达红外探测器。被测物的红外辐射由红外探测器转换为相应的电信号，再经放大处理后送到发光二极管阵列使二极管发光，二极管对应的信号幅度越高，其发光的位置也越高。发光二极管阵列的光束再通过扫描镜的反射到达显示屏，从而在显示屏上显示出被测物体的可见光图像与一条供读出温度用的红色热模拟迹线的叠加图像。 

医院的输液管理系统的PC界面上显示八个参数：病人姓名、病房号、床位号、医护人员姓名、药液名称、点滴剩余时间、药液剩余容量和点滴速度。医护人员端口设置有接收器，计算机可根据上述参数模拟出输液状态的动画。读条形码、按键、开机瞬间、挂上输液袋开始输液瞬间以及出现异常情况的时候，都有声音提示，从而实现报警器对整个输液过程的实时监测。 

综上所述，上述装置具有如下特点： 

1.采用Zigbee无线网络模块，具有联网功能，实现病人与输液管理系统之 间的网络连接。 

2.报警器的上安装有条形码扫描模块，设定的报警容量值由每次扫描输液瓶或输液袋上的条形码所决定。 

3.医护人员端口设置有接收器，计算机可根据获得的参数模拟出输液状态的动画，实现对输液全程的实时可视监测。 

附图说明

图1为本实用新型结构框图； 

图2为本实用新型主控器电路图； 

图3为本实用新型条码扫描模块电路图； 

图4为本实用新型条码扫描模块工作原理图； 

图5为本实用新型重力检测模块电路图； 

图6为本实用新型无线网络模块电路图； 

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细介绍： 

图1中，整个装置共用一个主控器1，用以报警器的相关指令及运算以及存储实时监测的重量数据，分别相接有电源管理接口2、按键接口模块3、声光报警模块4、无线联网模块5、重力检测模块6、条形码扫描模块7。电源管理模块2为报警器的各部分提供所需电源；按键接口模块3负责报警器的开/关机操作；声光报警模块4负责在药液的容量达到某一规定值时发出声音和灯光闪烁报警；无线联网模块5建立报警器与医院输液管理系统的网络连接；重力检测模块6利用称重传感器把监测到的数据上传至主控器1；条形码扫描模块7负责扫描输液瓶或输液袋的ID号。 

图2为输液报警器主控模块电路图。如图所示，引脚hot_out接条形码扫 描信号处理电路，引脚hx_start接重量检测电路，引脚21-引脚25接各个指示灯，引脚z_start接zigbee无线网络电路。 

图3、图4分别为输液报警器条码扫描模块电路图和条码扫描模块工作原理图。输液报警器的外壳上装有扫描装置，通过扫描粘贴在输液袋上的条形码实现病患信息关联。条形码扫描模块由扫描镜71、红外聚光镜72、红外探测器73、信号处理电路74、发光二极管阵列75、发光二极管聚光镜76、透镜77以及显示屏78构成。当条形码扫描模块工作时，行扫仪对准输液瓶或输液袋上的ID号，其扫描镜71在两个止挡间作周期性的摆动进行扫描。扫描镜71的一面将被测景物的可见光透射过去，使操作人员能够观察到视场内目标的可见光图像；扫描镜71的另一面则把目标的红外辐射反射到红外聚光镜72上，经过汇聚到达红外探测器73。被测物的红外辐射由红外探测器73转换为相应的电信号，再经放大处理后送到发光二极管阵列75使二极管发光，二极管对应的信号幅度越高，其发光的位置也越高。发光二极管阵列75的光束再通过扫描镜71的反射到达显示屏78，从而在显示屏上显示出被测物体的可见光图像与一条供读出温度用的红色热模拟迹线的叠加图像。扫描装置在整个监测过程中设置为间歇式工作方式，每隔预定的时间启动一次，当没有条形码靠近时，扫描装置不发出红外线。 

图5为重力检测模块电路图，如图所示HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的 64增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。重力检测模块由应力传感器、仿真A/D转换电路构成。应力传感器能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。仿真A/D转换电路把这些信号通过A/D转换后变成数字信号，上传至Mcu主控器。 

图6为无线网络模块电路图。Zigbee网络模块建立报警器与医院输液管理系统的网络连接。数据接收端使用相同的无线收发模块，并利用RS232异步串口与PC机通信。其功能相当于一个接入点，接收采集数据并上传给医院输液管理系统。本实用新型中的ZigBee模块采用CC2500ZigBee模块，CC2500是一款低成本、低功耗、高性能的无线收发芯片。其工作频段为2.4GHz的ISM频段；具有良好的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力；在休眠模式时仅0.9mA的流耗，外部中断或RTC能唤醒系统；在待机模式时少于0.6mA的流耗，外部中断能唤醒系统；硬件支持CS-MA/CA功能；电压为(1.8～3.6)V；在传输模式下，当输出功率为-12dBm时，电流消耗为12mA。CC2500的接收器敏感度为-101dBm(在10kbps时)；最大输出功率为0dBm，数据速率可在(1.2～500)kbps之间变化；带有2个强大的支持几组协议的USART，以及1个MAC计时器、1个常规的16位计时器和2个8位计时器。系统工作原理：当传感器测试到输液瓶或输液袋的瞬间容量时，由无线传输模块把信息发送至输液管理系统，由输液管理系统对这些数据进行计算处理，模拟出输液状态的动画。根据预先设定的有关规则，将这些数据转换为适当的报警动作指标，相应地发出报警。医护人员根据监控系统提示进行操作。 

使用步骤： 

首先要给每个输液瓶或输液袋标示一张唯一ID条形码，输液报警器利用条形码扫描得到该ID号，并根据该ID号向PC机系统请求得到相应的报警重量，从而开启监控工作。挂上输液袋后启动输液监控，工作灯慢闪烁，指示已经处于监控状态。扫描装置在整个监测过程中设置为间歇式工作方式，每隔预定的时间启动一次，当没有条形码靠近时，扫描装置不发出红外线。 

输液报警器的原理是采用称重量的方式计算剩余药液的容量，1ml的药液近似看成为1g的重量，将称出的所有重量减去瓶子和输液管等物品的固定重量就是剩余药液的重量，换算成容量后就可以得知剩余药液的容量，当达到设定容量值的时候，报警器和输液管理系统同时报警，当医护人员按【确认】按钮后。输液报警同时解除。关机时为避免误操作，输液报警器上的按钮长按2秒才关机。 

Claims (6)

1.一种输液报警器，包括外壳、挂钩、报警电路，其特征是，所述的报警电路中设置有无线网络模块以及条形码扫描模块。

2.根据权利要求1所述的输液报警器，其特征是，所述的无线网络模块为Zigbee模块。

3.根据权利要求1所述的输液报警器，其特征是，所述的采用报警电路采用MCU芯片作主控器。

4.根据权利要求1或2或3任一所述的输液报警器，其特征是，还具有无线接收接收器。

5.据权利要求4所述的输液报警器，其特征是，所述的报警电路中测重力电路中设置仿真A/D转换模块。

6.据权利要求5所述的输液报警器，其特征是，所述的电源管理模块中具有稳压电路。

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