智能医疗监护机器人

白士宇 李鹤 姜德文 侯东旭 沈阳工学院

智能医疗监护机器人

白士宇 李鹤 姜德文 侯东旭 沈阳工学院

医院进行治疗时，对患者进行的监控，需要由陪侍人员或者医务工作者实时陪伴照顾，这样既加重了医护工作者的工作负担，也让病区的综合管理变得不便利。随着科技的不断进步，实时医疗监控已成为现代医疗中应该具备的一部分。随着单片机在监测和报警技术中的发展，其在提高电子医疗设备性价比，促进电子医疗设备的发展和普及中起到越来越重要的作用。

STM32单片机 医疗监护 智能监护

该设计智能医疗监护系统研究主体功能有三个：输液监控、智能药箱、语音陪伴。其中输液监控和智能药箱分别位于机器人的两侧。该智能监护系统主要利用高性能STM32单片机作为核心，通过程序控制高精度红外滴速监测模块，智能控温加热模块，可调控气泵加压模块，人工智能语音识别模块来实现更加精确监测与控制。

1 系统设计

1.1 硬件设计

系统的硬件主要包括智能药盒，LCD屏，音响，高精度红外滴速监测模块，智能控温加热模块，可调控气泵加压模块，人工智能语音识别模块。

除了传统的监控功能，我们的监护机器人还能增加一键报警功能，出现异常情况时，病人或家属可以通过报警按键或语音，呼叫医护人员及时处理，避免危险发生。

单片机会将处理好的程序通过无线模块发送给接收端，接收端通过解码将数据传给电脑，并在上位机软件中显示出来。输出的PWM信号控制驱动模块的电压输出，从而控制气泵的转速，起到控压的作用，达到不用高悬吊瓶且能正常输液的效果。

图1 实物结构图

图2 上位机设计图

1.2 软件设计

上位机软件使用VB．net进行开发，与机器人通过无线的方式进行通信，既能完成输液情况的远程实时监控，还能方便的设置药箱提醒时间。上位机分别设置有“智能药箱”和“输液控制”两个模块。在“智能药箱”模块体中有12个按钮分别代表对应位置的药盒。点击药盒按钮后，窗体会显示一个界面，界面中包括药品名称，每次剂量以及服药时间三个关键信息。完整输入信息并点击确定，该药盒就会在设定的时间提醒病人用药。

使用时首先利用上位机软件设置用药信息，并通过无线通信方式下载到监控机器人的处理器上，到了规定的用药时间，处理器控制药盒的数码管循环发光显示，并且有提示语音，病人可根据提示打开对应药盒。

2 系统测试

滴速监测情况（20分钟）见表1。

表1 滴速监测情况

加热测试情况（100次）见表2。

表2 加热测试情况

3 总结

智能机器人技术是未来技术发展的制高点，是未来新兴产业的支撑点，是未来社会服务的最佳帮手。

此产品运用低成本气泵解决吊瓶高挂的缺陷，高精度传感器实现滴速监控，多级温度控制，并将信息传给无线终端。智能药盒功能可以提前设置用药提醒。利用语音识别功能与机器人进行简单交谈，或播放音乐等舒缓患者情绪。

发展智能机器人产业集群，面向新兴制造业，深入研究分析产学研用之道，提高集成技术，使智能机器人发展真正做到产业化，系统集成化，实现资源优势互补。

该产品可广泛的应用于医院与诊所和家庭私人护理。由于产品体积小、成本低、性能优异，便于市场推广，更可以针对不同层次的用户，定制更复杂的监护功能，提升用户的体验感。

白士宇，男，本科在读，研究方向为嵌入式开发。李鹤（通讯作者），男，沈阳工学院信息与控制学院专业教师，研究方向为人工智能，嵌入式系统开发。