张艳霞
(山西省中医院,太原 030012)
医疗设备智能监控系统是基于无线或有线网络的智能监控系统,可监测供电电压、电压频率、每路输出电流、有功功率及无功功率等参数,其是利用智能监控单元实现有效地远程监控的电源监控器,同时具备电源分配、防浪涌雷击和电源管理功能[1-2]。智能监控单元能够支持远程控制,具有集中式管理、自动周期控制、安全性管理、授权开关设备、设备利用率统计以及设备效益统计等功能[3]。
本文以输液设备为研究对象,对其智能监控系统进行设计,从而实现对患者的输液进行智能控制。输液设备智能监控系统是为解决输液速度过大和输液时间长且无人看护等问题,本设计是基于单片机和蓝牙无线传输技术之间进行有机结合,有效提高了输液的安全性,间接地减少了医护人员的体力和精力损耗。
输液设备智能监控系统硬件部分的设计原则应遵循安全可靠、具有非常强的抗干扰能力、在使用过程中,要通俗易懂,经济合理,能够在患者身边普及,减少患者的二次伤害[4]。其软件的主要有单片机模块、A/D转换、声光报警和LED模块等部分构成,如图1所示。
图1 输液系统智能监控系统的结构示意图
其中,每部分的作用如下。
1.1.1 单片机的选型
单片机具有功能多样、价格低廉、多种拓展和性能优越等特点,在手机、电脑、上位机等设备上得到广泛应用。输液监控系统的单片机采用哈佛型低8位的CMOS微控制器,其芯片的引脚示意图如图2所示。
1.1.2 电源电路
该监控系统的电源模块是一个非常重要的部分,直接关系到其监控系统的稳定性和可靠性,一般将家庭的交流电220V接入电源模块,再将220V的电压降低至12V和5V,分别接入对应的各个控制部分。在转换过程中,每个电源的输入端都需要接入滤波器和稳压器,以此提高电源的稳定性。
从该系统整体来分析,软件系统主要由上位机、显示器、滴速控制模块、键盘输出模块、蓝牙模块和定时中断模块等部分组成。在系统软件设计过程中,各个模块的作用如下。
图2 单片机的引脚示意图
1.2.1 滴液检测模块
滴液检测模块是依靠红外传感器感知信号,并将信号传输至单片机的A/D转换模块。若传感器检测到有液滴滴下时,就会对A/D转换模块输出电压信号,此时,单片机的电压就会发生改变,并发出脉冲信号,将计时器进行调整和累加。
1.2.2 LED 显示模块
LED显示模块的芯片选择为ST7920,该芯片采用串行模式通信,能够较好地与单片机进行通信,性能稳定,LED的程序编写分为LED初始化、写数据、写命令、读数据、串口接收和串口发送等部分。
1.2.3 蓝牙传输模块
该系统软件设计使用的蓝牙模块是通过TXD与RXD端与单片机直接进行数据通信。而蓝牙模块是通过RS232模块与上位机进行串口通信。该系统的蓝牙模块与单片机进行通信之前一般需要对单片机的参数进行初始化定义,其中,包括波特率设定、接收器和发送器模块的初始化设置。
在医疗设备智能化监控系统的测试之前,必须先检查硬件电路中各个芯片的引脚是否存在缺陷和错误,尤其是焊接是否存在虚焊等现象,以及各个模块是否能够正常工作。在进行硬件设计测试时,需要对己经设计完成的每个硬件进行静态检查,分析各个模块的功能,以此排除人为疏忽的误差,最后确定硬件设计没有错误后,再接入软件模块,进行下一步调试。最后,通过软件的控制,程序的运行,下位机的键盘输入患者信息,如需要点滴的速度、时间等。根据流体力学的原理,液体形成液滴滴下时,1ml的液体可以滴20滴,因此,液滴输入的剩余时间可以通过如下公式得到:
这样能够及时监测输液进度信息,并随时进行反馈,实现系统功能,其结果具有准确性和高效性。
通过对医疗设备智能监控系统的设计,使医院和保健院对医疗设备的使用和管理实现了无纸化数据传输和储存,能够降低医院的医疗成本,缩短了家属的陪护时间,有效提高了医院医疗设备的使用,间接体现了该智能系统的设计具有安全可靠、操作简单和性能优越,进一步推动医院信息化水平建设,提高患者的满意度。可见,对医疗设备智能监控系统的设计分析,能够为医疗设备的完善奠定良好基础。