简述低成本的医疗点滴智能输液+APP监测系统的设计

胡嘉伟?邱妍?迟雨?周成群?康丽祺

摘 要 基于STC90C52RC单片机的医疗点滴智能输液+APP监测系统。采用HX711进行AD采样测量点滴液余量，灵敏度高，采用DHT11测量点滴液温度，测量准确度高，测量数据超过预设值可报警，通过步进电机调节点滴液流速，测量数据信息通过ESP8266无线传输，整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高。

关键词 医疗输液自动化;STC90C52RC单片机;智能输液;HX711;ESP8266

引言

传统的医院打点滴装置较为简陋，需要人工实时监控点滴液余量，并且需要人工呼叫护士拔针;点滴液温度过低时，患者会感到浑身发凉，需要用热水袋敷;打点滴的速度过快或过慢时，通过调整软管夹的松紧程度来控制液体输入人体的速度。为了实现医疗输液的自动化，本文介绍了基于STC90C52RC单片机的医疗点滴智能输液+APP监测系统。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。

1系统总体设计框架

本系统设计了一种用于医疗点滴智能输液+APP监测系统，它涉及红外检测，温度检测，智能质量计算，流速检测，智能报警等高新技术。智能质量计算和智能报警主要以由单片机STC90C52RC组成的电子秤为核心，该电子秤搭载拉力传感器可实现0～5kg称重范围，测量准确。另外，电子秤还设置报警器功能，在称量点滴质量过低时进行报警，及时提醒护士为患者拔针。流速检测采用光电传感器，主要由红外发射与接收对管组成，接收对管接收由药液滴落而引起的强度变化的电信号，通过计数脉冲个数即可实现流速监控[1]。

2系统主要部分分析

2.1 流速监控模块

流速监控模块采用光电传感器测量点滴速度。光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。该系统中选用光耦集合器，把红外发射和接收管正对着固定在滴斗两侧，当液滴滴下时，接收端光功率发生变化，光電接收管将变化的光信号转化为变化的电信号，经比较器整形得到与点滴同频的方波，用单片机测量其周期即可计算出点滴的速度。

点滴流速可由五相四线步进电机控制，五相四线步进电机是一款可以通过单片机输出多项时序控制电流控制电机旋转方向和转速的电机，用户可以通过按键对单片机发出指令对步进电机的旋转方向和转速进行控制，从而较为精确地调节点滴液流速。

2.2 温度监控模块

温度监控模块采用贴片温度传感器测量点滴速度。此温度监控模块采用DHT11温湿度传感器，DHT11传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。DHT11传感器2引脚接上拉电阻和外接电源与单片机任一I/O接口相连，NTC热敏电阻具有很高的负温度系数，精确的获取热敏电阻的阻值变化，将采集的数据传送给单片机。

当单片机监测到点滴液温度过低时，通过硅胶加热片对点滴进行加热，加热至最高时，停止加热，确保点滴液温度适宜[2]。

2.3 质量检测模块

该部分由称重传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。首先由HL-8称重传感器将质量信号转变为可测量的电信号输出，利用电子秤专用高精度高增益24位A/D转换芯片HX711进行模数转换，转换后的数字信号送给单片机控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动LCD显示模块完成人机间的信息交换。

2.4 报警系统部分

在主站和从站部分，都选用了蜂鸣器。当从站点滴瓶中药液重量低于警戒部分所设的警戒值是，单片机将接收到一个报警信号，并将此信号发给报警系统，使主站和从站的蜂鸣器和报警灯同时工作，便实现了声光同时报警，而从站的报警系统也为医护人员提供方便。

3数据无线传输方式

本系统中数据的无线传输采用的是WIFI模块数据透传，WIFI模块采用的是ESP8266，WIFI模块选用的是ESP8266芯片，该芯片是一款高性能的串口模块，内置TCP/IP协议栈， ESP8266串口模块可以与其他设备串口模块之间进行通信，该模块使用TTL电平，模块支持串口转WIFI STA、串口转AP和串口转WIFI STA+AP三种模式。Esp8266可以连接到WIFI同时生成一个WIFI热点供其他设备连接，进而将所测点滴余量数据上传至上位机终端[3]。

4程序流程

程序流程框图如图所示，由单片机和按键控制。

5结束语

医疗点滴智能输液+APP监测系统是一套集信息化、智能化、数字化为一体的输液系统。在不改变原有输液方式的基础上。减轻了医护人员的工作强度、解决患者及其家属输液过程中的焦虑和烦恼，提升了现代化医院的信息化管理水平。

参考文献

[1] 刘孝赵.基于ESP8266模块的远程数据采集系统设计[J].电子测试，2017，（21）：21-22，72.

[2] 王涛.光电传感器的原理及应用探讨[J].计算机产品与流通，2018， （07）：64，122.

[3] 胡宗旭.智能输液报警器的研制[J].中国战略新兴产业，2018，（12）： 155.