基于51单片机的输液报警系统设计

高扬

摘 要：本设计是以AT89C51单片机为核心，利用光电传感器来检测设备液体的流动情况。当吊瓶内有点滴落下时，可通过红外检测装

1前言

随着信息技术和计算机技术的发展，信息革命在工业、医疗和控制领域都有所涉及。例如在工业中需要控制生产中液体的流动，实时性控制保证工业设施的安全性与高效率性。基于现代科学技术的发展，人们的生活作息混乱致使身体素质较差，医院病人数量也激增，其中最基本的就是输液点滴系统的控制，因为它直接关系着人们的健康状态。

2 输液报警系统要求及设计方案

本设计是以51单片机微机为主控核心，采集和分析用户所设置的信号及数据，针对用户设置的数据及信号，通过硬件系统中的可控元器件实现点滴检测和报警功能。系统功能流程如图2-1所示。

当有点滴滴下时，通过对红外对管中接收器，携带能量的红外线光子进入PN结能量，点滴吸收红外线能量，转移到电子共价键连接处，使得共价键释放电子，从而使脉冲电流的产生，然后处理脉冲信号。当没有点滴通过或者流速较小未达到设定值，此时红外对管产生少量电流，进而产生脉冲信号，当MCU处理完成后，命令送达报警器。

3 系统硬件设计

3.1 系统硬件设计原则

微控制器设计程序系统的硬件由两部分组成：一是配置循环系统，如键盘和1602液晶屏幕，设计相应的电路接口，A / D开关等。二是扩展系统，如ROM、RAM、O / I，中断系统等。当无法满足应用程序系统的需求，则需要进行系统扩展，此时相对应的芯片由电路设计选择。

3.2 系统硬件选型

3.2.1 中央处理器

此设计中所采用的是STC89C52单片机。拥有4KB字节快速删除和编写程序，可重复写或删除多次且这一数据可以保存十年，当编辑好之后其数据系统持续时间很长，并且与MCA-51系列指令系统和引脚完全兼容，但经过开发改进拥有了MCA-51没有的很多功能。

3.2.2 检测装置

当液体没有落在管子上时，发射管和接收管相对，此时接收管接收到的光信号较强。当有点滴流下时，由于点滴液体对红外光的反射吸收使得光强度发生改变，接收管接收到信号之后发送给单片机控制系统，则由此检测出点是否有点滴滴落。

3.2.3 LCD1602显示电路

LCD1602是系统所用显示器，可显示两行16个字符合计32共个数字及字符。这种专门的点阵型液晶由单片机STC89C52控制，可显示用户设置的数字，字母或字符。其主要特性为：一个高性能的8位闪存8K低编程和存储器。512字节 RAM，32位 I/ O口线，内置4 KB EEPROM， MAX810复位电路，3个16位定时器，4个外部中断，7向量4中断结构及全双工串行口8。

3.2.4 蜂鸣器电路及按键电路

蜂鸣器是一个全面一体化结构的电子迅响器，供电方式是交直流，在生活中应用非常广泛，如汽车喇叭、电话、儿童玩具等。蜂鸣器发声原理：电流通过磁感应线圈，磁感应线圈是由磁场产生的驱动振动膜发出的声音。微控制器的TTL电平无法驱动蜂鸣器，因此必须增大电流增设放大电路，蜂鸣器通过三极管放大。当p2.4释放低能量时，直接通电，三极管导通，发出鸣叫。

4 軟件设计

4.1 软件设计原则

软件设计的一个重要条件是控制和协调的外部设备，主要控制系统需支持软件运行、应用程序的开发和操作。监控和维护计算机系统、管理单片机系统的硬件设备是软件系统的主要任务，最终目的时与系统硬件一同构成完整系统。

整个软件的程序主体就是主程序，是整个完整程序的入口点，软件设计系统的关键组成部分，系统在执行过程中首先执行主程序，与此同时，调用软件设计中的子程序，来实现子程序对应的功能。且主程序还负责执行子程序和模块之间的联系。

该程序通过系统自检，检测程序内存在的故障，然后按顺序调用各子程序模块执行各自的功能，来系统的实现初始化，进而开始实现数据处理和数字通信显示，产生控制信号等。

5结论

目前在医院患者输液的过程中，患者会因为身体虚软无精力观察点滴液体情况、医护人员往往会因为患者过多而导致点滴更换不及时。如果患者输液过程中没有得到医护人员的照看治疗，且病人也处于无意识状态，当点滴流尽由于气压原因病人的针管则会出现回血现象，时间越长则患者的血液流失越多，造成病人的二次伤害。

参考文献：

[1]李增国.传感器与检测技术[M].北京：北京航空航天大学出版社 2009.

[2]钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].北京：人民邮电出版社2007.

[3]陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社2010.

[4]陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社2010.

[5]刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社2007.

[6]王东峰等.单片机C语言应用100例[M].北京：电子工业出版社 2009.

置检测液体下落速度，同时由单片机控制，规避点滴流速过快或过慢的危险;当吊瓶内药物滴完即没有点滴流下时由分机向主机发送报警信号。无需患者与医护人员操作自行报警，而且在实现无线报警的同时可以检测输液情况，当病人吊瓶输液无液体或点滴流速未在设定安全值，即触动蜂鸣器报警系统。

关键词：51单片机;点滴输液;流速控制