无人监控点滴自动监控系统的设计与分析

李舟宇 刘海婷 李佳宏

摘 要：随着人们生活和工作节奏的不断加快，在相关科学技术的支持下，越来越多的行業实现了精准、高效的控制。目前，医疗行业对静脉输液流速和护理提出了更严格的要求，但由于医院医护人员的数量不能满足病患的需求，经常出现监控处理不及时的情况，最终导致医疗事故的发生。因此，医院必须加强这方面的管理，对治疗过程实施自动监控管理。本文主要对无人监控点滴自动监控系统的设计进行了分析，以此希望能够推动我国医疗行业的发展，降低医疗事故出现的概率。

关键词：无人监控点滴;自动监控系统;医疗行业

随着新时代进程的不断推进，自动化、智能化已经成了我国社会发展的趋势。其中智能化自动监控作为自动化、智能化发展的代表，在各行各业得到了广泛的应用。医疗行业具有一定的特殊性，它的存在关系着人民群众的生命健康安全，若医院的硬件设施不能达到病患的医用要求，就会对人民的生命安全和身体健康造成一定的损害。近年来，受空气质量和安全事故的影响，医院的病患数量逐渐增加，这就在一定程度上加快了医疗体系与医疗方式完善和创新。点滴输液作为临床治疗和抢救的主要方式，为了确保输液过程的安全，当药物快要下完、因一些原因药物流速过快或过慢时，都需要医疗人员及时到场进行处理[1]。就目前的医疗水平而言，控制系统并不能达到医院发展的需求，这就在一定程度上增加了医护人员的工作强度，同时也会给病患的心理带来负担，不利于提高医院的管理水平。因此，为了提高医院医护人员的工作效率，就必须对输液点滴的控制技术进行创新和改进。

1、设计点滴自动监控系统的意义

静脉输液是最常见到的医疗诊疗方法之一，除了点滴输液的见效快之外，其还可以为病人输送营养，特别是对于一些暂时无法进食的病患来说，可以让其体力得到补充。之前在进行静脉输液时，病患旁边必须有人监守，避免在输液过程中出现一些状况，例如，管路堵塞、药物输送完成没有及时拔管等，影响隐患的诊疗效果，情况严重者可能会引发医疗安全事故。即便有人在旁边监管，但也有可能因为人员原因引起静脉输液异常。由此可见，设计一个无人监守的自动监控静脉输液系统，对于医疗双方都有着重要意义。

2、无人监守点滴自动监控系统设计分析

在制定无人监守点滴自动监控系统的方案时，需要进行六个方面的设计，其主要包括控制系统、点滴检测、液位监测、滴速监控、电机选择、主从通信等方面。

2.1控制系统方案设计

对于控制系统的设计，其最关键的就是微处理器，它的主要作用就是控制药物的滴速、监测药物的位置和药物精度的计算等。在传统的设计过程中，通常情况下使用的是两位模拟控制方案，但这种方案不能达到远程通信和高精度的使用标准，而单片机AT89S53的应用，不仅能够弥补传统设计方案的不足，同时还能够实现远程控制，降低设备的损耗。因此，在进行控制系统的设计过程中，可以将单片机AT89S53作为此系统的微处理器。

2.2点滴检测方案设计

点滴检测的方案较多，但起到决定性作用的是传感器对液滴确定的敏锐度与抗干扰能力。由此可以看出，发光传感器、不可调制红外对射传感器都具有敏锐度低与抗干扰能力弱等问题，所以，上述两个设备都不能作为点滴检测的传感器。脉冲调制红外射传感器的抗干扰能力较强，同时平均电流较大，敏锐度高，符合点滴检测对传感器提出的要求。所以，在进行点滴检测方案设计的过程中，要选择脉冲调制红外对射传感器为其设备。

2.3液位监测方案设计

液位监测主要是对液体传输情况的监控，也就是对警戒液位的监控。一旦液面和警戒液位持平时，传感器就会给医务人员发送信息，让其及时赶到现场，依照实际情况的需求选择下一步操作[2]。液位的监测的传感器一共有三种，分别是拉力传感器、超声波传感器和光电传感器。拉力传感器各方面的性能都优于其他两种，但其价格偏高，通常情况下，在液位监测设计中不会使用该传感器;超声波传感器主要是根据声音在不同介质中所产生的传播速度不同进行设计，在对静脉注射液进行检测时，由于其不同药物的构成不同，就会造成声音的传播速度有一定的差异，影响其最后的液位测量结果。除此之外，液位一旦发生晃动，就又可能导致发出报警的时间不是最佳时间，所以，该传感器也不能达到液面检测的标准。光电传感器的工作原理主要是依靠光的折射，它通过液体瓶内光的变化，将远程通讯信息传递给医护工作人员。虽然这个方案也存在一定的缺陷，但相比而言它的经济性和适用性较高，在进行液位监测方案设计时，一般会选择光电传感器作为滴速控制的设备。

2.4滴速监控方案设计

原来的滴速监控方案，是通过使用滑动软管夹改变其软管孔径，以此将液体在软管流动的阻力降到最低，进一步掌握液体流动的速度。在实际的操作过程中，远程控制的成本较高，同时操作难度较大，通常情况下，不会选择其成为滴速监控的方案。通过调节液体瓶的高度能够把控液体低落的速度，上升或下降都能对其速度进行控制。这种方式在一定程度上与滑动软管夹的工作原理相似，但与它的区别就是这种方法容易操作。所以，在滴速监控方案设计的过程中，要选择电机滑轮系统作为其设备。

2.5电机选择方案设计

随着科学技术的发展，不同类型的电机纷纷涌进市场，其中应用较为广泛的是直流电机、伺服电机、步进电机等。除了能够到达其方案设计的标准，同时还要具备较强的经济实用性，在以上三个类型的电机中，最符合相关标准的是步进电机。

2.6主从通信方案设计

主从通信是远程控制通信服务中的一种，其主要作用就是将医院内全部的静脉输液信息传递给医护工作人员。此次设计选择的是经济性高、功能性强的控制器局域网通信方式。

3、点滴输液控制系统

点滴输液控制系统可以在药物即将输送完成或滴落速度出现异常时，出发声光报警将其信息传输到相关医护人员哪里，让其及时实施相关解决措施，这一次设计的关键设备是单片机[3]。自单片机出现以来，功能不断优化和提升，其资源不但能够达到多种方案的设计要求，它的优点还包括集成度高、性能好、速度快、消耗少、成本低、操作简单等。因此，它在社会的各个领域都得到了大范围的应用，像制造业、重工业、轻工业、国防工业、通信系统、网络系统等方面。并且逐渐代替了现在的多片微机应用系统，成为了现在市场上最常用的设备。

结论

无人监守点滴自动监控系统最为医用监控软件，它的出现是时代发展的需要，通过该系统的使用，能够在无人监守的时候，病患的诊疗效果能够得到保障，减少医疗事故的发生。并且也在一定程度上降低了医院工作者的工作量，提高医院的工作质量和效率。

参考文献：

[1]华东交通大学.一种无人监守点滴自动监控系统装置：CN201820278115.0[P].2019-07-16.

[2]韦国富，嵇凌，钟伟.智慧机房无人值守系统设计及实现[J].信息通信，2020，（4）：284-286.

[3]李艾浓，王増彩.基于单片机的自动输液监控系统的设计[J].南方农机，2019，50（2）：192.

项目资助：北方民族大学自治区级大学生创新项目经费（项目编号：2019-QJ-010）