一種基于藍牙通信的智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)應運而生,采用紅外檢測、單片機、步進電機和藍牙技術(shù)實現(xiàn)對輸液滴速的控制、顯示、自動關(guān)斷以及聲光報警,并通過連接上位機實現(xiàn)遠程監(jiān)控。監(jiān)控人員通過上位機在監(jiān)控室內(nèi)就可以實現(xiàn)對多個病房的輸液控制,大大節(jié)省人力,減輕了醫(yī)護人員的工作壓力。此外,本系統(tǒng)還具有短信提醒功能,且整體安裝方便、監(jiān)控精準、成本低廉。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括智能輸液監(jiān)控部分和無線網(wǎng)絡通信模塊。其中智能輸液監(jiān)控部分采用單片機,最小系統(tǒng)為控制器,附以液滴滴速信號采集、按鍵輸入、顯示輸出、控制器件輸出和無線通信電路。
設計出一種能夠控制輸液速度的控速閥,配合步進電機實現(xiàn)輸液速度控制,通過紅外檢測系統(tǒng)以及人機交互模塊形成下位機。
系統(tǒng)采用低功率藍牙模塊 實現(xiàn)與上位機的通信傳輸功能。系統(tǒng)實物具有一體化便攜等特點。
系統(tǒng)利用紅外傳感模塊實時采集液滴滴速,反饋到控制器由控制器程序進行計算,并與預設的數(shù)值進行比較,從而由控制器發(fā)出相應的命令,指揮相應的硬件單元做出相應的動作,同時控制器也將采集所得的數(shù)據(jù)上傳到遠程無線監(jiān)控平臺,在上位機進行顯示監(jiān)控,同時給護士手機發(fā)送信息,進行更換藥液的操作,實現(xiàn)無線組網(wǎng)運行。
液滴檢測采用紅外對管發(fā)射接收,對環(huán)境光線適應能力強,測量誤差小于 2 滴。其具有對紅外線發(fā)射與接收管,發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線,當檢測方向遇到障礙物(反射面)時,紅外線反射回來被接收管接收,經(jīng)過比較器電路處理,綠色指示燈會亮起,同時信號輸出接口輸出數(shù)字低電平信號。低電平信號由單片機中斷收集。計數(shù)檢測電路可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測距離,根據(jù)接收到的光強強弱判斷是否有液滴滴下。
液滴控速模塊
在液滴落下時會阻擋接收管接收紅外線,模塊便產(chǎn)生一組脈沖。當微處理器檢測到中斷口由1到0的邏輯跳變時,表明有一滴液體滴下
每 5s刷新一次,采集 5s 內(nèi)的液滴滴數(shù),得到速度,剩余時間通過總體積計算。
控速是以擠壓輸液管控制液滴速度為依據(jù),采用橢圓形樹脂片,與電機輸出軸同軸嵌套電機旋轉(zhuǎn)角度不同,樹脂片對輸液管的擠壓程度不同,從而使得液滴滴速亦不同。
其中樹脂片為橢圓形,且模型擠壓側(cè)布有均勻的凹凸齒,可增大動摩擦因數(shù),減少兩者之間的相對運動,使得電機轉(zhuǎn)過的角度與橢圓形模型轉(zhuǎn)過的角度相等。
輸液管也被固定在執(zhí)行單元,“凸”字形模型中,模型內(nèi)壁對輸液管的支撐使得橢圓形模型能夠按一定角度擠壓到輸液管,不隨橢圓形模型的轉(zhuǎn)動而移動。
由工作原理可知,液滴滴速與橢圓形模型的旋轉(zhuǎn)角度,即電機的旋轉(zhuǎn)角度成一定關(guān)系,但在調(diào)節(jié)過程中,由于橡膠粘度與液滴粘度,以及橢圓形模型的彈性模量等因素均為非線性控制量,且移動距離、移動阻力、對輸液管的壓力等參數(shù)也難以計算,只可通過對多個角度采樣得到相應的液滴滴速來分析兩者之間的關(guān)系。
因此,液滴滴速調(diào)節(jié)范圍被設置為 4個檔位。據(jù)了解,不同的年齡、疾病、病程和藥物,以及病人個體差異和靜脈狀況對靜脈輸液的適宜速度有著不同的要求。
但由于影響因素過多,因此只從年齡因素入手,忽略特殊體質(zhì)患者,設置四個檔位,分別是青年檔、中年檔、老年檔以及復位檔,檔位可以手動調(diào)節(jié),從上位機實現(xiàn)遠程控制。
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