基于STM32的点滴输液报警器-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-32-2022-028-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STM32F103单片机的点滴输液报警器系统。该系统以STM32F103单片机为核心控制器，结合红外对管、超声波测距模块、独立按键、OLED显示模块、舵机、WIFI模块和蜂鸣器等硬件组件，实现了对点滴输液过程中滴速和容量的实时监测和报警功能。中控部分通过获取输入部分的数据，并进行处理和控制输出部分的功能，实现了对点滴滴速的检测和调节，以及对药物容量的监测。通过OLED显示模块和WIFI模块，系统能够实时显示滴速、容量和滴速阈值，并实现联网功能，方便医护人员进行远程监控和数据传输。当容量低于阈值时，系统通过蜂鸣器进行报警，确保患者的安全。实验结果表明，该系统具有较高的准确性和可靠性，可广泛应用于医疗领域，提高点滴输液的安全性和准确性。
关键词：单片机；WIFI模块；超声波传感器；舵机
字数：9000+
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目录
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 OLED显示模块
3.4 超声波测距模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 连接WIFI检测实物测试
5.3 手动报警实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着智能化控制的不断发展，自动化临床设备的研究已成为医疗器械的一个重点，随着新药品研发的越来越多，采用静点输液治疗方法在治疗疾病的过程中已变得很普遍了。然而在输液过程中，对于不同药液，不同年龄患者均有其不同的最佳滴速要求其滴速过快或者过慢均会影响治疗效果;在输液过程中，若需要换输液,若发现不及时就会出现空气进入血管内就会危及病人生命安全，还有当病人单独输液时，由于睡着或者忘记观察药液量导致血液外流等事故。
从医院的角度来说，通过点滴输液报警器智能监控，可完全代替人工，及时预警、报警，降低医护人员工作强度，减少护理出错，提高了服务质量，杜绝了医护人员肉眼监控的弊端，将大大降低医疗事故几率。从患者的角度来说，有了智能监控管理系统，患者家属可以不用再陪护，患者也可以安心休息，在一定程度上，降低患者的紧张度。所以，综合以上两方面的概述，将来医用输液报警器有着良好的发展前景[1] 。以上就体现出;医院输液瓶监控的重要地位和作用。对提高医疗事业的发展起到很大的作用.利用科技去提高整个医疗事业，是造福整个人民的好事情，对于此我们应努力的去改善。本设计是基于STM32的点滴输液报警器设计，主要实现以下功能：通过红外光电传感器模拟滴速,按键设置液滴流速上限和流速下限，舵机也可以自动调节档位，控制滴速在设置范围内。同时利用液位传感器检测输液瓶剩余容量（超声波），当输液瓶剩余容量为30ml时，蜂鸣器报警。紧急情况下，可通过按键直接报警；并在液晶屏实时显示设置滴速、当前滴速、剩余容量等信息。更为重要的是，加入了WIFI模块，通过该模块联网，在联网界面显示滴速、容量、滴速阈值，这更便于人们远程观察。该设计的基于STM32的点滴输液报警器具有很大的意义。
1.2 国内外研究现状
针对当前医疗输液监控系统存在的问题,2018年李水峰，袁仲鸣，陈文奕，杜宇上设计了一套基于嵌入式STM32智能医疗输液监控系统;该系统通过智能输液监控装置检测输液的流速和输液瓶的液位,控制步进电机装置自动调节到设定的流速;通过无线传输模块将信息及时传送到上位机远程监控平台,医护工作人员通过上位机远程监控平台,实现对多个房间的智能输液监控装置进行监控和管理;同时本系统还具有声光报警,远程断液和个人信息查询等功能[2] ，经过测试,本系统工作稳定可靠,具有广泛的应用价值和发展前景.
2020年祝加雄，蒋强，常峰，柏小艳，刘峰公开了一种能够给病人和医护人员带来便利的智能输液监控系统.该智能输液监控系统,包括服务器,第一控制芯片,第一供电电源,第二控制芯片,第二供电电源,报警模块,指令输入模块,电子秤模块,电子秤模块对输液瓶或输液袋的重量进行实时测量并将测得的数据传递给第二控制芯片,第二控制芯片接收到重量数据后通过无线的方式传递给第一控制芯片,进而传递给服务器,医护人员可以根据服务器显示的数据对输液瓶或输液袋内的药液量进行监控,无需守在病人旁边,一旦电子称重模块测的重量数据接近预设的初始值就表明输液即将结束,此时第二控制芯片给报警模块发送报警信号[3] ,大大方便了病人和医护人员.适合在环保设备领域推广应用.
滴注监测对于护士或看护人来说是一项繁琐的工作。在夜间，看护人或旁观者可能会忘记通知护士有关耗尽的瓶子会给患者带来不便的情况。如果瓶子没有在正确的时间补充，人为疏忽会导致血液回流，空气栓塞和许多其他主要/次要问题。有必要保持对瓶子的连续观察。2020年GG 维努侧重于为上述问题提供解决方案的监控系统。瓶子的水平不断传输到护士的电话，以改善他/她对所有患者的宝贵存在。就观察到的水平而言，100、80、50、20、10等百分比被发现是正确的。最新技术物联网（IoT）用于在护士和患者之间架起一座桥梁。称重传感器用于测量液位并将数据发送到护士站。开始滴注后，可以在护士的电话中查看水平下降。可以使用伺服机构停止输液[4] 。该项目可以改变医疗保健部门，并通过减少工作量来证明对护士或看护人有帮助。使用这种系统可以远程监控在病房甚至整个医院进行的输液。
静脉滴注，俗称输液，是临床实践中最常用的治疗和抢救措施之一。在输液过程中，新生儿、儿童、成人和老年人对输液速度有不同的要求。心肺功能和肾功能代谢较差的患者需要特别注意，因为输液速度不仅关系到患者的心负荷能力，还影响药物的疗效，甚至有些患者会因输液滴注速度过快而出现药物反应。此外，输液过程中还存在给药不及时、手动控制滴水速度、给医务人员叫醒不方便等问题。针对上述问题，2020年王磊，李坤，陈旭提出并设计了一种基于STC89C52的远程医疗监控系统。在病房中，传感器用于检测输液过程中液体的液位和滴水速度。通过ZigBee CC2530无线传输，将输液信息发送到护士端，实现远程监控。如果输液中药量太少或输液滴水速度过快，及时报警，同时可以控制输液滴速。测试后，系统运行稳定，可实现实时液位监测、实时滴速监测、智能滴速调节、自动报警等所需功能[5]，说明使用该系统可以解决传统输液系统的问题，具有很强的实用价值。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本论文介绍了一种基于STM32F103单片机的点滴输液报警器系统。该系统旨在提高点滴输液的安全性和准确性，通过实时监测和报警功能，确保患者在输液过程中的安全。系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32F103单片机作为核心控制器，负责获取输入部分的数据，并进行处理和控制输出部分的功能。输入部分包括红外对管、超声波测距模块、独立按键和供电电路，用于检测滴速、获取药物容量，进行界面切换、阈值设置、联网和报警。输出部分包括OLED显示模块、舵机、WIFI模块和蜂鸣器，用于显示滴速、容量和滴速阈值，调节滴速，实现联网功能和报警。通过实验验证，该系统具有较高的准确性和可靠性，可广泛应用于医疗领域，提高点滴输液过程的安全性和准确性。
