智能输液系统硬件电路设计范文

本站小编为你精心准备了智能输液系统硬件电路设计参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：

本设计以AT89S52为控制核心，使用液位传感器和电磁夹管阀，继电器等主要元件来实现吊瓶自动切换，选用步进电机来实现对液滴速度的控制，采用显示屏，按键，LED，警报器等辅助元件来为病人或医务工作者提供和显示实时信息，实现了智能报警和监控等功能。

关键词：

单片机；吊瓶自动切换；液位检测；滴速控制

通过调查发现中国现在是一个输液大国，一年百亿的输液瓶，平均每人八瓶的庞大输液量，造成很多医院输液厅时常人满为患，护士人手不足，并且输液装置还停留在传统方式，缺少智能化和信息化，导致病人输液得不到完善的照顾，出现很多医疗纠纷[1]。智能输液系统的设计主要在于减轻门诊的工作量，可以减少护士工作时间和工作负担，提高病人输液的舒适度与安全性。

1整体设计方案

智能输液系统的设计基于AT89C52单片机为控制核心，液位传感器检测到警戒水位，将信号传递给控制核心，控制核心根据接收到的信号来选择电子夹具的通电与断开，继而控制点滴瓶，来达到智能切换点滴瓶的要求，电源模块作为整个系统的供电电源，按键来设定初始点滴瓶数，并在显示屏上明确的显示出来，还可控制步进电机以控制点滴速度，无线遥控器可以远程设置初始点滴瓶数，红外检测点滴信号给信号主控芯片，主控芯片处理并使警报器和指示灯工作。

2硬件电路设计

2.1输液瓶自动切换电路设计进行输液瓶的自动切换，就要涉及到点滴瓶的截流，当开始输液第一瓶时，后面的输液瓶就要进行截流，使用电磁阀夹紧输液管，实现液体的截流工作。其工作方式就是阀体内的大型线圈通电，因为磁铁异性相吸的原理，使得和永磁铁相连的夹紧机构进行夹管操作，实现对液体的截流操作。输液瓶自动切换电路使用继电器模块控制电磁夹管阀打开和关闭来完成。电路中光耦起到高低压隔离，提高抗干扰性的作用。光耦工作电压5V，电磁阀工作电压12V。通过给信号三极管s8050的导通与关断来控制继电器（图中K3、K5）的线圈通电与否，从而控制常闭与常开触点的吸合与打开，最终控制电磁阀（常闭钳式夹管阀，J3、J7处）接通和关断。

2.2液位检测电路运用非接触式缺水传感器(型号RFG-12VS)检测输液瓶内的液位情况，缺水式传感器自身集成了反相器，就不用设计外围电路，直接把传感器与单片机引脚相连。将缺水式液位传感器安装于吊瓶上，紧贴输液瓶，检测到有液体时不输出信号，当检测到无液体时，给单片机传输信号，单片机在接到相应信号的时候，发出指令给电磁夹管阀，控制其夹紧与松开，从而控制多瓶输液瓶按顺序自动切换进行输液。缺水式液位传感器检测液位适用于不同规格的输液瓶，而且没有复杂的电路，体积小，使用简单。缺水式液位传感器放置在输液箱里，其输出脚与单片机有线连接。图2-2为缺水式液位传感器。

2.3点滴检测和控制电路点滴计数用红外对管接收模块（TCRT5000）测量出液滴的下落速度，检测到液滴下落就产生一个低电平信号给单片机，单片机通过计算，把结果显示在数码管上[2]。如果检测到滴速与设置的滴速不一致，采用微型推杆步进电机，通过调整步进数来控制液体的滴速。点滴检测图中的工作电压5V，JP1的接线端子直接接单片机，把液滴信号传给单片机。

3实验调试

在输液系统的模拟仿真中，使用开关作为模拟液位传感器的器件，测试程序在理想状况准确接收到信号下，是否能做出正确的反应。从观察单片机的IO口的高低电平判断出输液瓶是否有正确的动作。在测试中多次出现提前报警，提前打开不应打开的电磁夹管阀，多次测试判断为继电器的瞬间关闭，产生了极大的回流电流，对单片机产生了极大的干扰，而导致单片机出现了很大的执行错误。解决方法为将继电器控制端和信号端分别进行两路单独供电，有效的消除回流电流对单片机的影响。在对液滴检测进行调试时，出现了检测液滴的实时性不好，表现为检测速度不快，以调节了液滴速度一段时间后才能在数码管显现出来液滴的变化，此为程序参数的问题，更快的显示估计下落液滴的速度，设置为记录液滴与液滴间的时间间隔，这样做可以达到实时检测的效果，连贯性更好，但是误差会随之增大。因为检测时计算会省略小数点之后的数值，最大误差为0.9，当液滴流速为10滴/分钟，误差率为10%，以上调整可能会出现50ms的误差，也只是会增加5%左右的误差率。

4结论

整个智能输液系统，以STC89C51为控制核心，支持最多三瓶输液瓶的自动切换，可以电动控制输液滴数，可以自动切换吊瓶。智能输液系统可应用于诊所、各大医院输液室等[3]。

参考文献

[1]郭雯，王海涛.智能输液系统的发展与应用[J].医疗卫生装备，2012，33(11).

[2]伍玉，陈晓君.液体点滴速度检测装置[J].电子设计工程，2009，7（7）.

[3]刘辉,王新辉.智能输液系统的研究与开发[J].湘潭师范学院学报，2005，6（2）.

作者：李静 胡一经 单位：桂林电子科技大学信息科技学院