、1时直流电机逆时针转动；iP2.6、P2.7 口输出为1、1时电机停止转动.在阻断输液软管的过程中，设置直流电机顺时针或逆时针转动时间为2秒，以便有足够的时间压缩或释放输液软管。
[0041]二、人机交互模块
[0042]1、键盘输入单元
[0043]在本系统中，经常需要输入配置信息参数，如设置输液滴速、设置药液量、切换液体、紧急呼叫按钮等。由于使用的按键比较多，所以采用矩阵式键盘。矩阵式键盘由行线和列线组成，通过扫描来捕获键盘的输入信息。扫键盘电路如图6所示，其中16个按键分别代表:S01—SlO分别为O — 9数字键。Sll为滴速设置键、S12为液量设置键、S13为切换键、S14为紧急呼叫键、S15为滴系数设置键、S16为确定键。“滴速设置”键用来设定滴速，先按下该键再通过数字键设定速度，最后按确定键就设定了滴速；“液量设置”键用来选定输液瓶的种类，按下该键再通过1、2、3键来分别选择50Qml、250ml、10ml输液瓶，最后按确定键就设置成功；“切换键”是在第一瓶药液输完时要切换到第二瓶时使用；“紧急呼叫”键是病人在紧急情况下，可按此键呼叫医护人员处理输液情况；“滴系数”设置键用来选定输液管的滴系数，按下该键再通过1、2、3键来分别选择10滴/ml、15滴/ml、20滴/ml，最后按确定键就设置成功。
[0044]2、屏幕显示单元
[0045]由于实际需要显示的内容比较多，包括设置速度、实际速度、剩余液量、床位号等，用LED或字符IXD均不能完全显示以上所有内容，所以选用IXD12864液晶显示。
[0046]综合考虑以上指标和实际需要，我们选用了金鹏电子有限公司的0CM12864-9液晶显示。0CM12864-9是128X64点阵型的液晶显示屏，它可以显示好多种常用的字符和图形，它可以跟单片机直接相连，具有8位标准的数据总线和6条控制线。0CM12864-9与单片机的连接电路图如图7所示。
[0047]三、报警模块
[0048]报警电路采用声、光相结合的方式来实现。当剩余液量不足、滴速过快或过慢、病人按下紧急呼叫按钮时发生报警。报警时蜂鸣器发出报警声，同时点亮发光二极管。为了不影响别的病人发出报警声后可断开Si键取消蜂鸣器，使系统更加人性化。为了提高系统的抗干扰能力，增强系统的稳定性和安全性，输入端与输出端也加入了光电耦合器件TLP521-1。报警电路如图8所示。
[0049]四、电源模块
[0050]电源在电路设计中是至关重要的，电压太大，导致电流过大，容易减少元器件寿命，甚至烧坏单片机芯片，造成不可估计的损失，本系统需要产生的电平包括:
[0051]5V电压:单片机控制芯片，红外对管，直流电机，报警电路。
[0052]3.3V电压:无线传输模块。
[0053]LM7805是三端正电源稳压电路，输出电流可达IA，能提供多种固定的输出电压(5￥、6￥、8￥、9￥、12￥、24￥)，可作为单片机或111电路电源。LM780S使用极其方便，而且价格较低，外接不同元器件时，可获得不同电压，是目前稳压电源使用较为广泛的芯片。
[0054]LM1117也是目前应用最多的电源稳压芯片之一。输出与输入有一定的电压差，其压差为1.2V，通过2个外部电阻就可实现。另外还有5个固定电压输出(1.5V、2.5V、2.85V、3.3V和5V)的型号，输出精度达1%，其封装形式很多，我们选用50T-223封装系列。
[0055]木系统我们选用LM7805与LM1117-3.3两种电压转换芯片来实现电源需求。单片机、传感器等元器件工作电压为5V，如果把外接交流电直接加上使用，很容易烧毁器件，LM7805正是起到把外界提供的交流电变换成+5V的直流电的功能。然而无线传输模块需要工作在3.3V，我们利用LM1117-3.3V来进行转换。5V电压经过1.2V压差输出正好得到3.3V。电源电路设计如图9所示。
[0056]五、温度采集模块
[0057]本系统在测量输液体温度时，使用DS18B20作为温度传感器。其主要特点如下:
[0058](I)单总线使用，可以方便和MCU的连接；
[0059](2)原始测量精度为0.5°C，最大精度0.0625 0C，测量范围_55°C — 125°C ；
[0060](3)每个DS18B20都有唯一的序列号，可以实现串联使用；
[0061](4)内部有温度上、下限告警功能。
[0062]DS18B20与MCU的连接方式如图10所示。MCU通过DS18B20的DQ端，即可采集输液液体的温度，并通过加热丝对液体进行温度控制。
[0063]六、通信模块
[0064]1、无线通信模块
[0065]无线传输模块我们选用的是nRF2401系列。nRF2401模块是由Nordic公司研制开发而成，它属于单片射频收发芯片，RF2401性能及特点如下:(1)2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用；(2)功耗极低:以-5dBm的功率发射时，工作电流仅10.5mA，接收电流只有18mA，待机模式下状态仅为IuA ; (3)工作速率高:可达Mbps ; (4)抗干扰能力强，可靠性高；(5) 125频道，满足跳频通信和多点通信需求，内置硬件CRC检错。
[0066]nRF2401微功率无线模块目前有两种型号RF2401B和RF2401SE。RF2401B配备PCB板载天线，空旷场地传输距离约20— 50米，RF2401SE配外置天线，空旷地传输距离可达50—100米，由于医院环境复杂，综合考虑，选用RF240ISE。
[0067]2、有线通信模块
[0068]硬件电路的设计主要是CAN通信控制器与微处理器之间和CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路的设计。它是CAN总线接口电路的核心，主要完成CAN的通信协议，而CAN总线收发器的主要功能是增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰(RFI)，实现热防护等。
[0069]SJA1000为CAN协议控制器，TJA1050为CAN高速收发器。SJA1000的ADO?AD7接MCU的P2端口，P3.4和P3.5分别控制SJA1000的读写操作，MCU通过对SJA1000的控制，进而实现数据收发；TJA1050是控制器区域物理总线和网络(CAN)协议控制器之间的接口，是一种标准的高速CAN收发器。TJA1050可以提供差动发送性能给总线，提供差动接收性能给CAN控制器，TJA1050提供CAN节点接口，实现CAN总线数据的传输，其中CANH和CANL接到CAN总线网络上。通信接口硬件单路连接如图11所示。
【主权项】
1.一种输液监控控制系统，其特征在于:分别包括与微控制器连接的滴速控制模块、温度控制模块、报警模块、人机交互模块和通信模块，该输液监控控制系统通过微控制器用于接受和处理输液信息，并与人机交互模块预先设定的控制参数进行比较，将处理后的输液信息返回各模块进行输液控制。
2.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的滴速控制模块包括滴速采集单元、步进电机控制单元和机械传动装置，滴速采集单元通过红外传感器及其调理电路将液滴信号送入微控制器中计数处理，并与预先设定的输液滴速值进行比较，步进电机控制模块接受指令信号驱动机械传动装置加紧或松开输液管，控制输液滴速。
3.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的温度采集模块包括温度采集单元和加热装置，温度采集单元利用温度传感器采集药液温度信息，通过微控制器处理后，加热装置接受指令信号，控制加热装置的通断。
4.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的报警模块包括液位采集单元和报警单元，液位采集单元用于采集药液位置信息，并传输至微控制器进行处理，报警单元接受指令信号，低于警戒位置时关闭当前输液通道，报警单元发出警报。
5.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的人机交互模块包括键盘输入单元和屏幕显示单元，键盘输入单元和用于设置输液过程中的所有输液参数，屏幕显示单元用于实时显示输液信息。
6.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的通信模块用于将输液信息发送到联机计算机中，且具有呼叫器功能。
7.根据权利要求1所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:该控制系统还包括电源模块，用于为整个系统电路提供工作电压，所述的电源模块提供电压为5V直流电。
8.根据权利要求4所述的一种一种输液监控控制系统，其特征在于:所述的报警单元通过控制红色LED灯交替闪烁同时蜂鸣器发出警报。
【专利摘要】本发明公开了一种输液监控控制系统，分别包括与微控制器连接的滴速控制模块、温度控制模块、报警模块、人机交互模块和通信模块，该输液监控控制系统通过微控制器用于接受和处理输液信息，并与人机交互模块预先设定的控制参数进行比较，将处理后的输液信息返回各模块进行输液控制。该系统具有呼叫、保持输液液体恒温和警报提示的功能，且可联机进行网络控制，具有推广使用价值。
【IPC分类】A61M5-172, A61M5-36, A61M5-44, A61M5-168
【公开号】CN104721922
【申请号】CN201510097752
【发明人】魏辉, 李军辉, 李士晓, 张贝, 刘祖鹏
【申请人】河南机电高等专科学校
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月5日...