一种智能输液监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能输液监控系统包括：输液监控模块以及APP模块。所述输液监控模块包括：在滴壶两侧分别设置红外发射管和光电接收管；光电接收管接收强度变化的光信号后输出变化的电压信号，放大电路将电压信号放大、RC电路整形后，经双电压比较器转化为电平信号，触发单片机外部中断并计数，在定时器中定时取脉冲总数得到点滴速度，并将点滴速度信息通过网络，发送至APP模块。
【专利说明】
-种智能输液监控系统
技术领域
[0001 ]本发明设及医疗器械领域，尤其设及一种智能输液监控系统。
【背景技术】
[0002] 现有技术有两种输液监控系统：
[0003] 基于输液速度与溫度实时监控的输液监护仪设计，它采用红外对管作为传感器对 液滴滴落采集计数，实现输液速度和输液剩余量的监控。具有一定的输液速度监控等功能。
[0004] 集溫度监控输液速度及剩余输液量监控、报警功能等于一体的新型输液监护仪输 液监护仪，系统的设计采用模块化思想，分为输液监控模块、溫度控制模块、报警模块、通信 模块W及人机交互模块。
[0005] 上述两者缺点是:现有的蜂鸣报警器对病人造成干扰，且硬件体积大成本高，携带 不便;现有新型报警式输液器回收率低，且易对药物产生一定的污染;避免病人因处理个人 事物而错过拔针、换液时间，出现安全事故;均为大硬件设备，没有将临床与方便、大众的智 能手机结合开发。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种智能输液监控系统。
[0007] 本发明提供了一种智能输液监控系统，其特征在于，所述智能输液监控系统包括： 输液监控模块W及APP模块。
[000引所述输液监控模块包括:在滴壶两侧分别设置红外发射管和光电接收管;光电接 收管接收强度变化的光信号后输出变化的电压信号，放大电路将电压信号放大、RC电路整 形后，经双电压比较器转化为电平信号，触发单片机外部中断并计数，在定时器中定时取脉 冲总数得到点滴速度，并将点滴速度信息通过网络，发送至APP模块；
[0009] 所述APP模块包括：点滴速度信息的信号与手机第S方a卵的通信采用WiFi模块， Uart-Wifi模块是基于串口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议 IE邸802.11协议找W及TCP/IP协议找，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间 的转换，单片机将数据通过串口发送到WiFi模块的输入端，WiFi模块形成热点，通过无线网 络连接到服务器上，WiFi模块作为客户端向服务器申请端口，之后通过TCP/IP协议进行局 域网通信，将病人的序号W及点滴速度、持续时间等录入到服务器信息库中。
[0010] 其中，监控系统收集的数据传输到对应患者的病例数据库，后期可W用于优化医 疗方案，优化医疗方案。
[001 U A.信息采集
[0012] -方面，从医院病历数据库中导入所有与治疗有关的病人基本信息，包括病人的 性别、年龄职业、疾病、医嘱和开药；
[0013] 另一方面，从本系统采集病人的用药情况W及治疗时间；
[0014] 总用药时间与痊愈时间相等，记为C;
[001引治疗方案，记为T，T为一个一维向量；
[0016] C = f(T) (Do [0017] B.数据上传
[0018]将上述各种数据上传至数据库中，针对每一中疾病建立一个单独的数据库;数据 库中每一条数据即是一个治疗方案;整理好的数据用于下一步的处理。
[0019] C.模型训练
[0020] 采用先用数据训练一个bp神经网络用于疗法的评估和预测。
[0021] D.痊愈时间预测
[0022] 上一步完成后，对于任意给定治疗方案，用神经网络对治疗实践作出预测。
[0023] 有益效果:通过手机app模块检测不在安全范围内的输液速度及剩余输液量，别样 的提醒方式，避免打扰旁人，同时可WW"音乐、铃声，震动"等形式向手机用户实时反映病 人"走针、结束输液速度及剩余输液量监控"等信息。通过app检测输液数据，收集的数据可 W用于优化医疗方案。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例的智能输液监控系统的输液监控模块结构图。
[0025] 图2为本发明实施例的智能输液监控系统的APP模块结构图。
[0026] 图3为本发明实施例的智能输液监控系统的电路总体设计图。
[0027] 图4为本发明实施例的智能输液监控系统的工作流程图。
[00%]图5为本发明实施例的智能输液监控系统的NokiaSllO电路图。
[0029] 图6为本发明实施例的智能输液监控系统的最小系统电路图。
[0030] 图7为本发明实施例的智能输液监控系统的电源电路图。
[0031] 图8为本发明实施例的智能输液监控系统的蜂鸣器电路图。
[0032] 图9为本发明实施例的智能输液监控系统的红外对管发射和接收电路图。
[0033] 图10为本发明实施例的智能输液监控系统的串口电路图。
[0034] 图11为本发明实施例的智能输液监控系统的按键电路图。
[0035] 图12为本发明实施例的智能输液监控系统的预留IO电路图。
[0036] 图13为本发明实施例的智能输液监控系统优化医疗方案流程图。
【具体实施方式】
[0037] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可W理解的是，此处所描述的具体实施 例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图 中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0038] 一、实施例技术方案综述
[0039] 基于红外线的计数电路、W51单片机为核屯、实现静脉滴壶中液滴滴落采集计数， 进而实现对输液速度和剩余输液量的监控，并将点滴数据传送服务器，实现数据的后续分 析和处理;利用手机app选择"铃声或震动"其一设置为多对应提醒方式，进而向手机用户实 时反映病人"走针、结束输液速度及剩余输液量监控"等信息。
[0040] 利用红外传感器将光信号转化为电信号放大整形为电平信号，达到计数目的。
[0041] 将上一板块的信息，通过局域网络建立输液器、中间服务器、手机终端=者的联 系，反馈到手机app。
[0042] 作为客户端的手机开发的app，可W访问服务器中的数据，收集与检测输液数据， 并选择"音乐、铃声，震动"其一设置为多样的提醒方式，进而向手机用户实时反映病人"走 针、结束输液速度及剩余输液量监控"等信息。
[0043] 通过手机app检测输液数据，实现手机W溫和的方式提醒病人的功能，减少噪音同 时将手机收集的数据传输到对应患者的病例数据库，后期可W用于优化医疗方案。
[0044] 二、实施例技术核屯、内容
[0045] 1、设计内容综述
[0046] W51单片机为核屯、，实现静脉滴壶中药液流速的监控，并将点滴数据传送服务器， 实现数据的后续分析和处理。
[0047] 2、技术方案
[004引A、液滴监控采用红外传感器，在滴壶两侧分别设置红外发射管和光电接收管，液 滴滴落经过红外发射管和光电接收管之间时遮挡住红外发射管发射出来的红外光，红外发 射管发射的光透过液滴后强度发生变化，光电接收管接收强度变化的光信号后输出变化的 电压信号，此电压信号经放大、整形后被转化为电平信号，触发单片机外部中断并计数，在 定时器中定时取脉冲总数得到点滴速度。该传感器具有体积小、灵敏度高、线性度好等特 点，其外围电路简单，性能稳定可靠等优点。
[0049] B、与服务器的通信采用WiFi模块，化K-Wifi模块是基于串口的、符合WiFi无线网 络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议找W及TCP/IP协议找，能够实现 用户串口或ITL电平数据到无线网络之间的转换，单片机将数据通过串口发送到WiFi模块 的输入端，WiFi模块形成热点，通过无线网络连接到服务器上，WiFi模块作为客户端向服务 器申请端口，之后通过TCP/IP协议进行局域网通信，将病人的序号W及点滴速度、持续时间 等录入到服务器信息库中。
[0050] C、手机和PC作为客户端可W访问服务器中的数据，进行监控和后续数据分析与处 理。
[0051 ] 3、程序与电路设计
[0052] 如图3所示，电路设计总体如下：
[0053] 其中W单片机为控制核屯、，对红外接收信号转换为的方波脉冲进行计数，可W通 过NokiaSllO显示屏进行显示，通过按键进行病人序号的录入，最后实时通过WiFi模块与服 务器进行通信。程序流程如图4。
[0054] 其中，脉冲计数代码： void .Ext'iQ_Irci-H泣托过Ier 〇 Intecrapt 0
[0化5] { EXO=O： Wat 后 r_c0'unt++;
[0056] HXO= I ； }
[0057] 定时器定时读取代码
[005引 void Time;rO_Irq_Handle;rO interrupt 1 [0化9] {
[0060] ETO = O;
[0061 ] Water_speed_per_minute =Water_count；
[0062] Water_count = 0 ；
[0063] ETO = I;
[0064] }
[00化]串口发送程序： void 'SeriFushSe打d (unsigned char send一过at过')
[0066] SB师二媒 nd_data 帘 hi let! TI) ; TI=O; }
[0067] Nokia5110位图绘制函数： void LCD_draw_bmp_pixcI (unsi留ncd char X，unsigned char Y，unsi留na过 char 冬瓶过p， unsignad ch乱r Pix-x，unsi寫ncd ch过r Pix_y) {: U打signed int i，. n.; unsigned char row;
[0068] if (Pix_y%8二0) row二Pix-y/8; 巧Is色 row二Pix一y/8+1; -for (Tl二0; n<r 0祁n十+) { LCD set XY(X，Y); for(i=〇- i,<Pix_x; i++) { L'CD'_jtrite''Jbyte'Cmap[i+n*P''i'x''_jx],' I)：
[0069] } Y村； } }
[0070] 本实施例的智能输液监控系统包括:输液监控模块W及APP模块。
[0071] 所述输液监控模块包括:在滴壶两侧分别设置红外发射管和光电接收管;光电接 收管接收强度变化的光信号后输出变化的电压信号，放大电路将电压信号放大、RC电路整 形后，经双电压比较器转化为电平信号，触发单片机外部中断并计数，在定时器中定时取脉 冲总数得到点滴速度，并将点滴速度信息通过网络，发送至APP模块。
[0072] 所述APP模块包括：点滴速度信息的信号与手机第S方a卵的通信采用WiFi模块， Uart-Wifi模块是基于串口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议 IE邸802.11协议找W及TCP/IP协议找，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间 的转换，单片机将数据通过串口发送到WiFi模块的输入端，WiFi模块形成热点，通过无线网 络连接到服务器上，WiFi模块作为客户端向服务器申请端口，之后通过TCP/IP协议进行局 域网通信，将病人的序号W及点滴速度、持续时间等录入到服务器信息库中。
[0073] 监控系统收集的数据传输到对应患者的病例数据库，后期可W用于优化医疗方 案，优化医疗方案：
[0074] A.信息采集
[0075] -方面，从医院病历数据库中导入所有与治疗有关的病人基本信息，包括病人的 性别、年龄职业、疾病、医嘱和开药等；
[0076] 另一方面，从本系统采集病人的用药情况W及治疗时间。需要注意的是，本模型对 病人病逝的情况不予考虑；
[0077] 1.假设总用药时间与痊愈时间相等，记为C。现实中，存在部分病人尚未痊愈就已 经出院。他们一般是由于经济原因或出于病情已经足够轻微的考虑。由于实际治疗数据的 缺乏，我们做出此假设。
[0078] 2.假设治疗方案和病人的个人信息密切相关。也就是说，换同样疾病的病人，由于 其性别、年龄、职业等方面的不同，即便是相同的用药情况也会取得不同的效果。
[0079] 3.定义上述采集到的所有数据，除疾病种类和痊愈时间之外，为一个治疗方案，记 为T。运是基于第2条假设做出的定义。可知，T可看作一个一维向量。
[0080] 显然，治疗方案的不同导会导致痊愈时间不同，二者之间必然存在一定的函数关 系，而治疗方案与上述多种因素有关，即：
[0081 ] C = f(T) (1)
[0082] B.数据上传
[0083] 将上述各种数据上传至数据库中，针对每一中疾病建立一个单独的数据库。数据 库中每一条数据即是一个治疗方案。整理好的数据用于下一步的处理。
[0084] C.模型训练
[0085] 由（1)式可知，f是一个复杂的函数，因此我们可采用先用数据训练一个bp神经网 络用于疗法的评估和预测。
[00化]D.痊愈时间预测
[0087] 上一步完成后，对于任意给定治疗方案，我们可W用神经网络对治疗实践作出预 测。
[0088] 最后应说明的是：W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其对 前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1. 一种智能输液监控系统，其特征在于，所述智能输液监控系统包括:输液监控模块以 及APP模块； 所述输液监控模块包括:在滴壶两侧分别设置红外发射管和光电接收管;光电接收管 接收强度变化的光信号后输出变化的电压信号，放大电路将电压信号放大、RC电路整形后， 经双电压比较器转化为电平信号，触发单片机外部中断并计数，在定时器中定时取脉冲总 数得到点滴速度，并将点滴速度信息通过网络，发送至APP模块； 所述APP模块包括：点滴速度信息的信号与手机第三方app的通信采用WiFi模块，Uart-Wifi模块是基于串口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议 IEEE802.il协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间 的转换，单片机将数据通过串口发送到WiFi模块的输入端，WiFi模块形成热点，通过无线网 络连接到服务器上，WiFi模块作为客户端向服务器申请端口，之后通过TCP/IP协议进行局 域网通信，将病人的序号以及点滴速度、持续时间等录入到服务器信息库中。2. 根据权利要求1所述的智能输液监控系统，其特征在于，监控系统收集的数据传输到 对应患者的病例数据库，后期可以用于优化医疗方案，优化医疗方案： A. f目息米集 一方面，从医院病历数据库中导入所有与治疗有关的病人基本信息，包括病人的性别、 年龄职业、疾病、医嘱和开药； 另一方面，从本系统采集病人的用药情况以及治疗时间； 总用药时间与痊愈时间相等，记为C; 治疗方案，记为T，T为一个一维向量； C = f(T) (1) B. 数据上传 将上述各种数据上传至数据库中，针对每一中疾病建立一个单独的数据库;数据库中 每一条数据即是一个治疗方案;整理好的数据用于下一步的处理； C. 模型训练 采用先用数据训练一个bp神经网络用于疗法的评估和预测； D. 痊愈时间预测 上一步完成后，对于任意给定治疗方案，用神经网络对治疗实践作出预测。
【文档编号】G05B19/042GK105955112SQ201610304471
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】曹聪, 程五良, 王思琦, 夏津, 齐海成, 张智昊, 郭正华, 张丽霞
【申请人】大连理工大学