基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置的制作方法

本实用新型设计一种医学辅助用具，尤其是一种基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置。

背景技术：

在现在的医学治疗方法中，俗称打点滴或者说挂盐水的输液治疗方法，是一种非常普遍的治疗手段，其原因就在于通过输液可以用于：1、补充血容量，改善微循环，维持血压2、纠正水、电解质失调，维持酸碱平衡3、补充营养，供给能量4、输入药物，治理疾病。这些足以见得输液这种医学治疗方法可以用于大部分的疾病治疗。

当前，在医院输液室中正在输液的病人不在少数，正因为输液对于治疗的普适性，导致输液人群很大，但是输液的不足却在于人们需要时时刻刻关注自己输液情况。这导致病人不能得到良好的休息，需要花费很大的精力来关注输液进度，以防止错过拔针时间，导致血液回流。同时最佳的拔针时间在滴壶内液体滴完，输液管中液面下降速度明显减慢或停止时，这说明最佳的拔针时间短而宝贵，对于病人来说很难掌握好呼叫医生的时间，导致错过拔针时间，进而浪费输液管内药物或导致拔针时间过晚。

除此之外，在医院的输液室内也存在总有一种情况：病人在输液时，嫌滴速太慢，就自行调快，有时医生巡视又将其调慢。这说明在输液时，滴速也是一门学问。其实，每次输液时的滴速是不能随意调节的。滴速过快容易使血容量突然增加，导致心脏负担加重，引起心力衰竭和急性肺水肿，还可能因血药浓度增加过快超过安全范围而出现药物中毒反应。反之，滴速过慢，血药浓度增加过慢而达不到最低有效浓度，影响药物的疗效。正确的滴速应根据病人年龄、病情、药物性质、输液总量和输液目的等因素调节。

技术实现要素：

为了克服现有的输液需要人工查看是否输液完毕以及输液滴速难以控制为最佳滴速的不足，本实用新型提供一种可依据输液管内的液体药物流速信息并结合病人病况进行药物流速信息建议并提供输液药物耗尽警告的基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置，其包括监测预警装置本体和自组网网关，所述监测预警装置本体包括用于监控输液管内液体流速的红外监测模块、用于处理红外监测模块发出的数据及发出指令的监测预警装置数据处理模块、用于发出报警信息并响应人工手动关闭警报信号的监测报警模块、用于提示病人当前的最佳滴速的监测预警装置显示模块和用于ZigBee自组网组网以及收发监测预警装置数据处理模块所处理的数据的监测预警装置ZigBee信号收发模块，所述红外监测模块与所述监测预警装置数据处理模块连接，所述监测预警装置数据处理模块分别与监测报警模块、监测预警装置显示模块连接，所述监测报警模块与蜂鸣器连接；

所述自组网网关包括用于ZigBee信号转换简单数据并转换网络协议以支持 RJ45接口的收发的自组网网关数据处理模块、用于ZigBee组网以及收发监测预警装置所处理后的数据并通过RJ45网络接口将数据上传到网络的自组网网关 ZigBee网络收发模块和用于显示各监测预警装置本体的基本状态信息的自组网网关显示模块，所述自组网网关数据处理模块分别与所述自组网网关ZigBee网络收发模块、自组网网关显示模块连接；

所述自组网网关ZigBee网络收发模块与所述监测预警装置ZigBee信号收发模块连接，所述监测预警装置ZigBee信号收发模块与所述监测预警装置数据处理模块连接。

进一步，所述监测预警装置本体设置有两个以上，两个以上的监测预警装置本体的监测预警装置ZigBee信号收发模块分别与所述自组网网关ZigBee网络收发模块连接。

再进一步，所述红外监测模块为用以监测液体流量速度的低功耗红外传感器。

再进一步，所述监测预警装置数据处理模块采用型号为CC2530F128RHAR 的单片机。

再进一步，所述自组网网关数据处理模块采用型号为CC2530F256RHAR的单片机。

更进一步，所述低功耗红外传感器设置有两个，一个低功耗红外传感器的引脚D1、D2分别与CC2530F128RHAR的单片机的引脚P1_1、P1_2相连；另外一个低功耗红外传感器的引脚D1、D2分别与CC2530F128RHAR的单片机的引脚P1_3、P1_4相连。

本实用新型出现的功能模块，均由硬件电路实现。

本实用新型的有益效果主要体现在：可依据输液管内的液体药物流速信息并结合病人病况进行药物流速信息建议并提供输液药物耗尽警告。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的工作流程图。

图3是本实用新型的CC2530系列单片机的引脚图。

图4是本实用新型的低功耗红外传感器的引脚连接示意图。

图5是本实用新型监测预警装置本体和自组网网关两部分的模块连接示意图。

图6是本实用新型监测预警装置本体和自组网网关安装位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图6，一种基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置，其包括监测预警装置本体1和自组网网关2，所述监测预警装置本体1包括用于监控输液管内液体流速的红外监测模块、用于处理红外监测模块发出的数据及发出指令的监测预警装置数据处理模块、用于发出报警信息并响应人工手动关闭警报信号的监测报警模块、用于提示病人当前的最佳滴速的监测预警装置显示模块和用于ZigBee自组网组网以及收发监测预警装置数据处理模块所处理的数据的监测预警装置ZigBee信号收发模块，所述红外监测模块与所述监测预警装置数据处理模块连接，所述监测预警装置数据处理模块分别与监测报警模块、监测预警装置显示模块连接，所述监测报警模块与蜂鸣器连接；

所述自组网网关2包括用于ZigBee信号转换简单数据并转换网络协议以支持RJ45接口的收发的自组网网关数据处理模块、用于ZigBee组网以及收发监测预警装置所处理后的数据并通过RJ45网络接口将数据上传到网络的自组网网关ZigBee网络收发模块和用于显示各监测预警装置本体的基本状态信息的自组网网关显示模块，所述自组网网关数据处理模块分别与所述自组网网关ZigBee 网络收发模块、自组网网关显示模块连接；

所述自组网网关ZigBee网络收发模块与所述监测预警装置ZigBee信号收发模块连接，所述监测预警装置ZigBee信号收发模块与所述监测预警装置数据处理模块连接。

进一步，所述监测预警装置本体1设置有两个以上，两个以上的监测预警装置本体的监测预警装置ZigBee信号收发模块分别与所述自组网网关ZigBee 网络收发模块连接。

再进一步，所述红外监测模块为用以监测液体流量速度的低功耗红外传感器。

再进一步，所述监测预警装置数据处理模块采用型号为CC2530F128RHAR 的单片机。

再进一步，所述自组网网关数据处理模块采用型号为CC2530F256RHAR的单片机。

更进一步，所述低功耗红外传感器设置有两个，一个低功耗红外传感器的引脚D1、D2分别与CC2530F128RHAR的单片机的引脚P1_1、P1_2相连；另外一个低功耗红外传感器的引脚D1、D2分别与CC2530F128RHAR的单片机的引脚P1_3、P1_4相连。

本实用新型出现的功能模块，均由硬件电路实现。

本实施例中，监测预警装置本体1和自组网网关2需通过ZigBee自组网方式结合使用，实际采用多个监测预警装置本体与一个自组网网关的使用方法，也可分开单独使用其各自功能。

如图1和图2所示，对于监测预警装置来说，红外监测模块通过发射红外线来负责监控输液管内液体流速，监测预警装置数据处理模块负责处理红外监测模块所发出的数据并且包含防抖等功能；对于自组网网关来说，自组网网关显示模块负责显示各监测预警装置本体的基本状态信息，监测预警装置本体的基本状态信息包括电池电量、系统状态、错误信息，监测预警装置本体的详细情况可通过RJ45接口所接入的网络查看。

如图3所示，监测预警装置数据处理模块为单片机模块，自组网网关数据处理模块为单片机模块，单片机模块采用CC2530系列单片机。

如图4所示，监测预警装置本体1中，低功耗红外传感器安装设置有两个，且分别与CC2530F128RHAR单片机相连，以保障监测精度、提高数据可靠性。

ZigBee自组网的红外输液监测预警装置中，低功耗红外传感器1中引脚D1、 D2分别与单片机引脚P1_1、P1_2相连；低功耗红外传感器2中引脚D1、D2 分别与单片机引脚P1_3、P1_4相连。

红外输液监测预警装置中的无线网络发送和接收均使用ZigBee技术。

最佳滴速信息均通过自组网网关访问网络后台病人数据库信息，结合病人的输液药物情况自动计算，计算后通过ZigBee方式传送至监测预警装置本体，由监测预警装置本体对比实际滴速与最佳滴速，从而通过监测预警装置显示模块提示病人。

如图2所示，监测预警装置本体1和自组网网关2通过ZigBee方式进行通讯。自组网网关在Internet后台访问病人的数据库，在后台自组网网关可以访问到病人的历史病例信息以及敏感药物等信息。在访问到数据库后根据本次输液的药物信息，自动计算最佳的药物滴速值。在完成计算后再通过ZigBee方式发送到监测预警装置本体的监测预警装置ZigBee信号收发模块，监测预警装置 ZigBee信号收发模块在收到自组网网关发送过来的最佳滴速信息后，交由监测预警装置数据处理模块处理数据。监测预警装置数据处理模块对比监测预警装置本体内安装的红外监测模块所获得的实时数据与最佳滴速数据，对比结果由监测预警装置显示模块展示出来。如发现红外监测模块所获得的实时数据接近于“0”，则说明输液管内液体不流动或无液体，证明输液已完毕，发送信号至监测报警模块，监测报警模块发出告警提醒病人。

例如：某病人开始输液，通过输液时查询到病人的就诊号，自组网网关可以在后台访问病人的数据库，获取到该位病人历史疾病、药物过敏信息、身高、体重等详细信息。在自组网网关访问到数据库后根据该位病人本次输液的药物信息等信息计算出本次输液药物的最佳滴速值S1，最佳滴速值S1的数值将通过 ZigBee方式发送到该位病人的监测预警装置本体的监测预警装置ZigBee信号收发模块，监测预警装置ZigBee信号收发模块在收到自组网网关发送过来的最佳滴速值S1后，交由监测预警装置数据处理模块处理数据。监测预警装置数据处理模块对比监测预警装置本体内安装的红外监测模块所获得的实时数据S2与最佳滴速值S1。

若S1大于S2则说明实时数据S2小于最佳滴速值S1，此时监测预警装置数据处理模块返回一个滴速过慢的信号，交由监测预警装置显示模块展示出来。若S1小于S2则说明实时数据S2大于最佳滴速值S1，此时监测预警装置数据处理模块返回一个滴速过快的信号，交由监测预警装置显示模块展示出来。

由于在输液时的实时数据S2数值不可能为“0”。若出现实时数据S2数值为 "0"的情况，则说明输液管内的液体不在流动，表示本次输液已经完毕。若监测预警装置数据处理模块发现实时数据S2接近于"0"，则返回一个滴速为“0”的信号，交由监测预警装置本体的监测报警模块，监测报警模块收到信号后，发出蜂鸣声，提醒该位病人输液完毕。

如图5所示，为装置的引脚连接示意图，基于ZigBee自组网的红外输液监测预警装置，其包括监测预警装置本体和自组网网关，且监测预警装置本体和自组网网关之间通过ZigBee信号相互传递信息，在监测预警装置本体中，红外监测模块的D1、D2、D1、D2分别与监测预警装置数据处理模块的P1_1、P1_2、 P1_3、P1_4引脚相连接，监测报警模块的引脚与监测预警装置数据处理模块的 P1_0相连接，蜂鸣器连接到监测报警模块，监测预警装置显示模块连接到监测预警装置数据处理模块的P1_5和P1_6引脚，监测预警装置ZigBee信号收发模块连接到监测预警装置数据处理模块的RF_P和RF_N引脚上；在自组网网关部分，自组网网关数据处理模块的RF_P和RF_N引脚连接到自组网网关ZigBee 网络收发模块，自组网网关显示模块连接到自组网网关数据处理模块的P1_5和 P1-6引脚上，自组网网关数据处理模块通过RJ45网口从Internet网络数据库中读取病人身体信息并发送输液信息到Internet网络数据库中。

如图6所示装置的安装示意图，监测预警装置本体1安装在输液管上，自组网网关2安装在墙面上，当然也可以安装在其他位置上，但是为保证信号传递稳定监测预警装置本体和自组网网关的无遮挡直线距离应保持10米以内。

以上所述具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果做了详尽说明，此上案例应理解为仅最优选实案例，并不限制本实用新型的用途，凡在本实用新型理论原则基础上所做的任何修改、补充和等同替换等，皆应包含在本实用新型的保护范围之内。