一种基于Zigbee无线通信的医用输液监护装置的制作方法

本实用新型属于医疗输液设备技术领域，尤其涉及一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置，能够有效检测输液瓶中药液含量并警报。

背景技术：

医疗中医护人员每天都要对患者进行大量的输液工作，患者进行输液时，由于单瓶药液的输液时间相对较长，因而通常是将输液瓶挂于输液吊杆上进行慢速滴液，患者或家属及时关注输液瓶中的药液量，而医护人员还需继续其它的医疗工作的同时要多次查看输液瓶中的药液量以确保药液量较少时及时移除或更换药液，防治血液回流或者气体进入人体静脉，形成气体栓塞，危害患者的健康。当多组患者同时输液时，工作量大，医护人员还要不间断的进行多次查看药液量，工作强度大，工作效率低，且管理不便，还容易出现输液患者多而查看不周全的问题。

zigbee是一种较新兴的低速率、短距离的无线网络技术，它的通信协议是ieee802.15.4标准规定的，延续了低功耗局域网协议的特点，是一种近距离的无线通讯技术。通信协议栈利用的是半开源的协议栈zstack协议栈，同时zstack协议栈中嵌入了osal操作系统。zigbee网络中存在三种逻辑设备类型，分别是终端节点、路由器和协调器。其中协调器具有所建网络的最高权限，不仅可以保持网络其他设备的通信还可以设计安全中心；路由器则是负责其他节点信息传输的中转站，即转发其他节点的功能；终端节点则是负责信息采集传输的设备但不能转发其他节点的信息。通过zigbee无线网络技术可将所采集的信息发送至特定的信息显示处理系统，实现信息量变动的可视化。

基于此，若能在某一终端实时监测到不同输液区输液瓶中的药液量，当液位较低时又能及时通知医护人员地移除或更换药液，将在医疗领域具有重要应用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置，可对患者输液瓶中的药液含量进行实时监控，当液位较低时进行报警，节省劳动力，利用无线通讯技术使输液瓶监护装置摆脱了电线的缠绕，能够很方便地移动，且本装置成本低，操作简单，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置，包括zigbee主控板及转换电路、压力传感器、协调器和上位机，所述压力传感器上设置有吊挂输液瓶的挂钩，所述压力传感器通过第二连接杆与所述zigbee主控板及转换电路连接，所述压力传感器与所述zigbee主控板及转换电路中的转换电路电性连接，所述转换电路与zigbee主控板里具有模数转换的引脚连接，所述zigbee主控板及转换电路通过zigbee无线网络与所述协调器实现数据传输，所述协调器与pc机串口连接，pc机上安装有能实时显示输液瓶内药液量的上位机，所述上位机中设有报警模块；所述zigbee主控板及转换电路上设置有电源模块、电源开关、系统复位按键、输液瓶初始校准按键、规格选择按键、是否需要报警按键及报警灯，所述电源模块为zigbee主控板及转化电路提供电源，zigbee主控板的终端节点分别与电源模块、系统复位按键、输液瓶初始校准按键、规格选择按键、是否需要报警按键及报警灯电性连接。

优选地，所述压力传感器包括钢片、电阻应变片和引出线，所述钢片的一侧连接电阻应变片，钢片的另一侧中央设置第一连接杆，第一连接杆与所述挂钩连接，所述电阻应变片通过引出线与所述zigbee主控板及转换电路中的转换电路连接。

优选地，所述第一连接杆通过连接环与挂钩连接，可为方便挂钩的转动。

优选地，所述转换电路采用差动电桥转换电路，引出线与差动电桥转换电路连接，使得采集的数据更加精确。

优选地，所述zigbee主控板及转换电路上设有天线和挂环，通过挂环可将装置悬挂于输液吊杆上。

优选地，所述zigbee主控板采用cc2530芯片，其是一种低功耗的芯片，内部集成有8路输入和可配置分辨率的12位adc。

相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过压力传感器将输液瓶中药液量的变化量转化为电压量，该电压量通过a/d转换(模数转换)后得到数字量并传输至zigbee主控板及转换电路，再利用建立好的zigbee无线网络将采集到的数字量发送到协调器节点上，在协调器的处理器中将各个终端节点发送过来的原数字量进一步处理成数据包，利用zigbee主控板芯片的串口通信，把处理好的数据包发送给pc机，pc机中的上位机程序将传来的数据包处理并显示，当输液瓶中药液量低于上位机中设定的某一数值时，启动警报模块；或者通过zigbee主控板及转换电路上的是否需要报警按键启动报警灯进行报警通知给监护人员，从而实现对病人输液瓶中药液量的监控。本实用新型利用zigbee无线通讯技术使输液瓶监护装置摆脱了电线的缠绕，能快速方便地实现对输液病人的监护，方便移动，只需将其电池充满电，开机即联网，速度快，体积小巧；且本装置成本低，操作简单，提高工作效率，节省劳动力，具有很好的普遍使用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置的正面结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置的背面结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的zigbee无线网络示意图。

图4是本实用新型实施例提供的数据传输控制的框架图。

图5是本实用新型实施例提供的一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置的工作流程图。

图中：1-挂钩；2-连接环；3-第一连接杆；4-钢片；5-电阻应变片；6-引出线；7-第二连接杆；8-zigbee主控板及转换电路；9-天线；10-挂环；11-电源模块；12-电源开关；13-系统复位按键；14-输液瓶初始校准按键；15-规格选择按键；16-是否需要报警按键；17-报警灯。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-图2，一种基于zigbee无线通信的医用输液监护装置，包括zigbee主控板及转换电路8、压力传感器、协调器和上位机，压力传感器上设置有吊挂输液瓶的挂钩1，压力传感器通过第二连接杆7与zigbee主控板及转换电路8连接，zigbee主控板及转换电路8通过zigbee无线网络与协调器实现数据传输(如图3所示)，协调器与pc机串口连接，pc机上安装有上位机，上位机是pc机上能实时观察输液瓶内药液量(即能显示其百分比和进度条)的用c#语言编写的电脑软件，可通过现有的c#语言编写技术实现，上位机中设有报警模块，该报警模块根据c#语言编写的上位机中预设的输液瓶内药液量值进行报警，当输液瓶内药液量到达预设的最低值时，报警模块开始报警。压力传感器是一种利用电阻应变片的压电效应的一种传感器，压力传感器包括钢片4、电阻应变片5和引出线6，钢片4的一侧连接电阻应变片5，钢片4的另一侧中央设置第一连接杆3，第一连接杆3连接有挂钩1，为方便挂钩的转动，第一连接杆3通过连接环2与挂钩1连接；电阻应变片5通过引出线6与zigbee主控板及转换电路8中的转换电路电性连接，转换电路与zigbee主控板里具有模数转换的引脚连接，转换电路采用差动电桥电路，引出线6与差动电桥转换电路连接，使得采集的数据更加精确。zigbee主控板及转换电路8上设置有电源模块11、电源开关12、系统复位按键13、输液瓶初始校准按键14、规格选择按键15、是否需要报警按键16及报警灯17，电源模块11为zigbee主控板及转化电路8提供电源，让装置能正常地运行，zigbee主控板的终端节点分别与电源模块11、系统复位按键13、输液瓶初始校准按键14、规格选择按键15、是否需要报警按键16及报警灯17电性连接，通过系统复位按键13实现系统的初始化，通过输液瓶初始校准按键14选择输液瓶的种类，通过规格选择按键15选择输液瓶的规格，通过是否需要报警按键16设定是或否来选择输液瓶中药液量达到报警阈值时是否通过报警灯17进行报警，当选择是时，输液瓶中药液量达到报警阈值时报警灯17闪烁，当选择否时，输液瓶中药液量达到报警阈值时报警灯17不启动，仅可通过上位机上的报警模块报警，装置的数据传输控制框架图如图4所示。zigbee主控板及转换电路8上设有天线9和挂环10，通过挂环10可将装置悬挂于输液吊杆上。

zigbee主控板采用cc2530芯片，是一种低功耗的芯片，内部集成有8路输入和可配置分辨率的12位adc。

本实用新型的工作原理：

当挂钩1承载输液瓶后，通过输液瓶中药液量的变化使与挂钩间接连接的钢片4发生不同程度的弯曲，通过电阻应变片5的应变效应使钢片4的弯曲程度转换成电阻值，再通过引出线6应变效应产生的电压的变化传到转换电路中，用差动电桥电路使电阻值的变化率呈现线性量，将电压的非线性变化转化为线性变化，从而让输出的电压呈线性，随钢片4的弯曲程度(力度)的增大而增大的线性变化的电压量通过a/d转换(模数转换)后得到的数字量传送到cc2530芯片中，再利用建立好的zigbee无线网络将采集到的数字量发送到协调器的节点上，在协调器的处理器中将各个zigbee终端节点发送过来的原数字量进一步处理成数据包，利用cc2530芯片的串口通信，把处理好的数据包发送给pc机，pc机中的上位机程序将传来的数据包处理更加直观的进度条。流程图如图5所示，当cc2530芯片采集到的电压值通过数据处理后，转换成的输液瓶中药液的含量低于设定的某一数值时，启动警报模块；或者当进度条里的数据超过一个设定值后，将通过启动报警灯来通知给监护人员，从而实现对病人输液瓶的监控。此外，系统复位按键13是把系统进行复位的按键，也就是将其进行初始化，以便后来的检测和操作；输液瓶初始化按键14是将输液瓶的初始重量进行选择的按键，在市面上的医用输液瓶的种类有玻璃瓶、塑料瓶、塑料袋，通过输液瓶初始化按键14选择具体使用的医用输液瓶，然后通过规格选择按键15选择输液瓶的具体规格，一般的输液瓶有100ml、250ml、500ml规格，输液瓶的种类和规格提前设置于zigbee主控板中，可通过连续按击按键的次数进行选择；当输液瓶内液体将要用完时，通过是否需要报警按键16控制报警灯17进行警报。

经前期使用证明，本实用新型既能快速地实现对输液病人的监护，又能节省劳动力，是医院、诊所的必备之物。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。